• Composites Research
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• 제29권5호
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• pp.293-298
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• 2016

본 연구에서는 PPS(Polyphenylene sulfide) 수지와 단면이 원형(round type), 누에형(cocoon type), 플랫형(flat type)인 3종류의 유리섬유를 사용하여 컴파운딩 및 사출을 통해 차량 전조등 광원 모듈용 유리섬유 강화 열가소성 플라스틱(glass fiber reinforced thermoplastic : GFRTP)을 제조하였다. 섬유 단면형태 및 함유량에 따른 효과를 알아보기 위해 인장, 굴곡, 충격 특성을 평가하였고, 단면에 따른 유동성, 형태안정성 및 평탄성을 관찰하였다. 그 결과 플랫 단면의 유리섬유를 사용했을 때 기계적 특성이 가장 우수했고 섬유함유량이 증가할수록 강도가 향상되는 경향을 보였다. 또한, 형태안정성, 평탄성의 경우에도 플랫 단면 섬유 사용 시 더 좋은 결과를 나타내었다.

• Composites Research
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• 제31권2호
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• pp.63-68
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• 2018

열가소성 복합재료는 다양한 장점에도 불구하고 기계적 특성이 낮아 고성능 항공산업 분야에서는 제한적으로 사용되어 왔으나 최근 열가소성 방향족 폴리머 복합재들이 많이 연구/활용되고 있다. 본 연구에서는 대표적인 열가소성 방향족 폴리머인 PEEK와 PPS Neat 수지 필름을 DSC 기기를 이용하여 가열, 냉각 및 재 가열 사이클을 연속적으로 수행하여 유리전이온도 및 용융온도 등의 특성변화를 확인하고 냉각속도에 따른 결정화도(Crystallinity)의 차이를 평가하였다. 1차 가열단계에서 각 폴리머의 용융온도보다 높은 온도에 5분간 유지시켜 이전 열이력을 제거하였고 2차 냉각단계에서 냉각속도를 분당 2, 5, 10, 20 및 $40^{\circ}C$로 조절/적용함으로서 결정화반응을 제어하였으며, 3차 가열단계에서 재가열하여 용융엔탈피를 측정함으로서 결정화도 차이를 확인하였다. 높은 비정질 영역을 가진 시편의 첫 번째 가열시 냉각결정화 현상이 일어나고 뚜렷한 유리상 전이구역을 확인할 수 있었던 반면에 결정질 영역이 증가된 재가열시에는 냉각결정화 현상이 일어나지 않고 상대적으로 유리상 전이구역이 약해지는 것을 확인하였다. 2차 냉각단계에서 냉각속도가 느려짐에 따라 결정화도가 높아졌는데 PEEK의 경우 냉각속도의 차이에 따라 21.9~39.3% 결정화도를 보였으며, PPS는 29.1~31.2% 결정화도 차이를 얻을 수 있었다.

• Composites Research
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• 제34권5호
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• pp.296-304
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• 2021

본 연구에서는 유한요소법(FEM)에 기반한 CF/PEKK 열가소성 복합재 고속 열 성형 해석을 수행하였고 제작 공정을 예측 및 검증하였다. 대표적인 L 형 구조물 모델에 대해 트리밍 여유에 따른 성형성을 응력, 두께, 주름분포를 분석하였다. 그 결과, 블랭크의 트리밍 여유가 증가할수록 구조물의 성형성이 향상하는 것을 확인하였다. 특히 두께 및 주름 분포 측면에서 해석 모델과 실험 결과를 비교하여서 고속 열 성형 모델의 타당성을 검증하였다. 제작된 구조물은 시차 주사 열량 분석법 및 이미지 분석법을 통해 결정화도와 기공률이 측정되었다. 제작된 열가소성 구조물의 전 영역 기공률은 평균 0.75%, 결정화도는 약 21%로 항공기에 적용 가능한 수치로 평가되었다. 따라서 본 연구를 토대로 열가소성 복합재 고속 열 성형 공정에 대해 효과적인 예측이 가능할 것으로 판단된다.

• Composites Research
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• 제12권5호
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• pp.31-39
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• 1999

최근에 플라스틱 복합재료는 고강도, 초경량이라는 재료의 우수한 성질과 높은 생산성으로 인해서 그 활용도가 급속히 증가하고 있고, 그 중 섬유강호 플라스틱 복합재료는 가장 각광받는 재료중 하나이다. 본 연구에서는 연속섬유강화 플라스틱 복합재료를 열간 압축성형법을 이용하여 성형조건을 변화시켜 성형한 후 성형품의 성형성에 대하여 연구하였다. 연속섬유강화 플라스틱 복합재료를 압축 성형할 때 발생하는 문제점은 유동 속도차에 의한 섬유와 모재간의 분리현상이다. 이 분리현상으로 인해 성형품은 불균질해지고 이방성이 되어 기계적 특성 등에 영향을 받는다. 그러므로 분리에 영향을 미치는 섬유구조 및 기하하적 형상 등 성형조건을 연구할 필요가 있다. 니들펀칭 횟수 NP=0 punches/$\textrm{cm}^2$인 경우 성형시 모재와 강화재간의 분리현상이 증가하여 성형품의 성형성에 큰 영향을 미친다. 또한 펀치의 반경 rp=1mm일 경우 압축성형에 의한 큰 형상변화에 의하여 역시 분리현상이 증가한다. 본 논문에서는 성형공정 인자들이 제품의 성형성에 어떠한 영향을 미치는지 알아보기 위하여 연속섬유강화 플라스틱 복합재료를 니들펀칭 횟수를 변화시켜 복합판을 제작한 후, 펀치의 반경을 변화시켜 고온 압축성형 하였을 때 일어나는 불균질도와 성형품의 두께를 측정하여 비교하고, 이에 미치는 금형 코너부의 반경 및 니들펀칭 횟수의 영향에 대해서 검토한 결과를 보고한다.

