• Composites Research
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• 제36권5호
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• pp.315-320
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• 2023

오토클레이브를 사용하는 열경화성 탄소 섬유 복합재 성형 공정에서는 설정한 온도 사이클에 따라 내부 온도가 변화한다. 이 온도 변화에 따라 복합재 수지가 경화되며 성형이 진행된다. 이러한 과정에서 수지의 화학 반응으로 열이 발생하며, 이로 인해 오토클레이브 내부 온도와 복합재의 온도가 다를 수 있는 상황이 나타난다. 이전 연구에서는 복합재와 오토클레이브의 온도를 동일하게 가정하고, 성형 후에 발생하는 잔류 응력과 열 변형을 예측하였다. 그러나 잔류 응력과 열 변형은 복합재 온도와 경화도에 따라 영향을 받는 요소이기 때문에, 본 연구는 수지의 화학 반응열을 고려하여 정확한 온도와 경화도 변화를 계산하는 열화학 모델 해석 기법을 검증하였다. 또한, 이 모델이 다른 두께에서도 이와 같은 경향성을 나타내는지 확인하기 위해 두께별 케이스 연구를 하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.161-167
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• 2009

저전압용 절연체로 사용되는 유기절연재료는 누설전류에 의하여 탄화되는 경우 고유한 탄화특성을 나타낸다. 그러므로 유기절연재료의 탄화특성을 이용함으로써 유기절연재료의 표면을 흐르는 누설전류로 인한 전기화재를 규명하는 것이 가능하다. 이와 같은 탄화특성을 이해하기 위하여 본 논문에서는 대표적인 유기절연체로 알려진 페놀수지, PVC, 그리고 아크릴수지를 누설전류에 의하여 탄화시키는 실험을 수행하고 시료의 탄화패턴과 적외선 흡광 스펙트럼을 분석하였다. 탄화패턴 분석에 의하면 페놀수지는 열경화성 성질 때문에 소위 'spider-leg'의 탄화패턴이 형성된다. 페놀수지와 다르게 PVC와 아크릴 수지의 표면에서는 열가소성 성질 때문에 탄화원인을 규명할 수 있을 정도의 분명한 탄화패턴을 관찰하기 어렵다. 이 경우 적외선 흡광 스펙트럼의 분석을 통하여 누설전류로 인하여 탄화된 시료의 특성을 규명할 수 있다 분석결과, 누설전류에 의해 탄화된 PVC의 경우에 파수 $3,400[cm^{-1}]$, $1,618[cm^{-1}]$에서 흡광피크가 검출되었으며 이것은 탄화원인을 규명할 수 있는 중요한 인자가 될 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권9호
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• pp.27-33
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• 2016

페놀수지는 열경화성 수지로서 우수한 내열성 및 기계적 물성을 가지고 있다. 하지만 열경화 특성으로 인해 사용 후 재활용이 어렵고, 전체 생산량의 15~20%가 스프루와 런너 형태로 폐기되고 있다. 4만 톤의 페놀수지 스프루와 런너가 버려지고 있으며 폐기된 페놀 스프루와 런너 처리비용은 연간 200억원으로 추정된다. 본 실험에서는 폐기되는 스프루와 런너를 분쇄하고 폴리에틸렌과의 표면접착력 향상을 위해 실란 표면처리를 하였다. 분쇄된 입자의 크기는 100~1000um의 분체와 1~100um의 미분으로 나누어 실험하였다. 분쇄된 페놀은 실란 작용기에 따른 특성을 평가하기 위해 3-(Methacryloyloxy) propyltrimethoxysilane 과 Vinyltrimethoxy silane으로 처리되었다. 입자의 크기를 분석하기 위해 입도분석기를 사용였다. 열적 특성은 DSC(Differential Scanning Calorimetry)와 HDT(heat deflection temperature)를 통하여 분석하였다. 기계적 물성의 측정은 UTM(universal testing machine)과 notched izod impact tester로 평가하였다. 전처리한 페놀수지 파우더를 첨가시, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)의 열변형온도가 $77^{\circ}C$에서 최대 $96^{\circ}C$까지 향상되었으며, 결정화도와 결정화 온도가 증가하였다. 결론적으로, 실란 전처리 하지 않았을 경우와 비교했을 때 충격강도는 50%가 인장강도는 20%가 상승하였다.

