• 폴리머
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• 제24권5호
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• pp.701-712
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• 2000

인발수지 함침장치를 사용하여 장섬유 강화 GF/PA 연속섬유를 제조한 후, 이에 PP 수지를 부가하는 새로운 방법으로 GF/PA/PP 삼성분계 복합재료를 제조하였다. 이들 복합재료의 기계적 특성을 비교한 결과, 제조 공정에 따라 물성이 다르게 나타났다. 예측한 대로 단일 사출 공정으로 제조한 GF/PA/PP(I) 복합재료 시편이 압출 후 사출 공정을 거친 GF/PA/PP(EI) 복합재료 시편보다 장섬유 함량이 높아 우수한 물성을 보여 주었다. 각 상 간의 계면 결합력을 개선시키기 위하여 상용화제로 PP-MAH를 첨가한 복합재료 제조 연구를 수행한 결과, 상용화제가 첨가되지 않은 복합재료보다 상용화제가 도입된 복합재료가 각 상 간의 계면 결합력이 향상되어 점도 및 기계적 특성이 크게 증가함을 볼 수 있었다. 특히, 이들 복합재료의 모폴로지를 관찰한 결과 상용화제가 첨가되지 않은 GF/PA/PP 복합재료의 경우는 가공 방법에 관계없이 유리섬유 주변에 PA 수지가 남아 있는 형태학적 구조를 나타내었으나, 상용화제로 PP-MAH가 도입된 경우는 PA 수지와 PP 수지 및 기지재와 유리섬유 사이에 계면 결합력이 증가됨으로 인해 유리섬유 계면에 인접한 수지가 PA 수지외에 PP 수지도 남아 있는 복잡한 구조를 보여 주었다.

• 폴리머
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• 제38권2호
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• pp.171-179
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• 2014

우수한 성능을 지닌 대형 구조의 섬유강화 고분자(FRP) 복합재료 제품을 제조하기 위해 저온 경화형 프리프레그 개발이 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 저온 경화형 프리프레그 제조에 적합한 매트릭스 수지를 확보하기 위하여 에폭시 수지, 경화제, 경화 촉진제로 구성된 저온 경화형 에폭시 수지 조성물의 경화거동 및 화학유변학을 고찰하였다. 경화반응 특성은 시차주사열량분석법과 유변물성측정법을 활용하여 승온 및 등온 조건에서 분석하였다. 연구 결과 매트릭스 수지로 제안된 저온 경화형 에폭시 수지 조성물은 $80^{\circ}C$에서 3시간에 경화시킬 수 있었고, 80과 $90^{\circ}C$에서의 젤화 시간은 각각 120분과 20분인 것으로 나타났다. 저온 경화형 수지를 경화시킨 수지 경화물의 열적, 기계적 물성은 고온 경화형 수지 경화물의 물성과 거의 동등하였다.

• 폴리머
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• 제30권5호
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• pp.385-390
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• 2006

본 연구는 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA)에 탄소나노섬유(CNF)의 함량을 달리하여 만든 CNF/PMMA 나노복합재료의 열적 및 마찰 마모 거동에 관하여 고찰하였다. CNF/PMMA의 열적특성은 시차주사열량계 (DSC)와 열중량 분석기 (TGA), 그리고 동적기계분석기(DMA)를 이용하여 고찰하였으며, 마찰 마모 거동은 마찰마모 시험기 (wow tester)를 이용하여 측정하였다. 결과로서, CNF/PMMA 복합재료의 Tg와 integral procedural decomposition temperature(IPDT), storage modulus (E'), 그리고 tan ${\delta}$의 값은 CNF의 함량이 증가함에 따라 증가하였으며, 마찰계수와 마모량은 CNF 함량 0.1 wt%에서는 감소하였다가 CNF 함량 5-10 wt%에는 점차적으로 증가하는 경향을 나타냈다. 이는 PMMA에 세장비 (aspect ratio)가 큰 CNF가 강화제로 첨가됨에 따라 고분자 사슬의 정렬이 일어나며 또한 수지 내에서 기계적 얽힘(mechanical interlocking) 현상이 증가하여 전체적으로 가교화된 구조를 형성하였기 때문이라 판단된다.

