• 한국자동차공학회논문집
• /
• 제9권5호
• /
• pp.173-178
• /
• 2001

This study investigates the effect of fiber content on the fracture behavior of thermoplastic composites (glass fiber/polypropylene). The fiber contents used were 20%, 30%, and 40% by weight. Fracture tests were performed using compact tension (CT) specimens made of composite sheets of three fiber contents (20%, 30%, 40%). The results showed that compliance, fracture load, and fracture toughness were affected by the fiber content. The compliance decreased with fiber content while the fracture load increased as the fiber content increased. The fracture toughness also increased as fiber content increased. Specifically, the fracture toughness increased 14% as the fiber content increased from 20% to 40%.

• 한국섬유공학회:학술대회논문집
• /
• 한국섬유공학회 1998년도 가을 학술발표회논문집
• /
• pp.240-243
• /
• 1998

범용 수지로서 널리 사용되고 있는 폴리프로필렌(polypropylene, PP)은 결정성 열가소성 폴리올레핀으로 상업적으로는 1957년에 최초로 생산되어졌다. 한편, ethylene-propylene-diene terpolymer(EPDM)는 1963년에 시판된 이래 내구성, 절연성, 화학적 저항성 등 우수한 성질을 가지고 있는 재료로 알려져 있으며, 특히 PP의 저온 내충격성을 향상하기 위해서 주로 사용되었다. (중략)

• Composites Research
• /
• 제33권3호
• /
• pp.161-168
• /
• 2020

본 연구에서는 스프레드 기술이 적용된 열가소성 탄소섬유 복합재료의 성형 온도에 따른 기계적 특성과 폴리프로필렌 필름의 열적 특성에 대해 조사하였다. 스프레드 기술이 적용된 탄소섬유 직물과 범용 탄소섬유 직물로 탄소섬유 강화 복합재료를 제작하였고, 시차 열량 주사계(DSC), 열 중량 분석법(TGA), 점도계를 사용하여 폴리프로필렌 필름의 열적 특성을 측정하였다. 인장, 굽힘, 층간 전단 실험을 통해 복합재료 성형 온도 조건에 따른 스프레드 탄소섬유 복합재료(SCFC)와 범용 탄소섬유 복합재료(CCFC)의 기계적 특성을 확인하였다. 폴리프로 필렌 수지의 융점 이상인 200~240℃ 구간에서 복합재료를 제작하였으며, 주사 전자 현미경(SEM) 분석을 통해 성형 온도 조건에 따른 열가소성수지의 함침성을 관찰하였다. 그 결과, 성형 온도가 증가함에 따라 폴리프로필렌 수지의 점도가 감소하여 함침성이 향상되었으며, 230℃ 성형 온도 조건에서 기계적 특성이 가장 우수한 것을 확인하였다.

• Composites Research
• /
• 제23권6호
• /
• pp.55-60
• /
• 2010

본 연구에서는 열가소성 복합재료인 유리섬유/폴리프로필렌 복합재료를 이용한 복합재료 고정판의 적절한 성형조건을 찾기 위해 다양한 성형조건으로 제작된 시편의 인장실험과 굽힘실험을 수행하여 성형조건에 따른 기계적 거동을 비교하였다. 실험 결과 성형온도와 압력이 각각 $230^{\circ}C$, 3MPa일 때 가장 우수한 기계적 특성을 가짐을 확인하였다. 성형실험을 통해 결정된 성형조건을 이용한 복합재료 고정판의 성형방법으로는 고정판의 스크류 구멍을 한번에 성형하는 정형성형방법과 스크류 구멍을 후가공하는 방법을 사용하였으며, 성형실험과 굽힘실험 결과 스크류 구멍을 후가공 하는 경우 우수한 굽힘특성을 가지는 것을 확인하였다. 본 논문에서는 복합재료 고정판의 적절한 성형을 위해 유리섬유/폴리프로필렌 복합재료의 기초 성형정보와 그에 따른 고정판 성형에 대한 연구를 수행하였으며, 이 결과는 해당재료를 이용한 구조물 성형에 중요한 정보를 제공할 것으로 기대된다.

• Composites Research
• /
• 제35권1호
• /
• pp.38-41
• /
• 2022

고 변형률 속도에서 폴리프로필렌-유리 장섬유 복합재료(PP-LGF)와 열가소성 올레핀(TPO) 소재의 동적 압축 특성을 얻기 위해 홉킨슨바(Split-Hopkinson Pressure Bar (SHPB))를 이용하여 실험을 진행하였다. SHPB는 변형률 속도 100 s^-1~10000 s^-1 범위에서 재료의 동적 기계적 물성을 확인할 수 있는 장치이다. SHPB 시험은 입력봉과 전달봉에서 측정된 탄성파를 이용하여 시편의 응력, 변형률 및 변형률 속도를 얻을 수 있는 탄성파 전달 이론을 기반으로 한다. 또한 SHPB에서 얻은 변형률 데이터의 검증을 위해 시편을 초고속카메라로 촬영하여 DIC 기법을 통해 얻은 변형률 데이터와 비교 진행하였다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국복합재료학회 2000년도 춘계학술발표대회 논문집
• /
• pp.199-210
• /
• 2000

