• Composites Research
• /
• 제37권2호
• /
• pp.59-67
• /
• 2024

내열성 및 내충격성, 진동 감쇠 성능이 필수인 엔진마운트 브라켓(engine mount braket)에 적용하기 위한 PA소재 기반 복합재료 제조 방법에 대한 연구를 실시하였다. 복합재료의 기지재로 PA66 수지를 활용하였고, 강화재로 유리섬유를 활용하였다. 복합재료는 injection molding 방법으로 제조하였으며, 보강재인 유리섬유 함량에 따라 열적 특성과 기계적 특성, 형태학적 특성 분석을 진행하였다. 이때, 복합재료의 특성 평가 데이터베이스를 in-put 데이터로 활용하여 3D 모델을 생성하였다. 생성된 3D모델의 진동 감쇠 성능(vibration damping)을 out-put 데이터로 추출하였다. PA기반 복합재료의 특성평가 및 엔진브라켓 형태 3D모델의 진동 감쇠 성능에 대한 시뮬레이션을 진행하는 이유는 실제 자동차 부품을 제조하여 진동 감쇠 성능 시험을 진행하지 않아도 제품의 성능을 예측할 수 있기 때문에, 우수한 제품을 개발하기 위한 개발 비용이 감소할 수 있다. 실제로 시험을 진행하지 않고도 제품 성능을 예측할 수 있기 때문에, 제품 개발에 필요한 시간도 절감할 수 있을 것이라 예상된다. 진동 감쇠 성능 시뮬레이션 결과, 강화재의 질량분율이 높아질수록 진동감쇠 성능이 비례하여 증가하는 경향을 나타내지만, 어느 수준 이상에서는 더 이상 증가하지않고, 소폭 감소하는 결과를 나타내었다. 실제 실험값과 시뮬레이션 값과의 비교 결과, ±5% 이내의 근사치를 나타내었으며, 강화재의 질량분율이 60 wt.%일 때 결과값의 차이가 가장 크게 발생하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제14권7호
• /
• pp.3562-3569
• /
• 2013

콘크리트 구조물은 외부환경에 의하여 시간이 지남에 따라 그 성능이 지속적으로 감소되며 이를 보강하기 위하여 새로운 재료의 개발 및 적용에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. FRP복합재료의 경우, 높은 강도-중량비, 우수한 내식성과 시공성을 갖추고 있어 노후된 구조물의 보수 및 보강재료로 많은 관심을 받고 있으나 현장적용 시FRP 복합재료의 외부환경에 대한 신뢰성 및 설계기준 부족으로 재료의 장점에도 불구하고 그 활용도는 그리 증가하지 못하였다. 본 연구에서는 콘크리트 압축부재의 횡 구속용으로 적용 가능한 GFRP 보강재에 대하여 고온으로의 온도변화에 따른 재료적 특성과 구속효과에 대한 구조적 거동을 조사하였다. 이를 위하여 GFRP 보강재의 온도에 따른 인장 물성치와 콘크리트 부재의 구속 압축효과를 실험변수로 각각 선정하였으며 GFRP로 횡 구속된 콘크리트 시편을 설정온도별로 각각 3개씩 제작하여 실험연구를 수행하였다. 실험 시 온도변화의 경우 고온로를 사용하여 일정 시간동안 실험온도에 노출되도록 시편을 거치하였으며 압축성능평가의 경우 만능재료시험기(UTM)를 통하여 섬유의 횡 구속에 따른 보강효과 변화를 파악하였다. 최종적으로 온도변화에 따른 GFRP재료의 인장특성은 점진적으로 감소하는 것을 정량적으로 알 수 있었으며, 콘크리트 횡 구속 시 GFRP 보강재에 의한 구속능력은 $150^{\circ}C$까지 온도가 상승함에 따라 감소하는 것을 본 연구를 통하여 관찰하였다.