• Composites Research
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• 제14권3호
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• pp.51-56
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• 2001

섬유강화 고분자기지 복합재에 있어 탄성계수, 최대응력, 최대변형률, 파괴특성 등이 압력에 의해 영향을 받는다는 것은 잘 알려진 사실이다. 본 연구에서는 준등방성이며 두꺼운 두께를 갖는 [0$^{\circ}$/$\pm$45$^{\circ}$/90$^{\circ}$]$_{11s}$ 로 적층된 탄소섬유/에폭시 복합재에 있어 압력을 0.1 MPa, 100 MPa, 200 MPa, 300 MPa로 변화시켜 압축 파괴실험을 수행하였으며 이로부터 압력변화에 따른 파괴특성 변화에 대해 검토하였다. 결과로서 가해진 압력이 증가함에 따라 압축파괴인성은 증가함을 알수 있었다. 구체적으로 압력이 대기압에서 300 MPa으로 증가할 때 압축파괴인성 값은 약 44% 증가하였다.

• 접착 및 계면
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• 제9권2호
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• pp.16-23
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• 2008

본 연구에서는 산업현장에서 직물 제직 시 스크랩으로 버려지는 폐양모와 범용 열가소성수지인 폴리프로필렌(PP)으로 구성된 새로운 폐양모/PP NFRPs (Natural Fiber Reinforced Polymer Composites: 천연섬유강화 고분자복합재료)를 압축성형 방법으로 제조한 후 그들의 기계적, 열적 특성을 분석하였다. PP수지의 기계적 특성은 폐양모의 도입으로 두드러지게 향상되었다. 특히 폐양모의 함량을 50 vol%로 하여 NFRP를 제조하였을 때, PP 대비 NFRP의 굴곡강도는 약 20%, 굴곡탄성률은 약 143%까지 향상되었으며, 인장강도는 약 76%, 인장탄성률은 약 90% 크게 향상되었다. 그리고 열변형온도(HDT)는 최고 $138^{\circ}C$로 PP 대비 약 $21^{\circ}C$가 증가되는 결과를 보여주었다. 연구결과는 열가소성 매트릭스 수지의 보강소재로서 폐양모의 적용 가능성을 제시하였다.

• Composites Research
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• 제33권5호
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• pp.282-287
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• 2020

본 연구에서는 저 융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유(Low melting PET fiber: LMF)가 복합화된 PET 시트의 고밀도화 공정을 통해 고강도 PET 시트를 제조하였다. 복합화된 LMF는 열처리 과정에서 용융되어 개개의 PET 섬유를 연결해 섬유간의 계면결합력을 향상시켰다. 또한 PET시트의 고밀도화는 거대기공밀도를 감소시키고 중첩된 PET 네트워크간의 결합력을 향상시켜 결과적으로 압축 전 LMF-PET 시트와 비교하여 연신율은 유지하면서 약 410% 향상된 인장강도를 보여주었다. 또한 강화된 결합력은 PET 섬유 네트워크의 수축을 방지하여 우수한 치수안정성을 나타내었다.

• 소성∙가공
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• 제32권1호
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• pp.28-34
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• 2023

In this research, a representative volume element (RVE)-based FE Model is presented to estimate the mechanical properties of additively manufactured continuous fiber-reinforced composites with different fiber orientations. To construct the model, an ABAQUS Python script has been implemented to produce matrix and fiber in the desired orientations at the RVE. A script has also been developed to apply the periodic boundary conditions to the RVE. Experimental tests were conducted to validate the numerical models. Tensile specimens with the fiber directions aligned in the 0, 45, and 90 degrees to the loading direction were manufactured using a continuous fiber 3D printer and tensile tests were performed in the three directions. Tensile tests were also simulated using the RVE models. The predicted Young's moduli compared well with the measurements: the Young's modulus prediction accuracy values were 83.73, 97.70, and 92.92 percent for the specimens in the 0, 45, and 90 degrees, respectively. The proposed method with periodic boundary conditions precisely evaluated the elastic properties of additively manufactured continuous fiber-reinforced composites with complex microstructures.