• Carbon letters
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• 제5권1호
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• pp.1-5
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• 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.

• 대한기계학회논문집A
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• 제25권9호
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• pp.1416-1422
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• 2001

The objective of this work was to characterize mechanical properties of thermoplastic composites with various forming conditions in compression molding. Randomly oriented long glass fiber reinforced polypropylene(PP) was used in this work. The composite materials contained 20%, 30%, and 40% glass fiber by weight. Compression molding was conducted at various mold temperatures and charge sizes. The temperatures on the mold surface and at the material in the mid-plain were monitored during the molding. Differential Scanning Calorimeter was used to measure crystallinity at both in-side and out-side of the sheet material. Crystallinity at each temperature was also measured by X-ray diffractometer. Dimensional stability was studied at various conditions with the spring forward angle. Among the processing parameters, the crystallization time at the temperature above 130$^{\circ}C$, was found to be the most effective. Spring-forward angle was reduced and the tensile modulus was increased as the mold temperature increased.

• Elastomers and Composites
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• 제32권3호
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• pp.157-165
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• 1997

The morphology of the thermoplastic vulcanizates prepared from ethylene-propylene-diene terpolymer, polypropylene and high density polyethylene(HDPE) or ethylene based ionomer were studied. Blends were prepared in a laboratory internal mixer where EPDM was cured in the presence of PP and HDPE or ionomer under shear with dicumyl peroxide(DCP). The effects of DCP concentration and rubber/plastics composition were studied. In the morphological analysis by scanning electron microscopy (SEM), a small amount of EPDM acted as a compatibilizer to HDPE and PP. It was also revealed that the dynamic vulcanization process could reduce the domain size of the crosslinked EPDM phase. When ionomer was added to EPDM/PP blend, the thermoplastic vulcanizate showed typical ductile fracture topology and the trend was more clearly observed when DCP contents and ionomer contents are higher.

• Elastomers and Composites
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• 제48권4호
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• pp.256-262
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• 2013

Sulfuric acid group을 도입하여 열가소성 폴리우레탄을 제조하였으며, sulfuric acid의 함량을 변경하여 acid 함량에 따른 특성 변화를 연구하였다. 그리고 carboxylic acid를 도입한 폴리우레탄을 제조하여 비교 분석했다. 연구 결과 acid group을 도입함으로써 인장강도, 마모 등 기계적 물성 및 그립 특성이 증가하는 것을 확인할 수 있었으며, Acid 함량별로 물성을 측정한 결과, 일정한 함량까지 기계적 물성은 증가하며 일정 함량 이상에서는 기계적 물성이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. Wet slip의 경우 또한 acid group 도입에 의해 친수성이 증가함으로 acid 함량이 증가할수록 wet slip은 증가 하는 것을 확인할 수 있었다. Carboxylic acid를 도입한 폴리우레탄과 비교 결과, 수소결합력이 약해 기계적 물성은 낮게 나타났으나 rebounding 특성은 더 높게 나타나는 것을 확인할 수 있었다.

• Composites Research
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• 제30권6호
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• pp.399-405
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• 2017

ILC 기술을 이용하여 장섬유강화 플라스틱 자동차 언더커버 시제품을 제작하고, 시제품의 성형성, 기계적성질 및 내구성을 평가하였다. 언더커버에 대한 사출성형해석과 경량화를 고려하여 시제품을 위한 사출금형을 제작하였다. 보강섬유의 잔존길이 및 분포도를 평가하여 시제품의 성형성을 검토하였고 굴곡강성 및 강도, 충격강도 등의 기계적 성질도 조사하였다. 자동차 내장부품 내구수명 평가 방법인 KLT(Key Life Test)법으로 내구성을 평가하였다.

• Elastomers and Composites
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• 제49권3호
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• pp.191-198
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• 2014

산성기를 도입한 폴리우레탄에 나노산화아연을 첨가하여 열가소성 폴리우레탄 탄성체를 합성하였으며, 합성된 폴리우레탄 탄성체의 기계적물성, 열적특성, 접촉각, 그립특성을 평가하였다. 그리고 산화아연의 함량과 입자 크기가 폴리우레탄 탄성체에 미치는 영향에 대해서 연구하였다. 나노산화아연을 도입한 경우 이온결합이 형성되어 산성기에 의한 수소결합과 동시에 작용하기 때문에 인장강도, 마모 등 기계적 물성 및 그립특성이 향상되는 것이 확인되었다. 폴리우레탄내의 산화아연 함량에 따른 물성평가 결과 나노산화아연 함량이 증가할수록 이온결합 도입에 의한 친수성이 커져서 wet slip이 지속적으로 상승되었으며, 기계적 물성은 산화아연에 의한 이온화율 50%까지 향상되다가 그 이후에는 감소되는 현상을 나타내었다.