• 제목/요약/키워드: epoxy matrix resin

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고방열 재료 개발을 위한 에폭시/단일벽 탄소나노튜브 복합체 개발 (Development of Epoxy Composites with SWCNT for Highly Thermal Conductivity)

  • 김현일;고흥조;유남호
    • Composites Research
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    • 제33권1호
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    • pp.7-12
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    • 2020
  • 지난 10년간 효율적인 방열 재료 개발을 위해 유망한 매트릭스로서 액정 에폭시 수지(Liquid crystalline epoxy, LCER)는 많은 주목을 받아 왔다. 본 연구에서는 LECR중에서 대표적인 4,4-diglycidyloxybiphenyl (DP) 에폭시를 이용한 고분자/SWCNT 복합체의 합성과 제조 및 특성 분석을 포함한 포괄적인 연구를 제시한다. 복합 재료의 열전도 특성을 확인해보기 위해 에폭시 수지와 충전제인 단일벽 탄소나노튜브(Single-wall carbon nanotube, SWCNT)로 구성된 복합체 샘플이 준비되었다. 특히 DP 복합체는, LCER의 고도로 정렬 된 미세 구조로 인해 동일한 필러를 사용하는 상업용 에폭시의 복합체에 비해 높은 열 전도성을 보였다. 또한, DP 복합체의 열전도도는 충전제의 양을 조절하여 제어할 수 있으며, 특히 SWCNT의 함량이 50 wt%인 DP 복합체는 열전도도는 2.008 W/mK로 가장 높은 열전도도를 나타내었다.

염수 노화처리 일수에 따른 유리섬유 에폭시간의 기계적 및 계면 물성 변화 평가 (Evaluation of Mechanical and Interfacial Properties between Glass Fiber and Epoxy Resin after NaCl Solution and Aging Treatments)

  • 신평수;왕작가;권동준;최진영;이상일;박종만
    • Composites Research
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    • 제28권1호
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    • pp.22-27
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    • 2015
  • 복합재의 고강성을 얻기 위하여 매트릭스 및 섬유 각각의 물성도 중요하지만, 매트릭스와 섬유간 계면접착력이 매우 중요하다. 바닷물이 계면을 침투하게 되면 계면물성이 낮아지게 되고, 복합재의 균열이 일어나게 될 것이다. 이번 실험에서, 물리적/계면 시험법과 미세역학 시험법을 이용하여 유리섬유 노화일수에 따른 계면물성 변화를 연구하였다. 유리섬유의 기계적 물성변화는 단섬유 인장시험을 통해 조사했다. 유리섬유의 계면물성 변화는 비파괴 음향방출과 피로시험을 응용한 미세역학 시험을 통해 조사했다. 피로강도의 변화를 통하여 유리섬유와 에폭시간의 상대적인 계면물성을 평가하였다. 실험결과, 염수노화 일수에 따라 유리섬유의 직경이 감소하는 것을 관찰하였고, 미처리의 경우보다 기계적 및 계면 물성 감소를 나타내었다.

캡슐화된 소화약제의 물성에 대한 고분자 매트릭스의 효과 (The Effect of Epoxy Resin on the Properties of Encapsulated Fire Extinguishing Agent)

  • 세르초바 알렉산드라;크라실니콥 세르게이;이상섭;김종상
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제33권5호
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    • pp.19-27
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    • 2019
  • 저점도 에폭시 수지(EP)를 기본으로하고 캡슐화된 소화약제(EFA)를 50 wt%의 함유한 소화복합재료가 얻어졌다. 탈캡슐화된 EFA의 동역학 및 온도에 대한 EP의 긍정적인 효과가 확립되었다. EP는 EFA의 탈캡슐화 온도를 130 ℃에서 155 ℃로 증가시키고 캡슐화의 역학을 변화시킨다. 에폭시 매트릭스는 순수한 EFA와 비교하여 EFA의 열 안정성을 3.9배 이상 증가시킨다. EFA의 저장 안정성에 대한 EP의 보호 효과가 발견되었다. 60 ℃ 및 80% 습도에서 96시간 동안 EFA를 함유하는 EP의 질량 손실은 0.4%이고, 동일한 조건에서 순수한 EFA의 질량 손실은 15%이다. 자외선의 영향 아래에서 EP의 동일한 효과: 순수한 EFA가 6%인 경우 EFA를 함유한 EP는 0.8% 손실된다. 대안의 중합체 매트릭스의 시험이 고려되었다.