• 폴리머
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• 제24권5호
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• pp.599-609
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• 2000

본 연구에서는 불포화 폴리에스테르 수지의 기계적 물성을 증진시키기 위하여 프로필렌글리콜(PG)과 네오펜틸글리콜(NPG)의 몰비를 달리한 불포화 폴리에스테르 수지를 제조하여 경화거동 및 기계적 물성을 조사하였다. 경화거동은 microgel reaction mechanism을 이용하여 설명하였고, NPG 몰비의 증가는 최종 전화율을 증가시키나 경화속도가 늦어짐을 알 수 있었다. 그리고 글리콜 몰비중에서 NPG 몰비의 증가는 굴곡강도, 인장탄성율, 흡수율, 함침성이 증가하였고, 반면에 인장강도, 신율, 굴곡탄성율이 감소하는 경향으로 나타났다. 따라서 중합한 불포화 폴리에스테르 수지에서 PG/NPG 몰비가 0.5/0.5, 0.25/0.75의 영역일 때 섬유강화 플라스틱 복합재료의 물성이 우수한 것으로 관찰되었다.

• 폴리머
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• 제37권1호
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• pp.61-65
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• 2013

본 실험에서는, 양극산화 처리된 탄소섬유의 표면변화가 탄소섬유강화 복합재료의 기계적 계면특성을 통하여 살펴보았다. 양극산화 처리된 탄소섬유의 표면특성은 FTIR, XPS, 그리고 SEM을 통하여 알아보았다. 복합재료의 기계적 계면특성은 층간전단강도(interlarminar shear strength; ILSS)와 임계세기인자(critical stress intensity factor; $K_{IC}$) 그리고 임계변형속도에너지(critical strain energy release rate; $G_{IC}$)를 통하여 고찰하였다. 실험결과 양극산화에 의한 각각의 표면 처리된 탄소섬유는 표면특성의 변화를 가져오며, 복합재료의 ILSS, $K_{IC}$, 그리고 $G_{IC}$같은 기계적 계면특성은 탄소섬유의 양극산화를 통하여 향상되어진다. 전해질이 20% 황산/질산(3/1)일 때 다른 전해질보다 기계적 물성의 가장 큰 향상을 보였다. 이는 양극산화로 탄소섬유와 매트릭스 사이의 계면결합력의 향상때문이라 판단된다.

• 폴리머
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• 제38권2호
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• pp.240-249
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• 2014

다중벽 탄소나노튜브(MWNT)로 보강된 폴리에스터(PET) 복합재료에 관한 연구를 수행하였다. PET와 MWNT간의 계면결합력을 향상시키기 위하여, MWNT 표면에 bishydroxyethylene-terephthalate(BHET)를 도입하였다. 이렇게 기능화된 MWNT를 0.5~2.0 wt% 범위에서 이축압출기를 이용하여 PET와 용융 혼합하였다. MWNT/PET 복합재료를 필라멘트로 방사하고, 이를 연신 및 열처리하여 특성 분석을 하였다. 이로부터 복합섬유의 결정화 온도와 열분해 온도가 MWNT로 인하여 증가함을 알 수 있었으며, 항복응력과 인성은 MWNT의 1 wt%의 첨가만으로도 30%이상 증가함을 알 수 있었다. 따라서 MWNT를 BHET로 기능화하는 방법은 폴리에스터에 탄소나노튜브를 효과적으로 분산시키고 계면결합력을 증가시키는데 매우 효과적임을 알 수 있었다.