• Elastomers and Composites
• /
• 제22권3호
• /
• pp.204-212
• /
• 1987

본(本) 실험(實驗)에서는 고무탄성체(彈性體)에 대(對)한 무기계(無機系) 충전제(充塡劑)의 보강(補强)을 충전제(充塡劑)의 입자표면(粒子表面)과 고무분자간(分子間)의 상호작용(相互作用)에 의(依)한 화학적(化學的) 결합(結合) 측면(測面)에서 유리단섬유(短纖維) 충전(充塡)에 의(依)한 Chloroprene 고무 가황체(加黃體)의 보강효과(補强效果)를 향상(向上)시킬 목적(目的)으로 분쇄(分碎)한 유리단섬유(短纖維)($L{\fallingdotseq}30.4{\mu}m,\;d=4{\mu}m$)에 silane coupling제(劑)로 표면처리(表面處理)하여 얻어진 복합체(複合體)를 배합(配合)한 가황계(加黃系)의 가황특성(加黃特性) 및 물리적(物理的) 성질(性質)을 검토(檢討)하였다. 또한 APS배합(配合) CR 미가교체(末架橋體)를 대기중(大氣中)에 폭로(暴露)함으로서 APS에 의(依)한 후가교반응(後架橋反應)을 검토(檢討)하여 다음과 같은 결론(結論)을 얻었다. 1. ODR에 나타난 각(各) 가황계(加黃系)의 적정가황시간(適正加黃時間)($t_{90}$)은 MGF 충전(充塡)의 APS배합(配合) 가황계(架黃系)의 MC가 가장 빠르며 MGF배합(配合) 미가교체(未架橋體) AM이 가장 느렸다. 그리고 silane coupling 처리(處理) MGF는 미처리(未處理) MGF보다 최대(最大) torque값이 더 크고 적정가황시간(適正加黃時間)이 빨랐다. 2. 물리적(物理的) 성질(性質)에 있어서는 인장강도(引張强度), 인장응력(引張應力)이 SC가 가장 좋았으며, 유효강목쇄농도(有效綱目鎖濃度) 역시 SC가 가장 큰 값을 나타냈다. Silane coupling제(劑) 처리(處理) MGF는 미처리(未處理) 및 배합(配合) MGF보다 물리적(物理的) 성질(性質)과 유효강목쇄농도(有效綱目鎖濃度)가 모두 우수하였다. 3. 열노화(熱老化)에 의(依)한 물리적(物理的) 성질(性質)의 변화(變化)는 silica 충전(充塡)에서 $70^{\circ}C$, 72hr 노화시간(老化時間)을 전후(前後)하여 인장강도(引張强度), 인장응력(引張應力), 유효강목쇄농도(有效綱目鎖濃度)가 증가(增加), 감소(減少)하였으며 silane coupling제(劑) 처리(處理) MGF의 경우는 미처리(未處理) 및 배합(配合) MGF와는 달리 silica 충전계(充塡系)와 비슷한 특성(特性)을 나타내었다. 4. CR+APS+MGF와 CR+APS+silica의 미가교체(未架橋體)는 대기폭로(大氣暴露)에 의(依)한 시간(時間)의 경과에 따라 가교반응(架橋反應)이 진행(進行)되어 가교체(架橋體)의 유효강목쇄농도(有效綱目鎖濃度)와 인장물성(引張物性)이 증가(增加)되었다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제19권2호
• /
• pp.241-250
• /
• 2007

폭발하중을 받는 콘크리트 구조물을 섬유 복합재 등의 보강 재료를 사용하여 보강하는 경우에는 강성 증가와 함께 적절한 연성을 확보할 수 있어야 한다. 그러나, 폭발하중을 받는 구조물의 설계 및 해석에 일반적으로 사용되는 기존의 근사적이며 단순화 모델은 보강 재료에 대한 효과를 정확히 반영할 수 없을 뿐 아니라 해석 결과의 정확성 및 신뢰성에 문제가 제기되어왔다. 또한, 동적 하중에 대한 콘크리트와 철근의 응답은 정적 하중에 대한 응답과 상이하기 때문에 기존의 정적, 준정적하에서 정의된 재료물성값들을 폭발하중에 대한 응답 계산에 사용하는 것은 부적절하다. 따라서, 본 연구에서는 명시적(explicit) 해석 프로그램인 LS-DYNA를 사용하여 매우 빠른 재하속도를 갖는 폭발하중에 대하여 강도 증진 및 변형률 속도 효과가 반영된 재료 모델을 포함하고 있는 정밀 HFPB(high fidelity physics based) 유한요소해석 기법을 제시하였다. 제시된 해석적 기법을 통하여 탄소섬유 복합재와 유리섬유 복합재를 사용하여 보강된 콘크리트 벽체의 폭발하중에 대한 거동을 해석하였으며, 이를 보강하지 않은 벽체의 해석 결과와 비교함으로써 보강 성능 분석을 실시하였다. 해석 결과 보강에 따른 최대 처짐이 약 $26{\sim}28%$ 감소하는 보강 성능을 확인하였으며, 제안된 해석 기법이 보강 재료와 보강 기법의 유효성을 평가하는데 효과적으로 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제21권1호
• /
• pp.393-400
• /
• 2020

