• Macromolecular Research
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• 제12권1호
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• pp.119-126
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• 2004

In this study, the influence of silane coupling agents, featuring different organo-functional groups on the interlaminar and thermal properties of woven glass fabric-reinforced nylon 6 composites, has been by means of short-beam shear tests, dynamic mechanical analysis, scanning electron microscopy, and thermogravimetric analysis. The results indicate that the fiber-matrix interfacial characteristics obtained using the different analytical methods agree well with each other. The interlaminar shear strengths (ILSS) of glass fabric/nylon 6 composites sized with various silane coupling agents are significantly improved in comparison with that of the composite sized commercially. ILSS of the composites increases in the order: Z-6076 with chloropropyl groups in the silanes > Z-6030 with methacrylate groups> Z-6020 with diamine groups; this trend is similar to that of results found in an earlier study of interfacial shear strength. The dynamic mechanical properties, the fracture surface observations, and the thermal stability also support the interfacial results. The improvement of the interfacial properties may be ascribed to the different chemical reactivities of the reactive amino end groups of nylon 6 and the organo-functional groups located at the ends of the silane chains, which results from the increased chemical reactivity in order chloropropyl > methacrylate > diamine.

• 한국농공학회논문집
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• 제46권1호
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• pp.41-51
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• 2004

FRP re-bar in concrete structures could be used as a substitute of steel re-bars for that cases in which aggressive environment produce high steel corrosion, or lightweight is an important design factor, or transportation cost increase significantly with the weight of the materials. But FRP fibers have only linearly elastic stress-strain behavior; whereas, steel re-bar has linear elastic behavior up to the yield point followed by large plastic deformation and strain hardening. Thus, the current FRP re-bars are not suitable concrete reinforcement where a large amount of plastic deformation prior to collapse is required. The main objectives of this study in to evaluate the tensile behavior and the fracture mode of hybrid FRP re-bar. Fracture mode of hybrid FRP re-bar is unique. The only feature common to the failure of the hybrid FRP re-bars and the composite is the random fiber fracture and multilevel fracture of sleeve fibers, and the resin laceration behavior in both the sleeve and the core areas. Also, the result of the tensile and interlaminar shear stress test results of hybrid FRP re-bar can provide its excellent tensile strength-strain and interlaminar stress-strain behavior.

• Advanced Composite Materials
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• 제18권3호
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• pp.209-219
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• 2009

Carbon nanotubes (CNTs) have shown great potential for the reinforcement of polymers or fiber-reinforced composites. In this study, mechanical properties of multi-walled carbon nanotube (MWNT)-filled plain-weave glass/epoxy composites intended for use in radar absorbing structures were evaluated with regard to filler loading, microstructure, and fiber volume fraction. The plain-weave composites containing MWNTs exhibited improved matrix-dominant and interlaminar fracture-related properties, that is, compressive and interlaminar shear strength. This is attributed to strengthening of the matrix rich region and the interface between glass yarns by the MWNTs. However, tensile properties were only slightly affected by the addition of MWNTs, as they are fiber-dominant properties.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2005년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.245-248
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• 2005

During manufacturing thick composite cylinders, large thermal residual stresses are developed and induce catastrophic interlaminar failures. Since the residual stresses are dependent on many process parameters, such as temperature distribution during cure, cure shrinkage, winding tension, and migration of fibers, calculation of the residual stresses is very difficult. Therefore a radial-cut method have been used to measure the residual stresses in the composite cylinders. But the conventional radial-cut method needs to know numerous material properties which are not only troublesome to obtain but also vary with change of fiber arrangement during consolidation. In this paper, a new radial-cut method with cut-cylinder-bending test was proposed and the measured residual stresses were compared with calculated thermal residual stresses. It was found that the new radial-cut method which does not need to know any of material properties gave better estimation of residual stresses regardless of radial variation of material properties. Additionally, interlaminar tensile strength could be obtained by the cut-cylinder-bending test.

• 접착 및 계면
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• 제10권2호
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• pp.106-112
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• 2009

본 연구에서 처음으로 생분해성 라이오셀 직물과 poly(butylene succinate) (PBS)로 이루어진 바이오복합재료가 성공적으로 제조되었다. 0, 30, 40, 50 그리고 60 wt%의 서로 다른 함량의 라이오셀직물을 포함하는 라이오셀/poly(butylene succinate) 바이오복합재료는 sheet interleaving 방식으로 압축성형에 의해 제조되었다. 바이오복합재료의 층간전단강도, 인장 및 굴곡 특성, 열변형 온도, 열팽창 거동 및 열안정성에 미치는 라이오셀직물 함량의 영향을 조사하였다. 특성들은 직물함량에 크게 의존하였으며, 그 결과들은 서로 일치하였다. 라이오셀직물을 수지에 도입하는 것이 poly(butylene succinate)의 여러 가지 특성 향상에 두드러진 역할을 하는 것으로 확인되었다. 라이오셀직물이 중량비로 50%일 때, 바이오복합재료의 가장 우수한 층간전단강도, 인장, 굴곡 및 열적 특성이 얻어졌다.

