• Macromolecular Research
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• 제12권1호
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• pp.119-126
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• 2004

In this study, the influence of silane coupling agents, featuring different organo-functional groups on the interlaminar and thermal properties of woven glass fabric-reinforced nylon 6 composites, has been by means of short-beam shear tests, dynamic mechanical analysis, scanning electron microscopy, and thermogravimetric analysis. The results indicate that the fiber-matrix interfacial characteristics obtained using the different analytical methods agree well with each other. The interlaminar shear strengths (ILSS) of glass fabric/nylon 6 composites sized with various silane coupling agents are significantly improved in comparison with that of the composite sized commercially. ILSS of the composites increases in the order: Z-6076 with chloropropyl groups in the silanes > Z-6030 with methacrylate groups> Z-6020 with diamine groups; this trend is similar to that of results found in an earlier study of interfacial shear strength. The dynamic mechanical properties, the fracture surface observations, and the thermal stability also support the interfacial results. The improvement of the interfacial properties may be ascribed to the different chemical reactivities of the reactive amino end groups of nylon 6 and the organo-functional groups located at the ends of the silane chains, which results from the increased chemical reactivity in order chloropropyl > methacrylate > diamine.

• 폴리머
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• 제24권3호
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• pp.326-332
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• 2000

유리섬유/불포화 폴리에스터 복합재료에서 섬유에 처리된 사이징제가 복합재료의 최종 물성에 미치는 영향을 상온에서의 접촉각 측정을 통해 고찰하였다. 본 연구에서는 폴리비닐알코올, 폴리에스터, 그리고 에폭시계 사이징제를 사용하여 유리섬유의 표면을 처리하였으며 각각의 물성을 비교하였다. 유리섬유의 접촉각은 증류수와 diiodomethane을 젖음액으로 사용하여 Washburn식을 기본으로 한 wicking법으로 측정하였다. 결과적으로 접촉각 측정에 의해 구한 표면자유에너지는 에폭시계 사이징제로 치리된 유리섬유에서 최대값을 나타내었다. 복합재료의 층간 전단 강도 (ILSS)와 파괴 인성 ( $K_{IC}$ )의 측정 결과로부터 사이징제의 처리에 따라 계면 결합력이 증진되며 결과적으로 복합재료의 기계적 강도가 증가함을 알 수 있었다. 이것은 복합재료에서 유리섬유의 표면 자유에너지 증가에 기인한다고 사료된다.

• 한국기계가공학회지
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• 제19권12호
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• pp.87-97
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• 2020

In this study, a UV-cured GFRP molding is made using a combination of hand lay-up and resin transfer molding, and its properties are analyzed. The molded plates produced using various vacuum pressures (0 mmHg, -450 mmHg, and -760 mmHg) are examined via a comparison of hand lay-up molding and resin transfer molding. Tests are conducted by processing tensile specimens (ASTM D-5083), flexural test specimens (ASTM D-790), and ILSS test specimens (ASTM D-2344) according to each ASTM standard with a molded plate. Similarly, the UV-cured GFRP molding is compared against GFRP using epoxy. It was confirmed that the mechanical strengths of all the specimens increased when the vacuum pressure was increased and when UV curing was applied. This is believed to be because as the vacuum pressure increases, the pores of the cured specimen are removed, thereby reducing defects, and the bonding force between the glass fiber and the resin is stronger than that of the epoxy resin. It is expected that if resin transfer molding methods and UV-cured resins are used for molding GFRP composites in industry, products with better mechanical properties and faster curing time will be produced.

