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Effect of Moisture Absorption on the Shear Strength of Fiber-reinforced Composites

섬유강화 복합재료의 전단강도에 미치는 흡습의 영향

  • 김윤해 (한국해양대학교 기계소재공학부) ;
  • 김국진 (한국해양대학교 대학원) ;
  • 한중원 (한국해양대학교 기계소재공학부) ;
  • 조영대 (한국해양대학교 대학원) ;
  • 배성열 (한국해양대학교 대학원) ;
  • 문경만 (한국해양대학교 기계소재공학부) ;
  • 김동훈 (한국해양대학교 기계소재공학부)
  • Published : 2008.04.30

Abstract

Composite materials are currently used in aero-space industry, sport and leisure industry but it has many problems such as mechanical properties deterioration by moisture absorption. In this study, we appraised interlaminar shear strength with specimen that immersed/ immersed-dried in water environment(distilled/sea) during $100{\sim}200$days. In the result, properties degradation of resin part and silan part by moisture absorption is judged early on main cause of interlaminar shear strength, and later destruction of mechanical bonding between silan part and fiber by moisture absorption is Judged later main cause of interlaminar shear strength. In conclusion, the recovery of interlaminar shear strength is judged to difficult due to interfacial destruction by moisture when pass over irreversible by moisture in composite material.

복합재료는 현재 항공-우주산업, 스포츠와 레저 산업에서 널리 사용되고 있으나, 흡습에 의해 기계적 성질이 저하하는 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점에 대한 규명을 위해 $80^{\circ}C$의 수 환경(담수/해수)에서 $100{\sim}200일$ 동안 침지/침지 - 건조한 시편으로 전단강도를 평가하였다. 그 결과, 전단강도의 하락은 초기에는 수지부의 흡습과 실란부의 흡습에 의한 물성저하 그리고 나중에는 실란부와 섬유와의 기계적 결합의 파괴가 주요원인으로 판단되었다. 결론적으로, 복합재료 내의 수분으로 인해 비가역구간을 넘어서게 되면 수분으로 인한 계면 파괴가 일어나 전단강도 회복이 어려워지는 것으로 판단된다.

Keywords

References

  1. Y.H.Kim, S.H.Eum, B.K.Choi, J.C.Kim, S.C.Kwon, and Dutta, 'A Study on the Dimensional Stability of Interior Composite Panel Made by Vacuum Bagging and Han,' Key Engineering Materials, Pt2, 2004, pp. 1493-1498
  2. Y.H.Kim, J.D.Kim, V.A.Shuripa, C.M.Yim, and T.G.Park, 'Rational Reinforcing of the Honeycomb Facets Variable Tickness for Wind Turbin,' Key Engineering Materials, Vol. 26, 2004, pp. 777-782
  3. Shen, C.H. and Springer, G. S., 'Effect fo Moisture and Temperature on the Tensile Strength of Composite Materials,' Journal of Composite Materials, Vol. 11, 1997, pp. 2-16 https://doi.org/10.1177/002199837701100102
  4. Y.H.Kim, J.H.Son, B.K.Choi, Y.D.Jo, and K.J.Kim, 'Evaluation of Mechanical Properties of CFRP by VARTM and Its Application,' International Journal of Modern Physics B, Vol. 20, 2006, pp. 3896-3901 https://doi.org/10.1142/S0217979206040556
  5. 김윤해, 최병근, 손진호, 조영대, 엄수현, 우병훈, '하니컴 샌드위치 Panel을 이용한 LCD/PDP 생산 공정용 경량 고 기능 복합 신소재 파렛트 제조 및 그 특성 평가', 한국마린엔지니어링학회지, Vol. 30, 2006, pp. 1226-9549
  6. Comprehensive Composite Materials, Anthony Kelly and Carl Zweben, Polymer Matrix Composites, Vol. 2, pp. 4-11
  7. Standard Test Method for Short-Beam Strength of Polymer Composite Materials and Their Laminates, Annual book of ASTM D2344/D2344M-00
  8. W.R, Broughton and M.J, Lodeiro, Techniques for Monitoring Water Absorption in the Fibre-Reinforced Polymer Composites, 2000
  9. 이지환, 문창권, 박상보, 복합재료, 원창출판사, pp. 221, pp. 165
  10. 서창하, 이덕보, 문창권, '탄소섬유 강화 복합재료의 수분에 의한 열화 및 회복에 관한 연구', 한국복합재료학회지, Vol. 17, 2004, pp. 8-14
  11. 송무섭, 문창권, '수분흡수에 대한 탄소섬유/에폭시 복합 재료의 내구성에 관한 연구', 한국고분자학회지, Vol. 21, 1997, pp. 480-489