• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2002년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.109-113
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• 2002

Interfacial and electrical properties for the carbon fiber reinforced epoxy-amine terminated (AT) PEI composites were performed using microdroplet test and electrical resistance measurements. As AT PEI content increased, the fracture toughness of epoxy-AT PEI matrix increased, and IFSS was improved due to the improved toughness and energy absorption mechanisms of AT PEI. The microdroplet in the carbon fiber/neat epoxy composite showed brittle microfailure mode. At 15 wt% AT PEI content, ductile microfailure mode appeared because of improved fracture toughness. After curing, the changes of electrical resistance (ΔR) with increasing AT PEI content increased gradually because of thermal shrinkage. The matrix fracture toughness was correlated to IFSS, TEC and electrical resistance. In cyclic strain test, the maximum stress and their slope of the neat epoxy case were higher than those of 15 wt% AT PEI. The results obtained from electrical resistance measurements under curing process and reversible stress and strain were consistent well with matrix toughness properties.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2001년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.153-157
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• 2001

Interfacial properties and microfailure modes of electrodeposition (ED) treated carbon fiber reinforced polyetherimide (PEI) toughened epoxy composite were investigated using microdroplet test and the measurement of surface wettability. As PEI content increased, Interfacial shear strength (IFSS) increased due to enhanced toughness and plastic deformation of PEI. In the untreated case, IFSS increased with adding PEI content, and IFSS of pure PEI matrix showed the highest. On the other hand, for ED-treated case IFSS increased with PEI content with rather low improvement rate. The work of adhesion between fiber and matrix was not directly proportional to IFSS for both the untreated and ED-treated cases. The matrix toughness might contribute to IFSS more likely than the surface wettability. Interfacial properties of epoxy-PEI composite can be affected efficiently by both the control of matrix toughness and ED treatment.

• Composites Research
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• 제16권2호
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• pp.62-67
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• 2003

Microdroplet 시험법과 전기저항 측정을 이용하여 탄소섬유강화 epoxy-AT-PEI 복합재료의 손상 감지능 및 계면물성평가에 대한 연구를 수행하였다. AT-PEI 함량이 증가함에 따라 기지재료의 파괴인성은 증가하였으며, 이로 인한 에너지흡수 메커니즘에 의해서 계면전단강도 역시 증가하였다. Microdroulet 시험에서 순수 에폭시는 취성파괴 현상을 그리고 15 phr AT-PEI의 경우에는 파괴인성의 증가로 인해 연성 파단 현상을 관찰할 수 있었다. 경화 후에 열 수축에 의한 전기저항 변화는 AT-PEI 함량 증가에 따라 증가하였으며. 가변하중 하에서 순수 에폭시에 함침된 탄소섬유의 같은 응력까지의 도달시간과 기울기는 15 phr AT-PEI의 경우보다 더 빠르고 높았다. 경화과정과 가역적인 하중 하에서의 전기저항 측정으로부터 얻은 결과는 기지재료의 파괴인성과 잘 일치하였다.

• Composites Research
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• 제32권2호
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• pp.96-101
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• 2019

섬유와 수지 간 계면접착력은 복합재료 성능과 관련되므로 이를 정확하게 평가하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는, 피로 하중 조건에서의 마이크로드롭렛 실험에 의한 계면접착력 평가를 실시하였다. 도파민이 적용된 에폭시 수지에 대하여 기계적 물성 및 계면접착력을 측정하였다. 기계적 물성을 평가하기 위해 인장 시편을 제작하였고, 계면 접착력 평가를 위하여 유리섬유에 에폭시 마이크로드롭렛을 만든 시편을 사용하였다. 특히 마이크로드롭렛 피로 실험 시 동일한 직경의 마이크로드롭렛을 사용하여 동일한 조건에서 실험하였다. 그 결과 인장 및 마이크로드롭렛 실험을 통해 에폭시 수지에 도파민이 적용될 때 기계 및 계면접착력이 향상됨을 확인하였다. 도파민이 에폭시 수지의 경화정도를 향상시키고 에폭시 수지에 하이드록실 그룹을 부여하여 기계적 물성 및 유리섬유 간 계면 접착력을 증가시켰을 것으로 사려된다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제13권3호
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• pp.282-295
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• 2012

Fiber reinforced polymer matrix composites are widely used to provide protection against ballistic impact and blast events. There are several factors that govern the structural response and mechanical properties of a textile composite structure, of which the fiber-matrix interfacial behavior is a crucial determinant. This paper reviews the microbond or microdroplet test methodology that is used to characterize the fiber-matrix interfacial behavior, particularly the interface shear strength (IFSS). The various analytical, experimental, and numerical approaches applied to the microbond test are reviewed in detail.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2004년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.92-95
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• 2004

Interfacial shear strength (IFSS) of environmentally- friend natural fiber reinforced polymer composites playa very important role in controlling the overall mechanical properties. In this work the IFSS of Ramie and Kenaf fibers/epoxy systems were evaluated using the combination of micromechanical technique, microdroplet test to find out an optimal condition in accordance with final purpose by comparing to each other. Clamping effect on fiber elongation was determined as well. In addition, the mechanical properties of the natural fibers were investigated using single fiber tensile test and analyzed statistically by both uni- and bimodal Weibull distributions. Microfailure modes of different natural fiber structures were observed using optical microscope.