• 한국세라믹학회지
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• 제37권6호
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• pp.569-575
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• 2000

Fabrication of carbon fiber reinforced composites was carried out by hand lay-up method. Carbon nanofibers and SiC nanofibers were used as filler in the composites fabrication. Carbon nanofibers, one of the new carbon materials, have 5∼500 nm in diameter and 5-10 nm in length. SiC nanofibers were modified by silicon monoxide vapor with carbon nanofibers. The composites were carbonized at 1000$^{\circ}C$ in a nitrogen atmosphere, and then densified by molten pitches impregnated in vacuum. Multiple cycles of liquid pitch impregnation and carbonization were carried out to obtain a desired density. The composites were characterized by density, microstructure. The inter-laminar shear strength (ILSS) test was performed for mechanical properties. For the new application, the microwave reflective proeprty of composites was investigated. Dielectric constant and permeability spectrum were measured in 12∼18 GHz frequency ranges. On the basis of the wave propagation theory in a lossy media, the reflection loss from the composite inter-layer was predict as a function of frequency.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2005년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.49-52
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• 2005

In the development of a propellant tank using liquid oxygen and liquid hydrogen, the improvement of microcrack resistance of carbon/epoxy composites is necessary for the application of a composite material to tank structures. In this research, two types of carbon/epoxy composites with different matrix systems were tested to measure interlaminar shear strength (ILSS), one of the material properties to evaluate fiber-matrix interface adhesion indirectly. Short beam specimens were tested inside an environmental chamber at room temperature(RT) and at cryogenic temperature( - 150 $^{\circ}C$) respectively. Results showed that the matrix system with large amount of bisphenol-A and CTBN modified rubber had good performance at cryogenic temperature.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2012년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.293-294
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• 2012

탄소섬유 복합재의 기계적 강도를 높이기 위하여 탄소섬유상에 ZnO 나노구조체를 도금하는 연구를 수행하였다. 전기도금을 이용하여 정전위법으로 탄소섬유상에 ZnO 나노구조체를 도금시킨 후 에폭시 YD-128과 경화제 KBH1089를 이용하여 탄소섬유 복합재를 제작하였다. 제작된 탄소섬유 복합재는 실험규격 ASTM D2344를 준수하였으며 ILSS(Interaminar Shear Strength)시험으로 강도를 측정하였다. 본 연구결과 탄소섬유에 인가되는 coulomb양을 조절함으로서 ZnO 나노구조체 형상을 제어할 수 있었으며, 일반탄소섬유 복합재와 ZnO 나노구조체가 도금된 탄소섬유 복합재의 강도를 비교하였을 때 ZnO 나노구조체가 도금 된 탄소섬유 복합재에서 더 높은 강도 값을 얻을 수 있었다.

• Composites Research
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• 제30권3호
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• pp.169-174
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• 2017

유리섬유(GF) 강화 복합재료는 금속에 비해 경량화의 장점으로 인해 기체 부품 산업의 높은 성장률과 방산 산업의 발전으로 수요는 증가되고 있으며 제품의 형태를 다양하게 제작할 수 있는 RTM 공정으로 산업적으로 이용되고 있다. 본 연구에서는 경화제의 분자량에 의한 가교 밀도 차이에 따라 변화되는 RTM의 성형성과 복합재료의 기계적 물성 및 계면 물성의 차이를 관찰하고자 하였다. 이를 위해 동일한 에폭시를 사용하였으며 유사한 화학 구조의 경화제를 이용하였다. 시편은 RTM 공법으로 제작하였으며 기지의 특성을 알아보기 위해 점도 측정 및 기지 주입시간을 측정하였다. 유리 섬유/에폭시 복합재료의 기계적 물성을 실험하여 굴곡 강도를 측정하였으며 계면 물성을 평가하기 위해 층간전단강도(ILSS)와 계면전단강도(IFSS)를 측정하였다. RTM 공정 시 기지의 점도에 의해 섬유의 함침정도에 따라 복합재료의 섬유 무게 분율(wt %)은 변화되고 이에 따라 유리섬유/에폭시 복합재료의 기계적 물성의 차이가 확인되었다.