• 공업화학
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• 제27권5호
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• pp.472-477
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• 2016

본 연구에서는 전류밀도 변화에 따른 탄소섬유의 양극산화 처리가 탄소섬유 표면과 탄소섬유 강화 복합재료의 기계적 계면결합력에 미치는 영향을 고찰하였다. 양극산화 처리된 탄소섬유 표면 특성은 원자간력 현미경(Atomic force microscope, AFM)과 전계방사형 주사전자현미경(Field emission-scanning electron microscope, FE-SEM), 적외선 분광법(Fourier transform infrared spectroscopy, FT-IR) 및 X선 광전자 분광법(X-ray Photoelectron Spectroscopy, XPS)으로 분석하였으며, Short beam 전단시험을 통해 표면처리에 따른 탄소섬유 강화 복합재료의 계면 전단강도를 측정하였다. 실험 결과 전류밀도가 증가함에 따라 탄소섬유 표면의 거칠기와 산소관능기의 함량의 증가와, 탄소섬유 강화 복합재료의 층간전단강도(Interlaminar shear strength, ILSS)의 향상 및 페놀릭 하이드록실 그룹과의 비례관계를 확인하였다. CF-2.0 시편의 층간전단강도는 87.9 MPa로 CF-AS 시편에 비해 약 4% 증가하였는데, 이러한 결과는 양극산화 처리가 산소관능기와 탄소섬유 표면 거칠기의 증가를 유도하여 탄소섬유와 수지의 계면 결합력이 증가된 것으로 판단된다. 그중 층간전단강도와 비례관계인 페놀릭 하이드록실 그룹은 탄소섬유 강화 복합재료의 계면결합력을 향상시키는 중요한 요소라 판단된다.

• 공업화학
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• 제23권3호
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• pp.313-319
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• 2012

본 연구에서는 Polyacrylonitrile (PAN)계 탄소섬유 표면에 구리도금 표면처리가 탄소섬유 강화 복합재료의 기계적 계면 특성에 미치는 영향에 관하여 관찰하였다. 탄소섬유 표면특성은 주사전자현미경, X-선 광전자 분광법, X-선 회절분석기, 접촉각 측정기로 측정하였고, 탄소섬유 강화 복합재료의 기계적 계면 물성은 층간전단강도(interlaminar shear strength, ILSS)와 파괴인성(critical stress intensity factor, $K_{IC}$)측정을 통하여 알아보았다. 실험결과로부터, 기계적 계면물성은 탄소섬유 표면에 COOH group과 도금된 구리함량이 증가됨에 따라 순차적으로 증가되는 것이 확인되었으나, 도금시간을 길게 하여 과량의 구리가 도입되었을 경우 기계적 계면 물성을 도리어 감소시키는 것으로 확인되었다. 결론적으로 구리함량이 탄소섬유 복합재료의 기계적 계면물성을 결정하는 중요 요소라 판단되나, 최적의 함량이상에서는 계면분리에 의한 물성저하의 원인이 될 수 있다.

• 폴리머
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• 제25권2호
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• pp.218-225
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• 2001

복합재료의 기계적 계면 특성을 향상시키기 위하여 탄소섬유에 무전해 니켈도금 표면처리를 하였으며, 표면처리된 PAN계 탄소섬유를 에폭시수지에 함침시켜 프리프레그법으로 일방향 탄소섬유/에폭시수지 복합재료를 제조하였다. 본 연구에서는 무전해 니켈도금으로 유기된 취성-연성 전이 특성을 가지는 Ni-P 합금의 양에 따른 복합재료의 층간전단강도(ILSS)와 충격강도의 차이를 조사하였다. 또한, 탄소섬유 표면 특성의 변화를 X-ray photoelectron spectroscopy (XPS)로 측정하였다. 그 결과, 무전해 니켈도금된 탄소섬유 표면의 $O_{ls}$ /$C_{ls}$ 비 또는 니켈 (Ni)과 인 (P)이 증가되었으나 ILSS의 향상에는 큰 영향을 미치지 못하는 것을 알 수 있었다. 그러나, 무전해 니켈도금으로 탄소섬유 표면에 도입된 Ni-P 합금은 복합재료의 연성에 따른 충격강도를 향상시키는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.255-260
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• 2003

The corrosion of steel rebars has been the major cause of the reinforced concrete deterioration. It is FRP rebar that is developed to solve problem of such steel rebar. FRP rebar in concrete structures should be used as a substitute of steel rebars for that cases in which aggressive environment produce high steel corrosion, or lightweight is an important design factor, or transportation cost increase significantly with the weight of the materials. But FRP rebar have only linearly elastic behavior; whereas, steel rebar has linear elastic behavior up to the yield point followed by large plastic deformation and strain hardening. Thus, the current FRP rebars are not suitable concrete reinforcement where a large amount of plastic deformation prior to collapse in required. The main objective of this study was to develop new type of hybrid FRP rebar. The manufacture of the hybrid FRP rebar was achieved pultrusion, braiding and filament winding techniques. Tensile and interlaminar shear test results of hybrid FRP rebar can provide its excellent tensile strength-strain behavior and interlaminar stress-strain behavior.

• 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.