The aim of this study is to improve properties both glass transition temperature($T_g$) and coefficient of thermal expansion(CTE) using epoxy/micro-nano alumina composites with adding glycerol diglycidyl ether (GDE:1,2,3,5g). This paper deals with the effects of GDE addition for epoxy/micro alumina contents (40, 50, 60wt%)+surface modified nano alumina(1_phr) composites. 20 kinds specimen were prepared with containing micro, nano alumina and GDE as a micro composites(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70wt%) or a nano/micro alumina composites(1phr/40, 50, 60wt%). Average particle size of nano and micro alumina used were 30nm and $1{\sim}2{\mu}m$, respectively. The micro alumina used were alpha phase with Heterogeneous and nano alumina were gamma phase particles of spherical shape. The glass transition temperature and coefficients of thermal expansion was evaluated by DSC and TMA. The glass transition temperature decreased and coefficients of thermal expansion become smaller with filled contents of epoxy/micro alumina composites. On the other hand, $T_g$ and CTE as GDE addition variation(1,2,3,5g) of epoxy/micro-nano alumina composites decreased and increased respectively.
During the curing process of thick glass/epoxy laminates, a substantial amount of temperature lag and overshoot at the center of the laminates is usually experienced due to the large thickness and low thermal conductivity of the glass/epoxy composites. Also, it requires a longer time for full and uniform consolidation. In this work, temperature, degree of cure and consolidation of a 20mm thick unidirectional glass/epoxy laminate were investigated using an experiment and a 3-dimentional numerical analysis considering the exothermic reaction. From the experimental and numerical results, it was found that the experimentally obtained temperature profile agreed well with the numerical one and the cure cycle recommended by the prepreg manufacturer should be modified to prevent a temperature overshoot and to obtain full consolidation.
During the curing process of thick glass/epoxy laminates, a substantial amount of temperature lag and overshoot at the center of the laminates is usually experienced due to the large thickness and low thermal conductivity of the glass/epoxy composites. Also, it takes a longer time for full and uniform consolidation. In this work, temperature, degree of cure and consolidation of a 20 mm thick unidirectional glass/epoxy laminate were investigated using an experiment and a 3-dimentional numerical analysis. From the experimental and numerical results, it was found that the experimentally obtained temperature profile agreed well with the numerical one, and the cure cycle recommended by the prepreg manufacturer should be modified to prevent a temperature overshoot and to obtain full consolidation.
본 연구는 옥외용 epoxy/glass fiber의 열화과정을 분석하기 위하여 FRP 적층판을 고온과 수에 노출시켰다. 열화과정은 접촉각, 표면전위감쇠, 표면저항률의 비교에 의해 평가하였다. 젖음성의 변화는 열처리 시료에서 $200^{\circ}C$까지 접촉각이 증가하였지만 수분처리 시료는 감소하였다. 표면전위감쇠 특성은 수분처리 시료에서는 감소하지만, 열처리 시료는 미 처리와 비교해서 증가하였다. 또한, 표면저항률은 접촉각의 변화와 같은 경향을 보이고 있다.
에폭시 수지와 유리섬유직물 간의 젖음성을 분석하였다. 에폭시 수지와 산무수물 경화제의 혼합비는 당량비 1:0.5, 1:1, 1:1.2로 하였고, 촉매는 혼합된 수지의 0.lwt%로 첨가하였다. DSC 경화거동분석 결과 이 혼합 수지는 상온에서 함침이 가능하였다. 혼합 수지에 대해 유리평판에 놓여진 유리섬유직물 위에 수지 한 액적(방울)을 투하 후 시간에 따른 접촉각 변화를 측정하였다, 또한, 일정량의 에폭시 수지 액적을 투하시켜 시간에 따른 젖음면적 변화를 측정하였다, 접촉각, 액적높이, 순수 젖음면적, 젖음계수를 측정함으로써 유리섬유직물에 대한 에폭시 수지의 젖음성을 비교 평가하였다. 그 결과 당량비 1:1.2에서 유리섬유직물에 대한 젖음성이 가장 우수하였다.
