• Composites Research
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• 제30권4호
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• pp.241-246
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• 2017

취성을 가진 섬유강화플라스틱은 충격을 받을 때 충격에너지를 흡수하면서 섬유와 기지재 간 계면에서 탈착 및 박리가 일어난다. 이는 복합재료의 에너지 충격흡수정도의 지표로 삼을 수 있다. 복합재료의 취성을 해결하기 위해 pine과 복합재료의 접착에 대한 연구가 되어 지고 있다. 이번 연구에서는 열처리 된 pine이 탄소섬유강화복합재료와 에폭시 접착제를 이용하여 접착되었다. 최적의 열처리 조건을 확인하기 위해, pine을 160도 및 200도 조건하에 열처리를 하였다. Pine 및 pine/탄소섬유복합재료의 기계적 및 계면물성을 파악하기 위해 인장, 인장중첩전단 및 아이조드 실험을 하였다. 또한, 열처리에 따른 나뭇결간의 결합력을 확인하기 위해 나뭇결 수직방향으로 인장시편 제조 후 파단될 때 탄성파를 음향방출시스템을 이용하여 분석하였다. 160도 조건으로 열처리 했을 때 나무강화 효과로 기계, 계면 및 나뭇결간의 결합력이 좋은 것을 확인하였다. 그러나 과한 열을 주게 되면 열에 약한 헤미셀룰로오스가 분해되면서 잡아주는 인자가 줄어들어 물성이 감소하였다.

• 접착 및 계면
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• 제13권2호
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• pp.58-63
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• 2012

탄소섬유강화플라스틱(CFRP)의 홀 가공 시 chip이 발생된다. 이때 발생되는 chip은 단순 폐기용 차원이 아닌 미세탄소섬유와 에폭시의 조성으로 이루어져 있다. Chip을 강화재로 활용하기 위해서는 탄소섬유만의 조성을 이루어야 고분자 기지와 계면접착력이 증가될 수 있다. Chip 내 탄소섬유의 길이를 일정하게 하기 위해 막자 사발을 이용한 절단 과정 후 $H_2O_2$를 이용한 표면처리를 하여 탄소섬유에 붙어있는 에폭시를 제거하였다. Chip을 이용하여 페놀수지를 기지로 한 페놀복합재료를 제조하였으며, 내열성 및 난연성 재료로 활용 가능성을 평가하였다. 기존의 페놀보다 표면처리를 한 chip복합재료가 기계적, 열적 물성이 향상됨을 확인하였으며, 젖음성 평가를 이용하여 표면물성에 따른 재료의 물성을 평가하였다. 불균질한 표면 조성에 의해 표면 거칠기가 달라지기 때문에 페놀복합재료의 접촉각이 증가되었다. 난연성 평가는 ASTM D635-06 방법으로 수행하였다. 평가결과, chip의 첨가 및 표면처리의 영향에 의해 난연성이 향상되었다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2002년도 추계공동학술대회논문집
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• pp.101-105
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• 2002

F.R.P는 수지에 유리섬유를 적층하여 제작하는 방법으로 온돈 습도 등의 적층조건에 따라 기계적.물리적 특성치가 변화하며 구성성분의 함량에 따라 다양한 편차를 나타내는 특징이 있다. 강선이나 알루미늄선의 경우에는 선급의 규칙과 기타 관련규정에 적합한 규격치수의 철강재와 알루미늄을 구입하여 사용하면 되는데 반해 F.R.P는 성형을 제작하여 그 위에 유리섬유를 적층하여 건조하는 방법으로 강선 설계시의 강판의 선정 및 부재의 조합에 의한 설계방식과는 달리 재료설계와 구조설계를 동시에 행하여야 하는 특징으로 F.R.P선박의 관련 규칙은 강선에 비하여 설계자유도가 큰 반면 부재에 대한 구체적인 기준이 확정되지 못하고 잠정규정을 설정하여 사용하고 있다. 이에 본 연구에서는 선박의 길이가 12미터(M)급인 소형 F.R.P선을 기준으로 F.R.P의 재료적 특성과 강토 방향성에 따른 유리섬유의 기계적 특성을 조사하였으며 소형 F.R.P선박의 구조설계에 필요한 기초자료를 마련하였다.