혈관 조영술과 중재적 시술은 진단을 위한 일반적인 방사선 검사와 다르게 낮은 관전류를 사용함에도 불구하고 장시간의 방사선 피폭으로 인해 환자나 시술자의 방사선 노출에 의한 위험도가 높다. 이에 본 연구의 목적은 선량저감섬유 (Dose Reduction Fiber, DRF) 차폐포를 사용하여 환자와 시술자의 피폭 선량을 증가 시키는 원인 중 하나인 산란방사선의 차폐를 통한 피폭 선량 감소 효과를 알아보고자 하였다. 선량저감섬유(DRF) 차폐포의 산란 방사선에 대한 차폐 효과를 알아보기 위해 방사선이 조사되는 조사야 밖 10 cm거리와 방사선의 인체 팬텀 투과 후 시술 부위 10cm 거리의 산란선량을 선량저감섬유(DRF) 차폐포 사용 전후로 유리 선량계를 이용하여 측정하였고, 조사야부에서 환자에게 조사된 방사선 중 불필요한 산란선량이 15~31%, 팬텀을 투과 후 시술부위에서는 발생한 산란선량이 53~70% 저감하는 효과를 확인 하였다. 선량 저감섬유(DRF)차폐포를 중재적 시술 시 비 시술 부위의 산란선 차폐제로 이용하면 의료 검사에는 영향을 주지 않으면서 산란선량을 줄여 환자와 시술자의 피폭 선량을 저감할 수 있다는 결과를 얻게 되었고, 이는 향후 혈관 조영술과 중재적 시술 시 선량저감섬유(DRF) 차폐포를 활용하여 환자와 시술자의 피폭선량경감을 통한 방사선 노출 위험의 경감을 기대할 수 있을 것으로 보인다.

• 한국철도학회논문집
• /
• 제11권4호
• /
• pp.357-363
• /
• 2008

본 연구에서는 염수분무환경에 노출된 철도차량 차체용 탄소섬유/에폭시 복합재의 내구성을 조사하였다. 염수환경시험을 위해서는 해수와 가장 유사하도록 5% 염화나트륨 염수용액을 제조하여 사용하였다. 본 연구에 적용된 시편은 T700 탄소섬유직물을 에폭시 수지에 함침시킨 형태의 복합재 평판에서 채취하였다. 기계적 특성 시험을 통해 인장특성, 굽힘특성, 전단특성을 평가하였으며 동역학 측정장치를 통해 저장탄성계수, 손실탄성계수, 그리고 tan $\delta$ 등의 열분석 특성을 평가하였다. 또한 적외선 분광분석을 통해 노출기간에 따른 화학구조 변화도 조사하였다. 연구결과에 따르면 강화섬유가 지배적인 역할을 하는 기계적 특성은 염수환경에 영향을 받지 않지만 수지가 지배적인 역할을 하는 기계적 특성은 노출기간이 길어짐에 따라 점차 감소하는 양상을 나타낸다. 저장탄성계수는 노출기간에 큰 영향을 받지는 않지만 유리전이온도는 염수환경에 영향을 받으며 노출기간이 길어지면 감소하는 양상을 나타낸다. FT/IR 선도에서 관찰된 피크의 세기는 노출기간에 다소 영향을 받지만 피크의 형상과 위치는 노출 기간에 따른 변화가 관찰되지 않는다. 이로 미루어 볼 때 본 연구에 적용된 탄소섬유/에폭시 복합재는 염수환경에 비교적 안정함을 알 수 있다.

• Fibers and Polymers
• /
• 제2권3호
• /
• pp.122-128
• /
• 2001

UV-curable polyurethane acrylate prepolymers were prepared from diisocyanates [isophorone diisocyanate (IPDI), 2,4-toluene diisocyanate (TDI), or 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate (H$_{12}$MDI)], diols [ethylene glycol (EG), 1,4-butane diol (BD), or 1,6-hexane diol (HD)], polypropylene glycol as a polyol. UY-curable mixtures were formulated from the prepolymer (90 wt%), reactive diluent monomer trimethylol propane triacrylate (10 wt%). and photoinitiator 1-hydroxycy-clohexyl ketone (3 wt% based on prepolymer/diluent). The effects of different diisocyanates/low molecular weigh dial on the dynamic mechanical thermal properties and elastic recovery of UV-cured polyurethane acrylate films were examined. The tensile storage modulus increased a little in the order of EG > BD > HD at the same diisocyanate. Two loss modulus peaks for all samples are observed owing to the glads transition of softs segments ($T_gh$) and the glass transition temperature of hard segments ($T_gh$). For the same diisocyanate, $T_gh$, decreased, however, $T_gh$ increased, in the order of HD > BD > EG. The elastic recovery also increased in the order of HD > BD > EG at the same diisocyanate. In case of same diols, $T_gh$ increased in the order of $H_12$MDl > TDI > IPDI significantly. The ultimate elongation and elastic recovery increased in the order of TDI > IPDI > $H_12$MDl at the same diol.l.