• Composites Research
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• 제27권3호
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• pp.90-95
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• 2014

복합재료의 경화 시 발생하는 수축 변형률은 복합재료 구조물 내에 잔류응력을 발생시키며 이러한 잔류응력은 spring-in, spring-out, warpage와 같은 구조물 변형의 원인이 된다. 본 연구에서는 Hexcel사의 "Hexply M21EV/34%/UD268NFS/IMA-12K" prepreg를 사용하였다. 시험편의 경화에 따른 cure shrinkage 변화를 DSC(differential scanning calorimetry)와 TMA(thermomechanical analyzer)를 이용하여 측정하였다. 수지의 수축률은 $140{\sim}240^{\circ}C$ 구간에서 $20^{\circ}C$ 간격으로 질소 분위기에서 측정하였다. 경화도는 dynamic과 isothermal DSC scanning을 통하여 측정된 반응열을 이용하여 산출하였으며, DSC 시험은 Argon 분위기에서 수행하였다. 시험결과, 열경화성 수지는 27~80% 경화도에서 급격한 수축이 일어났으며, 경화온도가 높을수록 더 낮은 경화도에서 수축이 시작되는 것을 알 수 있었다.

• Composites Research
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• 제26권3호
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• pp.189-194
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• 2013

본 연구에서는 단방향, 직교방향, 임의의 방향 총 세 방향성을 가진 아마섬유에 첨가형 난연제로 널리 쓰이는 나노클레이를 분사한 뒤, 이 섬유를 복합재료의 제조에 사용하였다. 나노클레이는 분산성이 다른 세가지 분사방법을 사용하였으며, 제조에 사용한 기지재는 열가소성 수지인 폴리프로필렌과 열경화성 수지인 에폭시이다. 다구찌 실험계획법을 이용해서 실험을 단순화 하였으며, 실험결과 인장강도, 탄성계수, 총 충격흡수에너지, 열 방출율에 대한 최적의 복합재료 제조 조건을 얻을 수 있었다.

• 폴리머
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• 제27권3호
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• pp.189-194
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• 2003

Electro-micromechanical 시험법을 이용하여 탄소 섬유 강화 열경화성 수지 복합재료의 경화 방법에 따른 계면 평가와 손상 감지능 및 경화 모니터링에 대해 고찰하였다. 경화 후 잔류 응력은 전기 저항 측정을 통해 모니터링 하였으며, 경화 방법에 따라 상호 비교하였다. 기지 재료의 인장 강도, 탄성률 및 계면 전단 강도는 열 경화의 경우가 자외선 경화보다 더 크게 나타났으며, 열 경화에서 경화 수축은 열팽창 계수 차이에 의한 잔류 응력 및 기지 재료의 수축에 의해 자외선 경화와 비교하여 더 크게 나타났다. 열 경화 시의 경화 중 전기 저항은 자외선 경화보다 더 큰 범위에서 변하였으며, 기지 재료의 기계적 물성과 계면 접착력에 의해 다르게 나타나는 겉보기 탄성률 또한 더 컸고, 같은 응력까지 더 빠르게 도달하였다.

