Jute와 PP의 계면 접착력을 향상시키기 위해 추가적인 단계 없이 친 환경적인 공정을 통해 MAPP를 적용하였고 자연섬유의 방향성 또한 부여하여 기존에 제안된 방법보다 우수한 기계적 물성을 나타내었다. 전단 속도를 일정하게 변화시켜 기지 수지의 용융점도 측정한 결과, 압출이나 사출 성형과 같이 높은 전단력이 작용하지 않는 고온 프레스에서도 MAPP를 증량함에 따라 섬유와의 결합 가능성을 높일 수 있음을 밝혔다. 더하여 MAPP와 jute 섬유의 계면에서 관능기 간 화학 결합이 생성됨을 FT-IR을 통해 확인하였다. 인장 강도의 경우 섬유 방향에서 높은 값을 보였으며 3 wt% MAPP 함량에서 최적화 되었고 인장 강성에서도 유사한 경향을 가졌다. 굴곡 강도는 인장에 비해 상대적으로 MAPP 함량에 따른 상승효과가 미비하였는데 함침의 영향으로 판단되었다.
복합재료 제조 시 수지의 함침성을 높이는 것은 제조 공정속도와 제품의 품질을 향상시키는 핵심 방법이다. 수지 개선은 중요하지만, 간단한 섬유 표면 처리로도 수지의 흐름성을 개선할 수 있다. 본 연구에서는 탄소섬유 직물에 다양한 플라즈마 처리 시간을 적용함으로써 수지와 섬유 간의 함침성을 향상하게 하였다. 플라즈마 처리에 따라 변화된 섬유 내 수지의 분산을 평가하기 위해 전기저항 측정법을 사용했다. 섬유 표면처리가 수지 함침성에 미치는 영향을 실시간으로 관찰할 수 있었다. 수지에 탄소섬유 토우를 삽입할 때 토우에 스며든 수지의 양을 측정하여 수지 함침성을 객관적으로 비교하였다. 5분 동안의 플라즈마 처리로 복합재료의 인장과 압축 강도가 50% 이상 향상되었으며, 보이드 함유율을 감소시키고 소화점 임계열류량을 증가시켰다. 마지막으로 건축용 복합재료 부품으로 사용되는 일부분을 활용하여 동적 굴곡피로시험을 실시했고, 3 kN하중 백만 회에도 복합재료 부품은 파손되지 않았다.
본 연구는 탄소섬유 펼침 기술을 이용한 적층 복합재료의 특성을 평가하였다. 섬유 펼침 기술이 적용되어 기존 12 K 탄소섬유 토우의 폭이 7 mm에서 20 mm로 늘어나면서 두께가 더 얇아졌다. 폴리프로필렌 필름을 spread tow에 함침시켜 프리프레그를 만들고 이를 적층 후 열압축 성형을 통해 시편을 제조하였으며 이들의 기공함유량 및 인장, 굴곡 시험을 통해 물리적, 기계적 물성을 평가하였다. 그 결과, 탄소섬유 펼침 기술이 적용된 적층 복합재료의 기공함유량이 기존의 섬유 토우를 사용한 것보다 작게 나타났고, 섬유함유량이 낮았음에도 불구하고 기계적 물성이 향상됨을 알 수 있었다.
탄소섬유(CF) 강화 폴리프로필렌(PP) 복합재료의 수요는 증가되고 있다. 본 연구에서는 재활용 횟수에 따라 변화되는 복합재료의 물성 변화를 관찰하였다. CF 함량을 20% 함량으로 조성한 복합재료에 대해서 재활용 횟수에 따른 기계적 물성 평가를 진행하였다. 인장, 굴곡, Izod 동적 피로 실험에 따른 영향을 확인하였다. CF/PP 복합재료의 계면 물성을 평가하기 위해 젖음성 평가와 파단면을 FE-SEM으로 확인하였다. 재활용 횟수에 따라 섬유와 기지는 변화된다. CF/PP 복합재료는 재활용 할수록 섬유와 기지간의 계면에 열 데미지와 분쇄 과정에 의한 결합력 감소가 확인하였다.