The incorporation of nanoplatelets in composite and polymeric materials represents a recent and innovative approach, holding substantial promise for diverse property enhancements. This study focuses on the application of nanocomposites in the production of sports equipment, particularly soccer balls, aiming to bridge the gap between theoretical advancements and practical implications. Addressing the longstanding challenge of suboptimal interaction between carbon nanofillers and epoxy resin in epoxy composites, this research pioneers inventive solutions. Furthermore, the investigation extends into unexplored territory, examining the integration of glass fiber/epoxy composites with nanoparticles. The incorporation of nanomaterials, specifically expanded graphite and graphene, at a concentration of 25.0% by weight in both the epoxy structure and the composite with glass fibers demonstrates a marked increase in impact resistance compared to their nanomaterial-free counterparts. The research transcends laboratory experiments to explore the practical applications of nanocomposites in the design and production of sports equipment, with a particular emphasis on soccer balls. Analytical techniques such as infrared spectroscopy and scanning electron microscopy are employed to scrutinize the surface chemical structure and morphology of the epoxy nanocomposites. Additionally, an in-depth examination of the thermal, mechanical, viscoelastic, and conductive properties of these materials is conducted. Noteworthy findings include the efficacy of surface modification of carbon nanotubes in preventing accumulation and enhancing their distribution within the epoxy matrix. This optimization results in improved interfacial interactions, heightened thermal stability, superior mechanical properties, and enhanced electrical conductivity in the nanocomposite.
This paper studies on the effect of DSC(Differential Scanning Calorimeter) analysis condition on the glass transition temperature of silica filled epoxy network polymer used for ultra-high voltage apparatus. The effects of temperature scanning rate specimen size and gas flow rate on measured glass transition temperature have been studied in order to select optimum thermal analysis condition.
This paper reported a study on the thermal, mechanical and electrical insulation properties of epoxy/mica composites. To investigate the effect of mica content, glass transition temperature, mechanical properties such as tensile and flexural strength, and insulation breakdown properties for epoxy composites with various contents of mica. The effect of insulation thickness on insulation breakdown property was also studied. It was observed that tensile and flexural strength decreased with increasing mica content, while elastic modulus increased as the mica content increased. AC insulation breakdown strength for all epoxy/mica composites was higher than that of neat epoxy and that of the system with 20 wt% mica was 14.4% improved. As was expected, insulation breakdown strength at $30^{\circ}C$ was far higher than that at $130^{\circ}C$, and it was also found that insulation breakdown strength was inversely proportion to insulation thickness.
In order to analyse the degradation process of epoxy/glass fiber for outdoor condition, FRP laminate was exposed to the wavelength of ultraviolet rays and evaluated by comparing contact angle, surface resistivity, surface potential decay, and ESCA spectrum respectively. As irradiation energy are increased, the surface properties were steeply decreased in the range of 300[nm]. But the measured values within the scope of400[nm]∼440[nm] showed a increase as compared with the untreated ones. Also, fromthe result of ESCA spectrum, it was confirmed plenty of oxygen groups on the spot showing the maximum decrease of surface properties and the existence of ether groups on the surface of coloring phase. We can conclude that the degradation phenomena on the surface of epoxy composites are dominated by the induction of ester and carboxyl groups.
2개 이상의 에폭시 기지재의 배합비를 이용하여 최적의 에폭시 복합재료를 제조하였다. 이 실험에서 노볼락계 에폭시 및 아이소시아네이트계 에폭시를 기지재로 사용하였다. 그에 따라 화학적 조성의 변화를 이용하여 다양한 실험을 통한 최적의 에폭시 배합비를 유추하였고, 에폭시의 내열성 및 계면을 파악하기 위하여 열중량측정기를 이용하여 유리전이온도의 변화를 파악하였고 정적 접촉각을 측정하였다. 기계적 물성을 파악하기 위하여 에폭시 배합비에 따른 유리섬유/에폭시 복합재료의 인장, 압축, 굴곡강도를 상온에서 및 노화시간에 따라 파악하였다. 에폭시와 유리섬유간 계면을 개념도로 나타냈다. 시험 결과 에폭시 배합비에 따른 적외선 피크 및 유리전이온도 변화를 확인하였다. 서로 다른 에폭시의 배합비가 1:1일 때 기계적물성이 상대적으로 좋은 것을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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