• 제목/요약/키워드: Thermoplastic composite materials

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유리섬유 강화 열가소성 복합재료의 응력-변형률 관계 (The Stress-strain Relationship of Glass Fiber Reinforced Thermoplastic Composite)

  • 이중희
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제4권5호
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    • pp.206-214
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    • 1996
  • Because of the wide variety of the composite materials, inherent variability in properties, and complex temperature and strain rate dependence, large strain behavior of these materials has not been well characterized. Large strain behavior under uniaxial tension is characterized over a range of temperatures and strain rates, and a modified simple linear viscoelastic model is fit to the observed data. Of particular importance is the strain rate and temperature dependence of these composites, and it is the primary focus of this study. The strain rate and temperature dependence is then used to predict limiting tensile strains, based on Marciniak imperfection theory. Excellent correlation was obtained between model and experiment and the results are summarized in maps of forming limit as a function of strain rate and temperature.

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자동 섬유 적층(AFP)을 활용한 열가소성 복합재의 공정 변수에 따른 기계적 물성 평가 (Mechanical Properties for Processing Parameters of Thermoplastic Composite Using Automated Fiber Placement)

  • 성정원;최현석;권보성;오세운;이상민;남영우;권진회
    • Composites Research
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    • 제32권5호
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    • pp.229-236
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    • 2019
  • 본 연구에서는 자동 섬유 적층(AFP) 장비로 제작한 열가소성 복합재에 대하여 추가 공정을 수행한 후 기계적 물성에 미치는 영향을 평가하였다. 제작을 위한 기초 연구로써 AFP의 공정 변수를 통해 열가소성 복합재를 제작하였으며 제작된 열가소성 복합재에 어닐링(Annealing) 및 진공백(Vacuum bag only) 공정을 수행하였다. 추가 공정 후 검증을 위해 결정화도 및 기공률 측정을 수행하였다. 결정화도는 시차 주사 열량 측정법(Differential scanning calorimetry)을 통해 측정하였으며 반 결정 구조인 열가소성 복합재의 공정 조건에 따른 결정화도 변화를 확인하였다. 기공률 측정을 위해 수지 용해를 수행하였으며 현미경 촬영을 통해 기공 분포를 확인하고 수지 용해법을 통해 기공률을 계산하여 공정 조건에 따른 기공률 변화를 관찰하였다. 검증 후 수행한 층간 전단 강도 시험 결과 AFP로 제작한 열가소성 복합재의 경우 결정화도 보다 기공률 값이 기계적 물성에 더 많은 영향을 미쳤다. 또한 진공백 공정을 통해 열가소성 복합재를 녹는점까지 도달시켰으며 진공상태에서 지속적으로 열가소성 복합재 내의 기공을 제거함에 따라 층간 전단 강도가 증가하는 것을 확인하였다.

유리섬유/폴리프로필렌 복합원사의 유리섬유 함량 변화에 따른 열가소성 복합재료의 함침 및 기계적 특성 평가 (Evaluation of Impregnation and Mechanical Properties of Thermoplastic Composites with Different GF Content of GF/PP Commingled Fiber)

  • 장영진;김늘새롬;권동준;양성백;염정현
    • Composites Research
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    • 제33권6호
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    • pp.346-352
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    • 2020
  • 열가소성 복합재료는 수송용 기기의 구조용 소재로써 적용 분야가 확대되고 있다. 따라서 본 연구에서는 유리섬유(GF) 함량 차이에 따른 연속섬유 강화 GF/폴리프로필렌(PP)의 기계적 물성 및 함침성에 대한 평가를 진행하였다. GF 함량이 다른 GF/PP 복합원사를 제조하고 이를 이용하여 연속가압공정법으로 연속섬유 강화 GF/PP 중간재를 제조하였다. GF 함량에 따른 연속섬유 강화 GF/PP 복합재료의 인장강도, 굴곡강도 및 충격강도를 평가하였다. 전계방사형 주사전자현미경을 이용하여 인장파괴 된 GF/PP의 형태를 분석하여 GF 함량에 따른 파괴거동을 확인하였고, 동적기계분석 및 층간전단강도 측정 결과를 바탕으로 GF 함량에 따른 함침성 차이를 확인하였다. 궁극적으로 GF/PP 50 wt.% 복합재료 조건에서 기계적 강도와 함침성이 가장 안정화됨을 확인하였다.

Effect of Cork Extract on the Mechanical Property of Thermoplastic Polyurethane

  • Taehoon Oh;Seung-Hyun Cho;Bumyong Yoon;Hyejung Yoon;Jonghwan Suhr
    • Composites Research
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    • 제36권2호
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    • pp.86-91
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    • 2023
  • Thermoplastic polyurethane (TPU) is a material whose mechanical properties change according to the phase separation of its unique internal microstructure and is therefore used in various industries. Use of TPU as composites helps in improving the desirable characteristics and properties in accordance with usage. Eco-friendly fillers one of the fillers are on the rise and those are mostly used for reinforcing role. Suberin, which can be extracted from cork, is the main component of cork. It is known to serve high damping property of elastomer composite. The original chemical structure of Suberin is an aliphatic polyester aggregate. In this research, Suberin is obtained after depolymerization into an oligomer having 2 or 3 ester bonds through alkaline hydrolysis. The extracted suberin was added to the matrix which is thermoplastic polyurethane as an eco-friendly filler for improving vibration damping property. As a result, when 10 wt% of suberin was added into thermoplastic polyurethane the existing trade-off relationship was overcome. And it is attained the elastic modulus and damping factor at room temperature improving 92 and 59%, respectively, compared to the original matrix. Those results are from the interaction between the microstructure of TPU and suberin.