• Composites Research
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• 제16권4호
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• pp.74-79
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• 2003

Micromechanical 시험법과 음향방출을 이용하여 산소 플라즈마 처리된 PBO와 Kevlar 섬유강화 에폭시 복합재료의 계면물성과 미세파괴메카니즘을 고찰하여 상호 비교하였다. 산소 플라즈마 처리된 PBO와 Kevlar 섬유강화 에폭시 복합재료의 계면전단강도와 접착일은 극성 작용기의 도입으로 향상 시킬 수 있었다. 임계표면장력과 총 표면자유에너지 중 극성 표면자유에너지는 플라즈마 처리된 Kevlar 섬유에서 가장 컸으며. 미처리된 PBO의 섬유의 경우에서 가장 작았다. Microfibril 파단 형상은 산소 플라즈마 처리된 Keviar 섬유의 경우에서는 명확하게 관찰 되었으며. 미처리와 비교차여 microfibril 파단이 대각선 방향으로 연속적해서 일어나 가장 많은 섬유 파단 신호가 감지되었다 비파괴 음향방출법을 이용하여 얻은 섬유파단 감지 결과는 microdroplet과 두 섬유강화 복합재료 시험법에서 광학현미경을 이용하여 관찰한 미세파단 형상과 상호 일치하였다.

• Composites Research
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• 제12권4호
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• pp.55-61
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• 1999

Poly(arylene ether phosphine oxide)(PEPO)로 코팅된 탄소섬유의 계면접착력을 microdroplet 시험으로 측정하였으며, 이 결과를 poly(arylene ether sulfone) (PES), Udel$^{\circledR}$ P-1700 and Ultem$^{\circledR}$ 1000으로 코팅된 탄소섬유의 결과와 비교하였다. 또한 코팅에 사용된 고분자와 탄소섬유와의 계면접착력을 탄소섬유와 고분자의 접착 메카니즘을 규명하기 위하여 측정하였다. PEPO로 코팅된 탄소섬유가 가장 높은 계면접착력을 보였으며, Udel, PES 그리고 Ultem 고분자 코팅 순으로 감소하였다. 고분자와 탄소섬유의 계면접착력 또한 비슷한 경향을 보였다. SEM 분석결과 PEPO로 코팅된 탄소섬유에서는 비닐에스터 수지 내에서 파괴가 일어난 것으로 보여지나, 다른 고분자로 코팅된 탄소섬유에서는 계면 또는 계면에서 가까운 곳에서 파괴가 일어난 것으로 판단된다. PEPO 코팅에 의한 계면접착력 향상은 PEPO내에 존재하는 P=O 때문으로 사료된다.

• 접착 및 계면
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• 제13권1호
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• pp.45-50
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• 2012

폴리케톤(polyketone, PK) 섬유는 고무의 강화재로 사용하기 위해서 최근 개발되고 있는 소재이다. 섬유의 고무와의 접착성을 향상시키기 위하여 플라즈마로 표면을 개질하였다. 산소 플라즈마 처리에 의한 섬유표면의 물리적 형태변화를 관찰하기 위하여 주사전자현미경과 원자현미경을 이용하여 관찰하였다. 섬유표면의 화학적 조성변화를 XPS (X-ray photoelectron spectroscopy)를 이용하여 알아보았다. 최종적으로 이러한 변화가 PK 섬유와 고무와의 계면접착력에 어떠한 영향을 미치는지를 microdroplet debonding 시험을 통해 분석하였다. 플라즈마 처리에 의하여 섬유표면에 산소함유기들이 증가하는 결과를 보였으며, 처리시간과 처리전력이 증가함에 따라 에칭에 의한 표면조도(RMS roughness)가 증가하였다. 그러나 장시간의 플라즈마 처리조건에서는 표면에 degradation이 발생하여 오히려 표면조도가 감소하는 결과를 보였다. PK 섬유와 고무와의 계면전단강도는 처리시간 60 s의 80 W, 처리전력 60 W의 180 s에서 처리한 경우에 최대 계면전단강도를 나타내었다. 그러나 그 이상으로 증가하면 degradation이 발생하면서 계면전단강도가 감소하였다.

• 접착 및 계면
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• 제23권3호
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• pp.87-93
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• 2022

섬유와 기지 간 계면 특성을 분석하기 위해 일반적으로 접촉각을 활용하여 계산된 접착일을 활용한다. 접촉각 측정 방식으로 동적접촉각과 정적접촉각이 있으며, 본 논문에서는 보다 정확도가 높은 접촉각 측정 방법이 무엇인지 모색하였다. 각각 4가지 종류의 에폭시 수지와 유리섬유를 사용하였고, 유리섬유와 에폭시의 표면 에너지 결과를 기반으로 접착일, W_a을 계산하여 계면강도를 예측하였다. 접착일과 계면 전단강도는 이론상 비례관계이며, 이를 확인하기 위해 조성이 다른 에폭시와 유리섬유 간의 계면강도를 마이크로드롭렛 시험법을 이용하여 측정하였다. 정적접촉각 결과의 경우 접착일과 계면 전단강도 사이에는 일치하지 않는 경향을 보였다. 이는, 동적 접촉각 평가 방법은 정적접촉각에 비해, 드롭 크기에 따른 최소 표면적을 이루는 에러와 미니스커서에서 접선 측정에 따른 에러를 최소화할 수 있다는 점이다.