Abstract
This research aims to develop polymer composites which can be used for PEMFC bipolar plate by injection molding process. Considering the moldability and stiffness, we used LCP(Liquid crystal polymer) as base resin. In order to improve electrical conductivity and mechanical properties, we chose carbon black, and both synthetic graphite and expanded graphite. The composites with different recipe are prepared for injection molding of PEMFC bipolar plate and CAE(Computer Aided Engineering) analysis was performed to predict melt flow and fiber orientation We did successfully fabricate the ASTM specimens by injection molding, and measure the electrical conductivity of the samples by using four point probe device. We measured mechanical properties such as flexural strength, flexural modulus and Izod impact strength. Conclusively, the electrical conductivity increased with increasing additive concentration, but both flexural strength and Izod impact strength decreased due to the brittle nature of carbon-based additives.
본 논문은 매트릭스 수지로 LCP(Liquid crystal polymer)를 사용하였으며, 기계적 특성 및 화학적 특성을 증대시키기 위해 주 첨가제로 synthetic graphite, expanded graphite와 보조 첨가제로는 carbon black을 사용하여, 함량 별로 복합소재를 제조하였다. 사출성형 전 CAE 프로그램으로 해석을 하였으며, 유동성과 섬유 배향을 예측 했다. 복합 소재는 전동식 사출기를 이용하여 ASTM 복합 시편으로 사출성형 하였으며, 시편을 four point probe 장치를 사용하여 전기전도도를 측정/비교 하였으며, 기계적 강도는 굴곡강도, 굴곡탄성률, 충격강도를 측정하였다. 첨가제가 증가할 수록 전기전도도는 증가하나 첨가제의 brittle한 특성으로 인해 기계적 강도는 감소하는 것을 확인 할 수 있었다.
