Empirical Study on the Effects of the Content and the Orientation of the Disk Shape Fillers on the Modulus of PP Composites

This paper studied the effects of the content and the orientation of the disk shape fillers on the modulus of PP composites. The experimental results were compared with the theoretical calculations which included the three dimensional ellipsoids and analyzed by two aspect ratios, ${\rho}_{\alpha}=a_1/a_3$and ${\rho}_{\beta}=a_1/a_2$proposed by Lee and his researchers. Mica and talc were used as disk shape fillers in the composites. The shapes of mica and talc were observed by SEM and aspect ratios were statistically calculated. For the case of mica, the average aspect ratios were ${\rho}_{\alpha}=13.5$ and ${\rho}_{\beta}=1.8$, and for the case of talc, they were ${\rho}_{\alpha}=3.8$ and ${\rho}_{\beta}=1.4$. Also, the effects of two aspect ratios and the content of filler on the mechanical properties were studied: For 30 wt% of mica, $E_{11}$ increased up to about 2.7 times, and for the other case of talc, $E_{11}$ increased up to about 2.3 times, respectively.

판상형 충전제의 함량과 배향에 따른 PP복합체의 영률 변화 연구

이 논문은 판상형 충전제의 함량과 배향에 따라 폴리프로필렌 복합체의 영률 변화에 미치는 영향을 연구하였다. 이론적인 예측은 Lee와 그의 연구자들에 의해 제안된 두 개의 종횡비, ${\rho}_{\alpha}=a_1/a_3$과 ${\rho}_{\beta}=a_1/a_2$를 이용하여 3차원 타원체의 형상을 계산하였고 실험값과 비교 분석하였다. 판상형 충전제로 운모와 탈크를 사용하였다. 충전제의 형태는 SEM을 이용해 관찰하였고, 종횡비는 고분자의 흐름을 기준으로 좌표축을 설정하여 통계적 방법으로 계산하였다. 충전제가 운모인 경우에 ${\rho}_{\alpha}=13.5$와 ${\rho}_{\beta}=1.8$이었고, 탈크의 경우는 ${\rho}_{\alpha}=3.8$과 ${\rho}_{\beta}=1.4$이었다. 또한 충전제의 2개의 종횡비와 함량이 기계적 물성에 미치는 영향을 실험적으로 연구하였다. 운모의 경우 30 wt% 함량일 때 $E_{11}$이 약 2.7배 향상되었다. 탈크의 경우는 $E_{11}$이 약 2.3배 향상하였다.