• 공업화학
• /
• 제25권4호
• /
• pp.352-356
• /
• 2014

${\alpha},{\omega}$-Aminopropylpolydimethylsiloxane을 bisphenol-A diglycidyl ether (DGEBA)계 이관능성 에폭시 수지와 반응시켜 polydimethylsiloxane (PDMS)의 양 말단에 에폭시가 도입된 실리콘 변성 에폭시 수지(EMPDMS)를 제조한 다음 alkylesteraminopropyl alkoxy silane (XD 5607)을 반응시켜 PDMS가 도입된 에폭시 hybrid 화합물(EMPDMSH)을 제조하고 이를 FT-IR, $^1H$-NMR 및 $^{29}Si$-NMR로 구조를 확인하였다. EMPDMSH base 수지에 용매를 혼합하여 코팅 액을 제조하였으며, 이를 에폭시/유리 섬유 복합재료로 얻어진 필름에 도포하고 경화시킨 후 base수지 중에 함유된 PDMS의 함량에 따른 물성을 측정하였다. 코팅 면의 접촉각을 측정한 결과 기존의 에폭시 수지로 코팅하여 얻은 코팅 면에 비해 접촉각이 $41^{\circ}$에서 $71^{\circ}$로 약 $30^{\circ}$정도 증가되고 있어 코팅 면에 PDMS가 나타나 있음을 확인할 수 있었다. 또한 접착력 및 표면 평활도 개선효과 측정 결과 에폭시 자체 코팅 액이나 일반적으로 많이 사용되고 있는 아크릴계 코팅 액 보다 5B 등급의 뛰어난 접착력을 나타내었고 평활도 개선 효과도 우수함을 나타내었다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제33권11호
• /
• pp.3706-3710
• /
• 2012

A novel silicon-containing arylacetylene resin (MSAR) modified by dipropargyl ether of bisphenol A (DPBPA) and dipropargyl ether of perfluorobisphenol A (DPPFBPA) was prepared separately. The curing behaviors of modified resins, DPBPA/MSAR and DPPFBPA/MSAR, were characterized with differential scanning calorimeter (DSC). The kinetic parameters of modified resins were obtained by the Kissinger and Ozawa methods. The results of dynamic mechanical analysis (DMA) revealed that the glass transition temperature ($T_g$) of the cured DPBPA/MSAR reached $486^{\circ}C$. According to the thermogravimetric analysis (TGA), the decomposition temperature ($T_{d5}$) of the cured resins and char yield ($Y_c$, $800^{\circ}C$) decreased as the dipropargyl ether loadings increased, especially in air. With the same weight loading, thermal stability of DPBPA/MSAR was better than that of DPPFBPA/MSAR. The carbon fiber (T300) reinforced composites exhibited excellent flexural properties at room temperature with a high property retention at $300^{\circ}C$.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제28권5호
• /
• pp.543-551
• /
• 2015

뛰어난 단열성능을 가지는 폴리우레탄 폼(polyurethane foam, PUF)은 다양한 구조물에서 다른 재료들과 함께 사용되고 있다. 현재 LNG 운반선의 단열시스템에는 유리섬유로 강화된 폴리우레탄 폼(reinforced-polyurethane foam, R-PUF)이 사용되고 있으며, 이는 단열재 역할뿐만 아니라 슬로싱 하중을 포함한 다양한 압축하중에 대한 구조부재 기능을 수행하고 있다. 폴리우레탄 폼은 혼합과 발포를 통해 제작되는 다공성 재료이기 때문에, 본 연구에서는 기공체적비율을 통해 재료의 거동을 모사할 수 있는 Gurson damage model을 사용하여 폴리우레탄 폼의 비선형 압축거동을 모사하였으며, 폴리우레탄 폼의 기계적 성질에 영향을 미치는 영향변수로서 기공체적비율에 의존적으로 알려져 있는 밀도를 설정하였다.