A FEA(finite element analysis) model was proposed to study stress and strain distributions in thick composites with various types of fiber waviness under tensile and compressive loadings. Three types of model were considered in this study: uniform fiber waviness, graded fiber waviness and localized fiber waviness models. In the analysis, both material and geometrical nonlinearities due to fiber waviness were incorporated into the model utilizing energy density and incremental method. The strain distributions of uniform fiber waviness model were strongly influenced whereas the stress distributions were little influenced by fiber waviness. The stress and strain distributions of graded and localized fiber waviness models showed more complex distributions than those of uniform fiber waviness model due to the variation of fiber waviness along the thickness and length directions. It was concluded that the stress and strain distributions of composites with fiber waviness were significantly affected by types of fiber waviness.
Fiber waviness is one of manufacturing defects encountered frequently in thick composite structures. It affects significantly on the behavior as well as strength of thick composites. The effects of fiber waviness on tensile/compressive nonlinear elastic behavior and strength of thick composite with fiber waviness are studied theoretically and experimentally. FEA(Finite Element Analysis) models are proposed to predict tensile/compressive nonlinear behavior and strength of thick composites. In the FEA models, both material and geometric nonlinearities were incorporated into the model using energy density, iterative mapping and incremental method. Also Tsai-Wu criteria was adopted to predict the strength of thick composites with fiber waviness. Tensile and compressive tests were conducted on the specimens with uniform fiber waviness. It was observed that the degree of fiber waviness in composites significantly affected the nonlinear behavior and strength of the composites
In this study, the numerical and experimental investigations were conducted to understand ultrasonic wave propagation and to evaluate the degree of fiber waviness in thick composites nondestructively. The path, energy and traveling time of insonified wave were predicted by adopting the ray and plane wave theories. In the analysis, the composites were assumed to have continuous fiber with sinusoidal waviness in a matrix and were modeled as stacks of infinitesimally short length off-axis elements with varying fiber orientation along the length direction. From the experiments on the specially fabricated thick composite specimens with various degrees of uniform fiber waviness, the energy distributions of received wave were obtain for the various positions of transmitter. It was observed that the energy of wave was converged to the adjacent peaks of fiber waviness. The location where maximum energy of wave was detected from the experiments showed good agreement with the location obtained from theoretical predictions. Finally, the test procedure was Proposed to evaluate fiber waviness in thick composites by considering the energy of wave and relative distance between transmitter and receiver.
A FEA(finite element analysis model) was proposed to study stress and strain distributions in thick composites with fiber waviness and initial curvature under flexural loading. Three types of model with initial curvature were considered in this study: flat, concave and concave models. In the analysis, both material and geometrical nonlinearities were incorporated. Four point flexural tests were conducted on the flat specimens to obtain the flexural behavior of thick composites experimentally. It was concluded that the predictions from the models were in good agreement with the experimental results. It was shown that the stress and strain distributions as well as nonlinear flexural behaviors of thick composites were significantly affected by the fiber waviness and initial curvature.
A FEA model is proposed to study the effects of fiber waviness on tensile/comprssive nonlinear behaviors of thick unidirectional composites. In the analyses both material and geometical nonlinarities are considered. The predicted results from the FEA model are compared with those obtained from the previous analytical model (thin carpet model) Tensile/compressive tests are also conducted on the specimens with various controlled fiber waviness to obtain the nonlinear behaviors of composites experimentally. The predictions from the FEA model show better agreements with the experiments than those from the analytical model.
폐기종이 심하고 계속적인 공기누출이 있는 난치성 기층환자에 있어 수술 위험도가 높을 경우 고식적 치료 방법으로 선택적 기관지 색전술이 국외에서 드물게 보고 되었다. 기관지 색전술에 이용되는 물질로는 섬유소 아교, 젤폼, 서지셀 등이 이용되었다. 저자들은 수술 고위험군에 속하는 난치성 기흉 환자에 있어 굴곡성기관지경을 이용하여 젤폼으로 기관지 색전술을 시행하였다. 기관지 색전술 후 특별한 합병증은 없었으며, 수술 고 위험군에 속하는 난치성 기흉이 있는 환자에서 젤폼을 이용한 기관지 색전술을 시행하여 좋은 결과를 얻었기에 보고하는 바이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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