열팽창 고무치공구를 이용한 열경화성 및 열가소성 복합재료의 성형공정 연구 (Thermally-Expandable Molding Process for Thermoset and Thermoplastic Composite Materials)

  • 금성우;이준호;안영선;남재도;임인철;이창희;김이경
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 2000년도 춘계학술발표대회 논문집
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    • pp.116-119
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    • 2000
  • 본 연구에서는 온도의 상승에 의하여 부피가 팽창하는 열팽창 고무 치공구의 팽창 특성을 이용하여 열경화성 복합재료를 경화하고 압축하는 과정을 실험과 모델링을 통하여 해석하였으며, 열가소성 복합재료의 함침공정을 연구하였다. 열팽창 고무치공구가 사용되는 닫힌계와 열린계에서 예상되는 압력을 이론적으로 유도하였고, 경화가 수반되는 과정에 있어서는 실험을 통하여 열팽창치공구와 프리프레그가 나타내는 압력을 측정하였다. 온도가 상승하고 경화가 수반되는 경우에 등속도 압축실험에 의하여 얻어지는 응력-변형율 곡선은 비선형점탄성 특성을 보여주었는데, 본 연구에서는 Maxwell모델을 KWW(Kohlrausch-Williame-Watts)식으로 변형시킨 모델식을 이용하여 이를 매우 정확하게 표현할 수 있었다. 또한 고무치공구를 이용하여 열가소성 수지의 복합재료 성형공정을 실험하였고, 중성자 레디오그래피 촬영을 통하여 기공의 분포를 관찰하였다.

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고온 양성자 교환막 연료전지용 열가소성 탄소 복합재료 분리판 개발 (Development of Thermoplastic Carbon Composite Bipolar Plates for High-temperature PEM Fuel Cells)

  • 임준우;김민국;이대길
    • Composites Research
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    • 제29권5호
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    • pp.243-248
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    • 2016
  • 열경화성 탄소 섬유 복합재료 분리판은 높은 기계적 특성뿐만 아니라 높은 내산성을 갖으나, 높은 제조단가 및 낮은 자체저항이 극복해야 할 가장 큰 장애물이다. 따라서 본 연구에서는, 열가소성 폴리머를 복합재료 분리판의 기지로 적용하여 분리판 생산성과 자체저항이 모두 증가된 열가소성 탄소 복합재료 분리판을 개발하였다. 전기 전도도 및 기계 강도를 증가시기키 위하여 평직 형태의 탄소 섬유 직물을 사용하였으며, 분리판의 자체 저항을 감소시키기 위하여 전도성 나노입자를 열가소성 기지에 혼합하였다. 개발된 분리판의 면적 비저항 및 기계물성을 고온 연료전지 작동 온도 및 스택의 체결압에 따라 측정하였다.

고상성형시 변형률이 열가소성 복합재료의 인장특성에 미치는 영향 (The Effects of Pre-strainon Tensile Properties in Solid-Phase Forming of Thermoplastic Composite)

  • 조현철;이중희;김병선
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 1999년도 추계학술발표대회 논문집
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    • pp.194-197
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    • 1999
  • 고분자 복합재료는 금속에 비하여 경량, 고강도, 고탄성율 등의 장점을 가지고 있어 여러 산업에서 기존의 금속 재료를 대체할 수 있는 재료로서 그 사용이 점차 증가하고 있다[1-5]. 특히 사회적으로 환경 문제가 대두되면서 열가소성 복합재료에 대한 관심이 높아지고 있으며 이에 대한 연구가 더욱 요구되고 있다. (중략)

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TiO2, Carbonblack 및 POE로 보강된 열가소성 PETG 복합재료의 특성 (Characterization of PETG Thermoplastic Composites Enhanced TiO2, Carbon Black, and POE)

  • 유성훈;이종혁;심지현
    • 한국염색가공학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.354-362
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    • 2019
  • In order to apply thermoplastic composites using PETG resin to various industrial fields such as bicycle frames and industrial parts, it is necessary to verify the impact resistance, durability and mechanical properties of the manufactured composite materials. To improve the mechanical properties, durability and impact resistance of PETG resin, an amorphous resin, in this study, compound and injection molding process were carried out using various additives such as TiO2, carbon black, polyolefin elastomer, and PETG amorphous resin. The thermal and mechanical properties of the thermoplastic composites, and the Charpy impact strength. The analysis was performed to evaluate the characteristics according to the types of additives. DSC and DMA analyzes were performed for thermal properties, and tensile strength, flexural strength, and tensile strength change rate were measured using a universal testing machine to evaluate mechanical properties. Charpy impact strength test was conducted to analyze the impact characteristics, and the fracture section was analyzed after the impact strength test. In the case of POE material-added thermoplastic composites, thermal and mechanical properties tend to decrease, but workability and impact resistance tend to be superior to those of PETG materials.

브레이드 섬유강화 복합재료의 전기적 특성 (Electrical applications of braided composite materials)

  • 한동희;조한구;한세원;박기호
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2001년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.882-885
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    • 2001
  • This paper aims to investigate the characteristics of braided thermoplastic composite and pressure relief for polymer arrester. In general, braided composite has potential for improved impact and delamination resistance. Manufacturing processes of the braided composite could also be automated and could potentially lead to lower costs. Therefore, in consideration of characteristics of pressure relief for polymer arrester, the fabric pattern of braided composite was decided. And polymer arrester module was manufactured with braid.

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