• Carbon letters
• /
• 제5권1호
• /
• pp.1-5
• /
• 2004

The effects of fiber surface-treatment and sizing on the dynamic mechanical properties of unidirectional and 2-directional carbon fiber/nylon 6 composites by means of dynamic mechanical analysis have been investigated in the present study. The interlaminar shear strengths of 2-directional carbon/nylon 6 composites sized with various thermosetting and thermoplastic resins are also measured using a short-beam shear test method. The result suggests that different surface-treatment levels onto carbon fibers may influence the storage modulus and tan ${\delta}$ behavior of carbon/nylon 6 composites, reflecting somewhat change of the stiffness and the interfacial adhesion of the composites. Dynamic mechanical analysis and short-beam shear test results indicate that appropriate use of a sizing material upon carbon fiber composite processing may contribute to enhancing the interfacial and/or interlaminar properties of woven carbon fabric/nylon 6 composites, depending on their resin characteristics and processing temperature.

• Elastomers and Composites
• /
• 제45권1호
• /
• pp.2-6
• /
• 2010

탄소섬유/나일론 수지 복합재료의 계면결합력의 향상을 위해 폴리아크릴로니트릴(PAN)계 탄소섬유의 표면에 실란계, 설파이드계, 이미드계 계면결합제를 이용해서 사이징 처리를 수행하였으며, 사이징 처리된 탄소섬유의 젖음성과 표면자유에너지는 접촉각을 통해 확인하였다. 사이징 처리되어 제조된 복합재료의 기계적 계면물성은 임계응력세기인자를 통하여 확인하였으며, 파단실험 후 파단면은 주사전자현미경을 통해 관찰하였다. 실험결과 실란계로 사이징 처리된 탄소섬유가 다른 사이징 처리에 비해 표면자유에너지가 큰 것을 접촉각 측정을 통해 관찰하였다. 한편 사이징 처리된 탄소섬유 강화 나일론 복합재의 경우 미처리 탄소섬유를 이용한 복합재에 비해 높은 기계적 계면강도를 보였다. 이러한 결과는 섬유의 표면자유에너지가 탄소섬유와 나일론6 기지 사이의 계면결합력의 증대를 유도하여 복합재료의 기계적 계면강도가 증가된 것으로 판단된다.

• Composites Research
• /
• 제31권6호
• /
• pp.299-303
• /
• 2018

탄소섬유 강화 PA6 복합재료의 탄소섬유-메트릭스간 계면결합력과 반응중합도 향상을 위해서 기존 탄소섬유의 에폭시 사이징제를 디사이징처리하여 에폭시를 제거한 후 우레탄계, 나일론계, 페녹시계 사이징제로 재처리해주었으며, 리사이징처리된탄소섬유의표면을관찰하였다. 리사이징처리된탄소섬유의계면결합력은 IFSS(Interfacial shear strength)를 통해서 확인하였으며, 계면 결합 강도 측정 후 파단면은 주사전자현미경을 통해서 관찰하였다. 나일론계와 페녹시계 사이징제로 처리된 탄소섬유가 우레탄계 사이징에 비해 계면 결합력이 상승한 것을 확인하였다. 우레탄계 리사이징 처리된 탄소섬유는 기존 에폭시 사이징 탄소섬유보다 계면 결합력이 감소한 것으로 확인되었다. 이 결과는 기존 탄소섬유의 저활성과 평활성을 제거하여 탄소섬유와 나일론6 사이의 계면 결합력이 향상된 것으로 판단된다.

• 폴리머
• /
• 제27권3호
• /
• pp.201-209
• /
• 2003

나일론의 종류에 따른 분쇄형 탄소 섬유/나일론 복합재료의 직류 및 교류 전도도, 그리고 전자기파 차폐 효율을 조사하였다. 탄소 섬유의 함량이 약 7 vol%에서 전도도가 급격하게 증가하는 percolation 전이가 관찰되었다. 나일론 46을 기저 수지로 하였을 경우 더욱 높은 전기 전도도를 나타냈으며, 계면 결합제의 적용 여부에 따라 전도도의 차이가 발생하였다. 온도증가에 따라 전도도가 증가하는 negative temperature coefficient 현상을 나타냈으며, percolation 전후의 탄소 섬유 함량에서의 주파수에 따른 전도기구를 완화와 공진 현상으로 각각 달리 설명할 수 있었다. 회로망 분석기를 통하여 측정한 전자기파 차폐 효율은 전도도 및 탄소 섬유의 함량에 따라 증가하였으며, 높은 전도도 영역에서의 전자기파 차폐 효율은 반사에 의한 차폐가 지배적이었다.

