• 공업화학
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• 제27권2호
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• pp.179-184
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• 2016

본 연구에서는 미분쇄 탄소섬유/카본블랙/천연고무 복합재료의 미분쇄 탄소섬유 방향이 기계적 특성에 미치는 영향을 알아보았다. 복합재료는 6 phr 미분쇄 탄소섬유와 40 phr 카본블랙을 천연고무에 첨가하였고 2축-롤-밀 장비를 이용하여 복합재료 내의 미분쇄 탄소섬유를 수직, 수평으로 정렬방향을 제어하였다. 기계적 특성은 인장특성, 인열강도를 통해 고찰하였다. 실험 결과, 인장강도, 100%~300% 모듈러스, 인열강도는 미분쇄 탄소섬유가 수직으로 배향되었을 때 그렇지 않았을 때보다 증가하였고 미분쇄 탄소섬유를 정렬하지 않은 복합재료의 기계적 물성은 감소하였다. 결과적으로, 복합재료 내에서 미분쇄 탄소섬유가 수직으로 배향되었을 때 인장특성과 인열강도의 증가로 이어진 결과이며, 이러한 결과는 탄성력이 우수한 미분쇄 탄소섬유의 존재가 기인하였기 때문이라고 판단된다.

• 접착 및 계면
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• 제19권2호
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• pp.60-67
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• 2018

본 연구에서는 친환경 천연섬유인 케나프의 표면을 Chemlok 402를 함유하고 있는 접착용액으로 전처리하였을 경우, 케나프/천연고무 복합재료의 경화거동, 경도, 인장특성 그리고 마모특성에 미치는 섬유 표면처리 유 무, 섬유함량 및 섬유길이의 영향을 조사하였다. 복합재료를 구성하는 케나프섬유 함량은 평균 케나프섬유의 길이가 약 2 mm로 일정한 상태에서 각각 0, 5, 10, 15, 20 phr로 달리하였다. 또한 섬유함량이 5 phr로 고정된 상태에서 평균 섬유길이는 각각 2 mm, 35 mm, 70 mm로 달리하여 각 특성을 비교하였다. 천연고무 복합재료의 경화거동을 나타내는 Tmax 값과 tc90 값, Shore A 경도, 인장탄성률 그리고 마모저항성은 케나프섬유 함량과 길이에 크게 의존하였다. 이러한 특성들은 케나프섬유의 표면을 접착용액으로 전처리한 경우가 처리하지 않은 경우보다 더 우수한 특성을 나타냈다. 이러한 현상은 전처리된 케나프섬유와 고무매트릭스 사이의 계면접착 상태가 개선되었기 때문이다. 본 연구결과는 천연섬유강화 복합재료의 물성을 향상시키기 위해 접착용액의 적절한 사용이 가능하다는 것을 제시하여 준다.

• 접착 및 계면
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• 제18권3호
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• pp.118-126
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• 2017

천연섬유강화 복합재료에서 여러 가지 섬유표면 개질을 통해서 천연섬유와 고분자매트릭스 사이에 계면접착과 복합재료 특성을 향상시키고자 하는 많은 연구 노력이 있었다. 본 연구에서는 폐양모섬유 강화 폴리프로필렌 매트릭스 복합재료를 압축성형공정 방법으로 제조하였고, 그들의 기계적 특성 및 충격 특성을 분석하였다. 그 결과, 폐양모/폴리프로필렌 복합재료의 인장 및 굴곡 특성 그리고 충격강도는 수산화나트륨(NaOH)을 이용한 알칼리처리와 3-glycidylpropylsilane(GPS)을 이용한 실란처리와 같은 처리매체에 크게 의존하였다. 실란처리를 한 폐양모섬유를 포함한 복합재료는 알칼리처리를 한 폐양모섬유를 포함한 것보다 더 우수한 기계적 특성과 충격저항성을 나타내었다. 복합재료 파단면은 특성 증가가 폐양모섬유와 폴리프로필렌 매트릭스 사이에 계면결합의 향상에 의한 것임을 정성적으로 뒷받침해주었다.

• 섬유기술과 산업
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• 제8권4호
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• pp.378-397
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• 2004

• Composites Research
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• 제30권1호
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• pp.59-64
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• 2017

향상된 특성을 갖는 환경친화적인 복합재료의 개발은 고분자재료의 미래에 있어 필수적이며, 부분적으로 또는 완전히 재생가능한 기지재 또는 보강재에 단지 몇 %의 첨가제를 첨가함으로써 쉽게 제작할 수 있다. 본 연구에서는 마닐라삼 섬유를 보강재로, 비닐에스터를 기지재로 사용하였으며, VARTM 공정을 이용하여 복합재료를 제조하였다. 또한 마닐라삼 섬유의 알칼리표면처리를 수행하고, APP, HNT를 난연제를 첨가함으로써 기계적 물성과 난연 물성을 향상시키고자 하였다. 실험을 통하여 표면처리가 천연섬유의 친수성을 감소시키고 소수성인 기지재와의 계면접착력을 향상시켰으며, 이는 개발된 복합재료의 기계적 물성 향상을 이끌었다. 유사하게, 복합재료의 난연성도 난연제의 함량이 증가함에 따라 크게 향상되는 결과를 얻을 수 있었다.