• Composites Research
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• 제16권3호
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• pp.25-31
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• 2003

본 연구에서는 화학적 표면처리에 따른 탄화규소(SiC)의 표면특성 변화가 탄소섬유강화 에폭시 복합재료의 열안정성 및 기계적 계면물성에 미치는 영향을 조사하였다. 표면처리된 탄화규소의 표면특성은 산ㆍ염기도와 접촉각 측정을 통하여 알아보았으며, 열안정성은 TGA를 이용하여 조사하였다. 제조한 복합재료의 기계적 계면물성은 ILSS와 임계세기인자($\textrm{K}_{IC}$), 그리고 critical strain energy release rate($\textrm{G}_{IC}$)를 통하여 고찰하였다. 실험 결과 산 처리된 SiC(A-SiC)는 미처리된 SiC(V-SiC)나 염기처리된 SiC(B-SiC)에 비하여 산도가 증가하였다. 접촉각 측정 결과, 화학적 표면처리는 극성요소의 증가에 기인하는 SiC의 표면자유에너지를 증가시켰다. 이와 같은 물성들은 양극산화로 향상되어졌는데, 이는 좋은 젖음성이 최종 복합재료의 섬유와 매트릭스 사이의 계면결합력을 증가시키는데 중요한 역할을 하기 때문인 것으로 사료된다.

• Composites Research
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• 제30권6호
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• pp.365-370
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• 2017

탄소섬유 강화 열가소성 수지 복합재료(Carbon fiber reinforced thermoplastic composites; CFRTPs)의 물성은 다양한 요인들에 영향을 받는다. 그 중에서도 탄소섬유 표면에 Sizing되어 있는 에폭시(Epoxy) 층은 열가소성 수지와 상호 작용(Interaction)이 없어 매우 취약한 계면을 형성하며, 열가소성 수지의 높은 용융 점도(Melting viscosity)는 탄소섬유 다발(Bundle) 사이로 함침(Impregnation)이 어려워 탄소섬유 강화 복합재료 내부에 기공(Void)를 형성한다. 이와 같이 탄소섬유와 열가소성 수지 간의 낮은 계면전단강도(Interfacial shear strength)은 탄소섬유강화 열가소성 복합재료(Carbon fiber reinforced thermoplastic composites; CFRTPs)의 기계적 물성을 저하시키는 가장 중요한 요인 중 하나이다. 따라서, 본 연구에서는 열가소성 수지와의 상호작용이 없는 탄소섬유 표면의 에폭시 층을 열풍을 통해 제거하고, 열가소성 수지의 점도를 낮춰 함침도를 향상시키기 위해서 용액형 열가소성 수지를 제조하여 탄소섬유 표면에 Sizing 처리 함으로써 CFRTPs의 물성을 향상시켰다. CFRTPs의 층간전단강도(Interlaminar shear strength; ILSS) 및 굽힘 강도(Flexural strength)를 통해 이를 검증하였으며, 수지의 함침도는 기공률(Void content)의 계산을 통해 분석하였다.

• 공업화학
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• 제23권3호
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• pp.313-319
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• 2012

본 연구에서는 Polyacrylonitrile (PAN)계 탄소섬유 표면에 구리도금 표면처리가 탄소섬유 강화 복합재료의 기계적 계면 특성에 미치는 영향에 관하여 관찰하였다. 탄소섬유 표면특성은 주사전자현미경, X-선 광전자 분광법, X-선 회절분석기, 접촉각 측정기로 측정하였고, 탄소섬유 강화 복합재료의 기계적 계면 물성은 층간전단강도(interlaminar shear strength, ILSS)와 파괴인성(critical stress intensity factor, $K_{IC}$)측정을 통하여 알아보았다. 실험결과로부터, 기계적 계면물성은 탄소섬유 표면에 COOH group과 도금된 구리함량이 증가됨에 따라 순차적으로 증가되는 것이 확인되었으나, 도금시간을 길게 하여 과량의 구리가 도입되었을 경우 기계적 계면 물성을 도리어 감소시키는 것으로 확인되었다. 결론적으로 구리함량이 탄소섬유 복합재료의 기계적 계면물성을 결정하는 중요 요소라 판단되나, 최적의 함량이상에서는 계면분리에 의한 물성저하의 원인이 될 수 있다.