복합재료의 성형 공정 중 하나인 Filament Winding 공정에 열가소성 기지재료인 폴리프로필렌(Polypropylene)과 강화섬유인 유리섬유로 이루어진 Commingled Yarn 을 이용한 연구를 수행하였다. 함침 과정을 해석하기 위한 계산모델을 제시하였다. 그리고 위의 모델링을 해석하는 데 필요한 복합재료 내의 온도 분포를 수치해석을 통해 계산하였고 실험을 통해 이를 검증하였다. 온도계산 결과를 함침도 예측에 이용하였다. 모델링을 통해 Filament Winding 공정의 주요 공정 변수를 찾아내었고 제시한 모델을 검증하기 위해 직접 Filament Winding 실험 장치를 제작하여 제품을 생산하고 모델과 비교하였다. 제작된 시편으로부터 함침도를 계산하는 방법을 제시하였다. 그 결과 함침도에 관해서 실험 결과가 모델과 그 경향이 뚜렷이 일치함을 확인하였다.

• 폴리머
• /
• 제24권4호
• /
• pp.556-563
• /
• 2000

일반적으로 열가소성 복합재료는 섬유와 기지재료간의 결합력이 약하다는 단점을 가지고 있어 개발의 한계를 가져왔으나 점차적으로 수지의 개발, 공정의 개선, 계면상의 도입으로 지속적인 물성 향상을 이루고 있다. 특히 계면상의 도입은 외부에서 받은 충격을 잘 흡수할 뿐만 아니라 기지재료와 섬유와의 결합력을 높여 준다. 본 연구에서는 탄소섬유의 전기전도성을 이용하여 전착(electrodeposition)에 의해 탄소섬유와 수지 사이에 계면상을 도입하였으며 계면상 물질과 폴리프로필렌 수지와의 약한 결합력을 개선하기 위해 modified polypropylene을 수지에 첨가하였다. 대표적인 열가소성 수지인 폴리프로필렌을 기지재료로 사용하여 복합재료를 제조하여 층간전단강도, 충격강도 등의 기계적 물성을 평가한 결과, 전착을 통한 계면상을 도입하였을 경우가 물성이 우수함을 확인할 수 있었다. 전착 공정에서는 anhydride 또는 free acid group을 가진 반응성 고분자를 사용하여 수용액상에서 전하 운반체 역할을 수행할 수 있게 하였고 고분자의 종류를 달리하여 계면상 물질의 변화에 따른 복합재료의 물성 차이를 평가하였다. 또한 함침 용액의 농도, 전류밀도 및 전착시간을 변화시키면서 탄소섬유에의 전착수율을 평가하였다.

• 접착 및 계면
• /
• 제9권2호
• /
• pp.16-23
• /
• 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
• /
• 제35권2호
• /
• pp.75-79
• /
• 2022

본 연구에서는 충격에 의해 파손된 열가소성 유리 섬유 강화 복합재료의 재성형을 통한 물성변화를 조사하였다. 복합재료 시편은 유리섬유 부직포와 폴리프로필렌 필름을 이용하여 핫 프레스 압축 성형 공정을 통해 제작하였다. 총 3번의 낙하 충격 테스트를 진행하였으며, 시편의 물성을 확인하기 위하여 인장시험, 굽힘시험, 낙하충격시험, 시차주사열량계, 주사전자현미경 측정을 진행하였다. 그 결과, 재활용 단계가 반복될수록 결정화도, 인장강도, 탄성계수, 굴곡강도는 증가하였으나 충격특성은 크게 감소하였다.

• 폴리머
• /
• 제24권6호
• /
• pp.777-786
• /
• 2000

본 연구에서는 범용 열가소성 수지인 폴리프로필렌 (virgin polypropylene, VPP)과 폴리프로필렌을 주성분으로 하는 재생플라스틱의 난연성을 향상시키기 위하여, 난연제 decabromodiphenyl oxide (DBDPO)와 chlorinated paraffin wax (CPW)를 혼합하여 이것들의 난연 특성을 정량적으로 비교 분석 연구하였다. 난연성 평가 측정으로 콘 칼로리미터 (cone calorimeter, ASTM E1354, ISO 5660), 한계산소지수 측정 (LOI, ASTM D2863, ISO 4589) 등을 사용하였고, 콘 칼로리미터를 이용하여 DBDPO와 CPW의 난연효율을 정량적으로 측정하였다. 콘 칼로리미터의 결과로 난연제의 난연효율을 측정한 결과, DBDPO가 CPW보다는 약 2배의 난연효율을 가지고 있다는 것을 확인하였고, 한계산소지수 측정 결과와 유사한 난연효율을 보임을 확인하였다. 열중량 분석 (TGA) 측정결과 난연제 DBDPO를 첨가하였을 때 약 30~5$0^{\circ}C$의 열분해 온도의 상승을 확인할 수 있었다.