• Composites Research
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• 제36권4호
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• pp.281-287
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• 2023

대량의 폐기물에 의한 환경오염, 세계 평균기온 상승에 의한 기후위기가 인류의 생존을 위협하는 수준에 이르고 있다. 이를 해결하기 위하여 다양한 분야에서 관련 연구가 이루어지고 있으며 재료분야에서도 친환경적이며 탄소중립적인 소재를 개발하기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 연구에서는 탄소섬유에 천연섬유를 조합함으로써 천연섬유의 장점인 친환경성과 탄소배출 저감을 달성하고자 하였다. 일반적으로 고강도와 저강도 소재를 조합할 경우 그 중간의 물성을 가지는 것으로 알려져 있지만, 본 연구에서는 일부 물성이 탄소섬유 복합재료의 물성을 초과하는 결과를 얻을 수 있었다. 이를 검증하기 위하여 탄소섬유복합재료와 탄소섬유/천연섬유 하이브리드 복합재료를 제조하고 다양한 기계적시험을 통하여 기계적 물성을 비교하고 우수한 물성을 보이는 시험에 대하여 강도향상 기구를 분석하였다. 시험결과 하이브리드 복합재료의 굽힘강도와 파괴인성치가 탄소섬유 복합재료에 비하여 우수하게 나타났으며 강도향상 기구를 규명하였다. 하이브리드 복합재료를 활용할 경우 더욱 우수한 강도의 구조물을 제작할 수 있을 뿐만아니라 환경오염 및 기후위기에도 도움이 될 것으로 예상된다.

• Composites Research
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• 제33권6호
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• pp.408-414
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• 2020

샌드위치 구조는 우수한 강도와 경량성을 동시에 만족하는 구조물로써 다양한 분야에서 널리 사용되고 있다. 스킨은 주로 고강도의 섬유가, 코어는 경량화에 유리한 허니콤 구조 및 발사(balsa) 나무가 주로 사용되고 있으나, 내부의 공기층 및 난연처리의 어려움으로 인하여 화재에 취약하는 것이 단점이다. 본 연구에서는 대나무 섬유의 난연처리 연구를 통하여 친환경적인 소재를 이용한 난연처리 조건을 제시하였다. 또한 대나무 섬유를 이용하여 천연섬유 샌드위치 복합재료를 제조하고 기계적 특성평가를 수행하였다. 난연성이 향상된 천연섬유를 이용하여 샌드위치 구조의 복합재료를 제조한다면 새로운 유형의 복합재료가 될 수 있을 것으로 기대된다.

• 접착 및 계면
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• 제10권1호
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• pp.23-29
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• 2009

두 종류의 천연섬유, 즉 면섬유와 목분을 이용하여 제조한 폴리프로필렌 - 천연섬유 복합재료의 혼합가공시 유변학적 특성과 열적특성에 미치는 상용화제의 영향을 고찰하였다. 상용화제로는 무수말레인산이 그래프팅된 폴리프로필렌 공중합체를 사용하였다. 천연섬유의 종류에 관계없이 상용화제를 첨가할 때, 전반적으로 상용화제의 함량이 증가함에 따라 토오크 값이 상승함이 확인되었다. 또한, 시차 주사 열량계(DSC)와 X선 회절분석(XRD)을 통해 상용화제의 첨가시 복합재료의 결정화도가 약간 상승함이 확인되었다. 섬유의 종류에 따른 영향은 거의 관찰되지 않았으나, 혼합시 유변학적 물성, DSC 및 XRD 결과에 의하면, 면섬유의 경우가 목분보다는 PP-g-MAH와 더 나은 상호작용을 보이는 것으로 생각된다.

• 한국섬유공학회:학술대회논문집
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• 한국섬유공학회 1998년도 가을 학술발표회논문집
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• pp.45-48
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• 1998

카이토산(chitosan)은 항미생물성, 무독성, 인체적합성 및 양이온성 등의 특성을 지니며 항균, 방취, 보습, 생체적합성 및 생분해성 등의 다양한 기능을 나타내고 있는데, 이를 바탕으로 카이토산을 단독 또는 다른 천연섬유재료와 복합화시키는 연구가 행해지고 있다. 본 연구에서 선택한 카이토산과 복합체를 형성할 수 있는 성분인 견 피브로인(silk fibroin)은 17 종의 아미노산으로 이루어진 단백질로서 의류용 및 의료용 재료로서 이용되고 있는 고급섬유재료이다. (중략)

• Composites Research
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• 제36권1호
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• pp.32-36
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• 2023

최근 탄소 중립 등 지속 가능한 발전을 위한 지구환경 문제가 대두되면서 기존 풍력터빈의 소재인 유리섬유 복합재의 폐기 시 처리 방안이 문제가 되고 있다. 이를 해결하기 위해 본 연구에서는 기존의 유리섬유 복합재를 대체할 수 있는 친환경 복합재인 아마섬유 기반 복합재를 활용하여 30kW 풍력터빈 블레이드를 제조하고 적합성을 평가하였다. 먼저 친환경 천연 아마섬유 복합재의 풍력터빈 블레이드 소재로 활용 가능성을 검증하기 위해 기계적 강도 시험을 수행하였으며, 그 결과 선행 아마섬유 복합재 물성 연구 대비 좀 더 우수한 강도가 측정된 것을 확인하였다. 또한 제작된 30kW 급 아마섬유 복합재 블레이드를 활용하여 아마섬유 복합재 블레이드의 정적강도를 측정하는 정적강도 성능평가 시험을 통하여 적합성을 확인하였다.