음향방출법을 이용한 적층복합재료의 파괴거동 연구 (A Study on the Fracture Behavior of Laminated Carbon/Epoxy Composite by Acoustic Emission)

  • 오진수;우창기;이장규
    • 한국생산제조학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.326-333
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    • 2010
  • In this study, DAQ and TRA modules were applied to the CFRP single specimen testing method using AE. A method for crack identification in CFRP specimens based on k-mean clustering and wavelet transform analysis are presented. Mode I on DCB under vertical loading and mode II on 3-points ENF testing under share loading have been carried out, thereafter k-mean method for clustering AE data and wavelet transition method per amplitude have been applied to investigate characteristics of interfacial fracture in CFRP composite. It was found that the fracture mechanism of Carbon/Epoxy Composite to estimate of different type of fractures such as matrix(epoxy resin) cracking, delamination and fiber breakage same as AE amplitude distribution using a AE frequency analysis. In conclusion, the presented results provide a foundation for using wavelet analysis as efficient crack detection tool. The advantage of using wavelet analysis is that local features in a displacement response signal can be identified with a desired resolution, provided that the response signal to be analyzed picks up the perturbations caused by the presence of the crack.

Red Mud의 산처리에 의한 에폭시/Red Mud 나노복합재료의 계면 결합력 향상 (Enhancement of Interfacial Adhesion of Epoxy/Red Mud Nanocomposites Produced by Acidic Surface Treatment on Red Mud)

  • 박수진;서동일;이재락;김대수
    • 폴리머
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    • 제25권4호
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    • pp.587-593
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    • 2001
  • 본 연구에서는 red mud(RM)를 0.1, 1, 그리고 5M 의 H$_3PO_4$ 용액으로 화학적 표면처리하여 에폭시/RM 나노복합재료를 제조하였으며, RM 표면의 pH, 표면 산-염기도, 표면적, 그리고 기공도를 이용하여 표면처리에 의한 영향을 분석하였다. 또한, 임계응력 세기인자(K$_{IC}$)를 통하여 제조된 복합재료의 기계적 계면물성을 조사하였다. 실험결과로부터, 표면처리에 의한 RM의 표면은 hydroxyl 등의 산성관능기 그룹의 생성과 금속산화물의 반응으로 인하여 표면 산도가 증가하고, 미세기공 및 중기공 구조가 발달하여 비표면적이 증가되었다. K(IC)를 이용한 RM의 기계적 계면성질은 비표면적이 증가함과 동시에 표면산도가 증가함으로 염기성 매트릭스와의 계면결합력이 증대되어 순수 에폭시와 처리되지 않은 에폭시/RM 복합재료보다 더 우수한 기계적 계면물성을 나타내었다.

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유리-탄소 하이브리드 복합재료의 파괴인성에 관한 연구 (A Study on the Fracture Toughness of Glass-Carbon Hybrid Composites)

  • 노호섭;고성위
    • 수산해양기술연구
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    • 제28권3호
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    • pp.295-305
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    • 1992
  • The critical strain energy release rate and the failure mechanisms of glass-carbon epoxy resin hybrid composites are investigated in the temperature range of the ambient temperature to 8$0^{\circ}C$. The direction of laminates and the volume fraction are [(+45, -45, 0, 0) sub(2) ] sub(s), 50%, respectively. The major failure mechanisms of these composites are studied using the scanning electron microscope for the fracture surface. Results are summarized as follows: 1) The critical strain energy release rate shows a maximum at ambient temperature and it tends to decrease as temperature goes up. 2) The critical strain energy release rate increases as the content of glass increases, and especially shows dramatic increase for the high glass fiber content specimens. 3) Major failure mechanisms can be classfied such as localized shear yielding, fiber-matrix debonding, matrix micro-cracking, and fiber pull-out and/or delamination.

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탄소섬유/에폭시 복합적층판의 저속 충격 및 잔류 압축강도에 관한 연구 (A Study on Low Velocity Impact and Residual Compressive Strength for Carbon/Epoxy Composite Laminate)

  • 이상연;박병준;김재훈;이영신;전제춘
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2000년도 추계학술대회논문집A
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    • pp.250-255
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    • 2000
  • Damage induced by low velocity impact loading in aircraft composite laminates is the form of failure which is occurred frequently in aircraft. Low velocity impact can be caused either by maintenance accidents with tool drops or by in-flight impacts with debris. As the consequences of impact loading in composite laminates, matrix cracking, delamination and eventually fiber breakage for higher impact energies can be occurred. Even when no visible impact damage is observed, damage can exist inside of composite laminates and the carrying load of the composite laminates is considerably reduced. The reduction of strength and stiffness by impact loading occurs in compressive loading due to laminate buckling in the delaminated areas. The objective of this study is to determine inside damage of composite laminates by impact loading and to determine residual compressive strength and the damage growth mechanisms of impacted composite laminates. For this purpose a series of impact and compression after impact tests are carried out on composite laminates made of carbon fiber reinforced epoxy resin matrix with lay up pattern of $[({\pm}45)(0/90)_2]s$ and $[({\pm}45)(0)_3(90)(0)_3({\pm}45)]$. UT-C scan is used to determine impact damage characteristics and CAI(Compression After Impact) tests are carried out to evaluate quantitatively reduction of compressive strength by impact loading.