• Carbon letters
• /
• 제7권2호
• /
• pp.87-96
• /
• 2006

This paper describes the physical properties of filled Nylon6 composites resin with nano-sized carbon black particle and graphite nanofibers prepared by melt extrusion method. In improving adhesions between resin and fillers, the surface of the carbon filler materials were chemically modified by thermo-oxidative treatments and followed by treatments of silane coupling agent. Crystallization temperature and rate of crystallization increased with increases in filler concentration which would act as nuclei for crystallization. The silane treatments on the filler materials showed effect of reduction in crystallization temperature, possibly from enhancement in wetting property of the surface of the filler materials. Percolation transition phenomenon at which the volume resistivity was sharply decreased was observed above 9 wt% of carbon black and above 6 wt% of graphite nanofiber. The graphite nanofibers contributed to more effectively in an increase in electrical conductivity than carbon black did, on the other hand, the silane coupling agent negatively affected to the electrical conductivity due to the insulating property of the silane. Positive temperature coefficient (PTC) phenomenon, was observed as usual in other composites, that is, temperature increase results conductivity increase. The dispersity of the fillers were excellently approached by melt extrusion of co-rotational twin screw type and it could be illustrated by X-ray diffraction and SEM.

• 공업화학
• /
• 제24권4호
• /
• pp.363-369
• /
• 2013

본 실험에서는 탄소섬유의 오존처리가 탄소섬유 강화 나일론6 매트릭스 복합 재료의 기계적 계면 특성에 미치는 영향을 관찰하였다. 오존처리는 농도에 따라 각각 30 min씩 처리하였으며, 오존처리된 탄소섬유의 표면 특성은 적외선 분광법(Fourier transform infrared spectroscopy; FT-IR)과 X선 광전자 분광법(X-ray photoelectron spectroscopy; XPS)으로 측정하였다. 기계적 계면 물성은 임계응력 세기 인자(Critical stress intensity factor; $K_{IC}$)를 통하여 알아보았으며, 파단실험 후 파단면은 주사전자현미경을 통해 관찰하였다. 실험결과, 탄소섬유를 오존처리함에 따라 탄소섬유 표면의 $O_{1s}/C_{1s}$ 비율이 증가하였고, 이는 탄소섬유 표면의 산소관능기 발달에 따른 것으로 보여진다. 또한, 오존처리된 탄소섬유 강화 복합재료는 미처리된 탄소섬유강화 복합재료보다 높은 $K_{IC}$와 값을 보여주었다. 이러한 결과는 탄소섬유의 오존처리가 탄소섬유와 나일론6 기지 사이의 계면결합력의 증대를 유도하여 복합재료의 기계적 계면강도가 증가된 것으로 판단된다.

• Composites Research
• /
• 제28권2호
• /
• pp.70-74
• /
• 2015

본 논문에서는 탄소나노튜브(CNT)와 마이크로 글래스 버블(GB)을 포함한 폴리아마이드 6(PA6) 복합재의 열전 특성을 다뤘다. 복합재에 포함된 GB은 복합재 내에서 큰 공간을 차지하게 되는데, 이때 CNT는 GB가 없는 공간으로 밀려나면서 고밀도로 격리된(segregated) 네트워크를 형성한다. CNT의 분산을 위해, 소니케이션(Sonicatoin)으로 CNT를 분산시킨 PA6, 포름산 용액을 증류수를 이용하여 응고시킨 후 압축성형하여 복합재 판을 제조하였다. 복합재 판의 열전성능을 평가하기 위해서 열전도도, 전기전도도, 제벡계수(Seebeck coefficient) 등을 측정하였고, 최고 0.016의 성능지수를 얻었다.

• Composites Research
• /
• 제35권6호
• /
• pp.463-468
• /
• 2022

상용 FFF (Fused filament fabrication) 3D 프린터로 제조된 탄소 단섬유강화 나일론 복합재료 구조의 내부 채움 패턴(Infill pattern)의 높은 공극률은 프린팅 된 구조의 기계적 성능을 결정한다. 본 연구는 프린팅 된 구조의 내부 채움 패턴의 공극률을 줄여서 기계적 특성을 개선하기 위해 사각형 내부 채움 구조로 제작된 Onyx 복합 재료 시편의 열압밀 조건에 따른 시편의 기계적 성능을 실험적으로 평가하고, 가장 우수한 기계적 물성을 유도하는 열압밀 공정 조건(145℃, 4 MPa, 12 min)을 찾았다. 현미경 관찰결과 열압밀 후처리를 겪은 복합재료 시편의 내부 채움 공극률이 효과적으로 줄어듦을 확인하였다. 후처리된 시편의 기계적 성능을 확인하기 위해, 후처리를 하지 않은 대조군 시편과, 후처리 후 밀도와 치수를 동일하게 설정하여 출력한 시편과 함께 인장시험 및 3점 굽힘시험을 수행하여 기계적 물성을 비교한 결과 열압밀 후처리를 수행한 경우 기계적 물성이 효과적으로 개선되는 것을 확인하였다.