• 한국융합학회논문지
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• 제8권7호
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• pp.219-224
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• 2017

본 논문은 탄소섬유로 구성된 아치형태의 시험편에 인장각도가 작용할 때 내부의 섬유구조에서 발생되는 등가응력과 변형량에 관한 것이다. CFRP는 무수히 많은 각 섬유가 하나의 축으로 작용하며 이를 통해 금속과 비교할 때 높은 비강도와 비강성을 가질 수 있다. 본 연구에서 사전연구에 의해 최적 적층각도는 $60^{\circ}$로 구성된 아치형 구조에서 반경에 따른 응력분포를 결과를 검토하며 같은 적층각도에서 그 반경이 증가할수록 내구성이 낮아짐을 알 수 있다. 이를 통해 본 연구 결과를 적층 각도에 따른 아치형 구조의 설계에 적용함으로써, 파손방지와 내구성 향상을 위한 안전설계에 기여할 수 있으며, 패드 형상의 디자인적인 요소를 융합기술에 접목하여 그 미적인 감각을 나타낼 수 있다.

• 폴리머
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• 제38권6호
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• pp.708-713
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• 2014

대부분의 플라스틱 제품은 사출성형을 통해 생산된다. 사출성형에서 성형수축은 피할 수 없으며 이는 제품에 휨이나 뒤틀림을 유발하여 제품의 치수정밀도를 떨어뜨리는 요인으로 작용한다. 사출성형 시 발생하는 휨이나 뒤틀림은 성형조건이나 제품의 형상에도 영향을 받지만 수지의 물성에 따라서도 다양하게 나타난다. 본 연구에서는 제품의 휨을 제어하기 위해 폴리카보네이트를 유리섬유로 보강하여 물성을 예측하였으며, 이를 이용하여 사출성형해석을 실시하였다. 사출성형해석을 통해 유리섬유로 보강된 수지에서 제품의 휨이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구방법의 타당성과 신뢰성을 검증하기 위하여 사출실험을 실시하여 수지의 물성에 따른 휨 값을 분석하였으며 해석과 실험에서 유사한 경향의 휨이 발생하는 것을 관찰할 수 있었다. 결론적으로 본 연구에서 수행한 바와 같이 해석 프로그램을 통해 수지의 물성을 설계하고 이를 통한 휨의 제어가 가능함을 확인할 수 있었다.

• Composites Research
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• 제35권2호
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• pp.106-114
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• 2022

탄소섬유 강화 플라스틱(CFRP)은 우수한 비강도 및 비강성으로 인하여 항공산업에서 널리 사용되고 있다. CFRP는 대부분 탄소섬유나 프리프레그를 적층한 구조로 사용되고 있으며, 이러한 구조는 박리가 발생할 수 있다는 치명적인 단점이 있다. 이는 보통 두께방향 섬유의 부재에서 기인한다. 본 연구에서는 탄소섬유가 세 방향으로 직조된 3차원 탄소섬유 프리폼 및 이를 적용한 항공기 날개 단위구조체를 제조하였다. 단위구조체는 항공기 날개의 핵심 요소인 스킨, 스트링거, 리브로 구성되며 수지 이송 성형공정을 이용하여 제조하였다. 압축시험을 통하여 기존의 적층형 구조물과 비교한 결과, 3차원 프리폼은 구조물의 박리예방 뿐만 아니라 강도향상에도 효과적임을 보여 주었으며, 이는 3D 프리폼 구조물이 박리 예방을 필요로 하는 다양한 분야, 특히 항공 분야에서 널리 사용될 수 있음을 의미한다.

• Composites Research
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• 제28권1호
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• pp.15-21
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• 2015

본 논문에서는 해양레저분야에서의 현재 복합재 적용 현황과 33피트급 아메리카스컵 훈련용 세일링 요트 개발에 대해 기술한다. 항공분야와 달리 해양레저 분야에서의 복합재료는 최근에서야 적용 및 사용이 되기 시작했다. 다양한 해양레저 구조물 중에서도 특히, 아메리카스컵 세일링 경주 요트는 빠른 속도를 내야 하기 때문에 경량화 및 높은 기계적 성능이 요구되고 이에 따라 경주용 요트를 건조함에 있어 탄소섬유의 사용은 필수적이다. 탄소섬유강화 플라스틱 경주용 요트 제작 과정을 정립하기 위해 탄소 돛대와 탄소 요트 선체에 대한 최적화 설계와 생산 공법에 대해 논의되었다. 최종적으로 이렇게 제작된 탄소섬유강화복합재 세일링 요트는 운항시험을 통해 경주용 요트로써의 높은 성능을 보여주었다.