• 멤브레인
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• 제15권2호
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• pp.141-146
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• 2005

본 연구에서는 흑연, 열경화성 수지, 그리고 카본 블랙을 사용하여 조성과 제조 조건을 달리하여서 탄소 복합체를 제조하였다. 제조된 탄소 복합체의 고분자 전해질 연료전지용 bipolar plate로의 응용 가능성을 살펴보기 위하여 연속 흐름 기체 투과 장치를 사용하여서 산소의 투과도를 측정하였다 실험 결과 카본 블랙의 양이 증가할수록 산소 투과도가 증가하였으며, 탄소 복합체의 성형 시간이 증가할수록 투과도가 감소하였다 반면에 성형 압력은 산소 투과도에 큰 영향을 미치지 않음을 알 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제3권2호
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• pp.140-144
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• 1993

열경화성 에폭시 수지의 물성 중 담약성을 개선하기 위해 새로운 반응성첨가제 succinonitrile(SN)을 Diglycidy1 ether of bisphenol A(DGEBA(-4,4'-methylene dianiline(MDA)계에 도입하여 현재 널리 사용되고 있는 유리섬유 복합재료에 매트릭스로 사용될 경우에 있어서 파괴되는 거동을 미시적으로 고찰하였다. 그 결과 post debond friction 에너지가 파괴 거동을 주도하고 있으며, 다음으로 pull-out에너지 그리고 debonding 에너지 순으로 나타났다. 따라서 파괴 거동에 미치고 있는 중요한 요인은 섬유와 매트릭스 간의 경계면 전단 응력이 크게 좌우함을 알 수 있었으며, 이때 반응성 첨가제 SN은 전단응력을 떨어뜨리는 것으로 고찰되었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 춘계학술대회 논문집 방전 플라즈마 유기절연재료 초전도 자성체연구회
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• pp.15-18
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• 2004

피뢰기에 뇌 또는 이상전압과 같은 정격이상의 고장전류가 유입되어 발생하게 되는 순간적인 열 충격과 내부압력 상승은 폭탄이 내부에서 터지는 것과 같은 엄청난 양의 충격에너지이다. 본 연구에 있어서 폴리머 피뢰기의 제조에 사용된 모듈용 브레이드 복합재료는 압력해소 및 폭발 비산하지 않도록 하는 기능을 수행하도록 설계되어있다. 기존의 폴리머 피뢰기에 적용된 복합재료보다 충격에너지를 흡수하는 구조물에 유리한 브레이드 복합재료를 피뢰기 모듈의 제조에 도입한 것은 매우 의미 있는 일이라 판단된다. 따라서 본 연구에서는 열경화성 브레이드 복합재료를 제조하기 위하여 프리폼을 먼저 제작한 다음 금형에 삽입한 후 진공상태에서 수지를 주입하여 경화시키는 RTM공법을 이용하였다. 본 연구의 목적은 브레이드 패턴 및 방압개소 설계 등의 기초적인 자료조사 및 실험을 통하여 폴리머 피뢰기의 폭발 비산을 방지할 수 있는 압력해소 성능을 위한 기초 자료를 확보하고자 하는 것이다. 브레이드 복합재료의 기본적인 경화거동을 등온 및 동적 DSC를 이용하여 고찰하였고, 기본적인 전기적 특성을 평가하였으며, 방압개소를 가진 폴리머 피뢰기 모듈의 고장전류시험시 예상되는 열 충격에 대한 성능을 검증하기 위하여 열팽창계수를 측정하였다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제18권2호
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• pp.153-159
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• 2001

Due to its low density, good mechanical properties and chemical inertness, glassy carbon(GC) has been studied for appications in several fields. A raw thermosetting resin of furanic resin was polymerized with a curing agent of p-toluenesulfonic acid monohydrate. The maximum yield of GC was obtained at the curing agent content of 1.0 wt% in furanic resin. In order to make thick GC, the affect of graphite filler addition to the furanic resin was investigated. The density and electrical resitivity of GC after graphitization were 1.45 $g/cm^{3}$ and 47 ${\times}10^{-4}$ ${\Omega}$ ${\cdot}$ cm respectively and the amorphous structure of GC was confirmed by XRD profiles with very broad peaks comparable to those of graphite at $206^{\circ}$ and $45^{\circ}$.