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VARTM 공정을 이용한 유리/탄소섬유 하이브리드 복합체의 특성 (Characteristics of Glass/Carbon Fiber Hybrid Composite Using by VARTM)

  • 한인섭;김세영;우상국;홍기석;서두원
    • 한국세라믹학회지
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    • 제43권10호
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    • pp.607-612
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    • 2006
  • In VARTM (Vacuum Assisted Resin Transfer Molding) process, the permeability generally controls the filling time of the resin and it also affects the void characteristics of the fiber composite. In this study, carbon and glass fiber inter-layered hybrid composites (carbon fiber centered stack) with an epoxy matrix were fabricated by VARTM process and evaluated the resin flow and macro void characteristics. The permeability of glass fiber was higher than that of carbon fiber used in this study. Using Darcy's equation, the permeability of hybrid composites could be predicted and experimentally confirmed. After curing, the macro void content of hybrid composites was investigated using image analyzer. The calculated filling time was well agreed with experimental result and the void content was significantly changed in hybrid composites.

Mechanical characterization of an epoxy panel reinforced by date palm petiole particle

  • Bendada, A.;Boutchicha, D.;Khatir, S.;Magagnini, E.;Capozucca, R.;Wahab, M. Abdel
    • Steel and Composite Structures
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    • 제35권5호
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    • pp.627-634
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    • 2020
  • The past years were marked by an increase in the use of wood waste in civil and mechanical constructions. Date palm waste remains also one of the most solicited renewable and recyclable natural resources in the composition of composite materials. In Algeria, a great amount of this type of plant wastes accumulates every year. In order to make use of this waste, a new wood-epoxy composite material based on date palm petiole particleboard is developed. It makes use of date palm petiole particleboard as reinforcement and epoxy resin as matrix. The size of the particles reinforcement are between 1~3 mm and proportion of reinforcement used is 37%. In this work, experimental and numerical studies are conducted in order to characterize the wood fibre-epoxy plates. Firstly, experimental modal analysis test was carried out to determine Young's modulus of the elaborated material. Then, in order to validate the results, compression test was conducted. Furthermore, additional information about the shear modulus of this material is obtained by performing an experimental modal analysis to extract the first torsional mode. Moreover, a finite element model is developed using ANSYS software to simulate the vibration behaviour of the plates. The results show a good agreement with the experimental modal analysis, which confirms the values of Young's modulus and shear modulus.

인쇄회로기판 용 Epoxy/BaTiO$_3$내장형 커패시터 필름에 관한 연구 (Study on the Epoxy/BaTiO$_3$Embedded Capacitor Films for PWB Applications)

  • 조성동;이주연;백경욱
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제8권4호
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    • pp.59-65
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    • 2001
  • 경화 전 상온 보관성이 우수하며 넓은 면적에 균일한 두께와 균일한 유전특성의 커패시터를 쉽게 형성할 수 있는 epoxy/$BaTiO_3$composite커패시터 필름을 제조하였다. 이 필름은 필름 형성특성과 가공성, 그리고 상온 보관성이 우수한 에폭시계 이방성 전도 필름(Anisotropic Conductive Film: ACF)용으로 개발된 레진을 기본으로 하고, 유전상수를 높이기 위한 충진제로 2종류의 $BaTiO_3$분말을 사용하였다. X선 회절을 통하여 두 분말의 결정구조와 이에 따른 유전상수의 변화를 살펴보았으며, 점포 측정을 통해 분산제의 양을 정하였다. 필름의 경화온도와 적정한 경화제의 양을 결정해주기 위해 differential scanning calorimeter (DSC)와 커패시터의 특성 분석을 통해 경화제 양에 따른 필름 및 커패시터 특성에 미치는 영향을 살펴보았다. 이 필름을 이용하여 두께 7 $\mu\textrm{m}$에서 10 nF/$\textrm{cm}^2$ (이때의 유전상수는 80)의 높은 전기용량을 가진 우수한 커패시터를 성공적으로 제작하였다.

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