• 한국건축시공학회지
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• 제18권5호
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• pp.479-488
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• 2018

폐기물 및 이의 재활용 문제는 전 세계적인 환경문제로 인식되고 있으며, 플라스틱 폐기물은 인류의 목숨을 위협하는 가장 큰 사회적 문제로 인식되고 있다. 수직보호망도 플라시틱 수지를 사용하여 제조되는 것으로서 건설현장에서는 거푸집 공법 시공시 바깥면에 설치하여 낙하물 및 먼지의 비산 등을 방지하기 위하여 수직으로 설치하는 것으로서 본 연구에서는 건설현장에서의 수직보호망의 사용실태 파악과 최근 강화되고 있는 건설현장에서의 환경관련 규정의 변화와 이에 따른 현장기술자들의 인식을 제고하기 위함을 목적으로 진행하였다. 그리고 이를 바탕으로 건설현장에서 플라스틱수지를 사용하여 제조되어 무분별하게 사용되고 있는 수직보호망의 재질에 따른 합리적이고 친환경적인 자재의 사용과 이에 따른 수직보호망의 재활용을 촉진하기 위한 방안을 제시하고자 한다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제12권1호
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• pp.29-34
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• 2009

FRP선박의 폐처리와 재활용 연구는 지난 10여 년간 많은 발전이 이루어져 왔다. 특히 해상용과는 달리 폐기물의 투기나 방치가 매우 어려운 육상용 폐FRP의 재활용 방법과 기술의 발전에 기인한 결과이기도하다. 따라서 가장 많은 폐FRP 선박의 재처리는 육상용의 처리공정, 즉 파쇄와 분쇄 공정을 거친 후 수지류와 유리섬유류로 분리하여 재활용 또는 지정폐기물로 처리하게 되었다. 지난 연구를 통하여 처리공정 운영 측면에서 보다 경제적이며 2차 처리공정(분쇄 후 공정)에 유용한 시스템을 개발하였다. 그러나 다년간의 실험실규모의 처리시스템 운영을 통하여 두 가지의 개선점이 발견되었다. 첫째는 단순 용융하여 활용하던 유리섬유의 형상(폭과 넓이)의 다양화가 필요하게 되었으며, 두 번째 문제로는 수중 파쇄 공정 도입을 통하여 분진을 억제하였으나 시스템 상부(파쇄전 공정)를 통한 분진유발로 인하여 작업성의 저하가 발생한다는 것이다. 우선 유리섬유의 형상변화는 파쇄공정 중 칼날의 변화를 통하여 섬유 형태뿐만 아니라 chip형태(직사각형)로 박리할 수 있게 되었으며 파쇄공정의 상부에 cyclone분류기를 설치하여 유리가루와 수지가루를 분류하여 재활용하게 되었다. 아울러 작업환경의 청정성도 유지하게 되었다. 또한 유리 chip을 활용한 노 콘크리트 제품의 강도 실험결과 매우 우수한 결과를 보여주고 있으므로 앞으로의 폐FRP 선박의 재활용 분야의 다양성을 기대할 수 있을 것이다.

• Composites Research
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• 제35권2호
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• pp.115-119
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• 2022

탄소섬유의 성능은 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP)과 같은 고품질 고분자 복합재료에 매우 중요하다. 이를 위해 탄소섬유 물성에 큰 영향을 주는 전구체 섬유의 기계적, 물리적, 구조적 특성을 개선할 수 있는 최적화된 방사공정과 이를 위한 적합한 전구체 공중합 고분자를 사용하는 것은 필수적이다. 본 연구에서는 메타크릴산(MAA)의 함량과 주입시간, 2,2'-아조비스(2-메틸프로피오니트릴) (AIBN)의 농도를 합성공정 변수로 설정하였으며, 용액 중합법(solution polymerization)에 의해 Poly(AN-co-MAA)가 합성되었다. 305,138 g/mol의 분자량과 4.2%의 MAA 비율을 가지는 Poly(AN-co-MAA)를 N,N-디메틸포름아미드(DMF)에 16.0 wt% 농도로 용해시킨 후 기격습식방사법(dry-jet-wet spinning)으로 전구체 섬유를 제조하였다. 섬유의 인장강도는 ~1.06 GPa, 인장탄성률은 ~22.01 GPa였으며, 섬유에서의 공극 및 구조적 결함은 관찰되지 않았다.