• 폴리머
• /
• 제39권1호
• /
• pp.46-55
• /
• 2015

There is a limit for deforestation in order to keep the environmental cycle undisturbed. The heart of the paper is to replace the wood to a maximum extent to obtain a sustainable environment. This research aims at new natural composites in which treated hemp fiber used as reinforcement, synthetic cellulose used as particulate to improve the adhesion between matrix - fiber interface and Epoxy LY556 acted as matrix fabricated by hand layup technique. The density, water absorption, tensile properties, impact strength, hardness, flexural properties and compressive properties have been evaluated under ASTM standards and compare the results with existing materials such as wood, aluminium, etc., The composite hemp fiber reinforced polymer (HFRP) could be exploited as an effective replacement for wood and it would be suitable for automotive applications by comparing results.

• 신재생에너지
• /
• 제4권4호
• /
• pp.50-55
• /
• 2008

Recently, sea algae cultivation as carbon sink and carbon dioxide fixation have been considered. Also, various researches on bioenergy derived from sea algae and the utilization of fibers, saccharide, and lipid of sea algae have been performing. Till now, algae fibers has been used for manufacturing of paper and reinforcing of polymer composites and the extracts of sea algae are used for cosmetics, pharmaceutical materials and food such as agar. Especially, algae fiber has so similar properties to cellulose in terms of crystallinity and functional groups that it can be utilized as reinforcements of biocomposites. Biocomposites as alternatives of glass fiber reinforced polymer composites are environmentally friendly polymer composites reinforced with natural fibers and are actively applying to the automobiles and construction industries. In this paper, characteristics of algae fiber and biocomposites reinforced with algae fiber as environmentally friendly energy materials have been introduced.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제70권2호
• /
• pp.233-243
• /
• 2019

This paper depicts the development and characterizations of laminated composites made with cellulosic giant cane (Arundinaria gigantea) fiber mats and epoxy resin. Zirconia-toughened mullite (ZTM) is used as a filler material in the laminated composite which was prepared from sillimanite through plasma processing technique. The mechanical characterizations of this composite have been carried out as per ASTM standards to evaluate its usability as a structural material. The effects of varying weight percentages of the filler and two different fiber orientations namely, angle-ply [$+45^{\circ}/-45^{\circ}/+45^{\circ}$] and balanced cross-ply [$0^{\circ}/90^{\circ}/0^{\circ}$] on the physical and mechanical properties such as density, microhardness, impact strength, tensile strength and interlaminar shear strength of the layered composite specimens have been investigated. The study indicates that the inclusion of zirconia-toughened mullite in the composite laminate as filler improves its mechanical properties. Moreover, the use of giant cane fiber mat in the laminate is more eco-friendly than the synthetic fibers. This research also helps in generating additional data to enrich the repository of natural fiber reinforced laminated composites.

• Composites Research
• /
• 제33권6호
• /
• pp.408-414
• /
• 2020

샌드위치 구조는 우수한 강도와 경량성을 동시에 만족하는 구조물로써 다양한 분야에서 널리 사용되고 있다. 스킨은 주로 고강도의 섬유가, 코어는 경량화에 유리한 허니콤 구조 및 발사(balsa) 나무가 주로 사용되고 있으나, 내부의 공기층 및 난연처리의 어려움으로 인하여 화재에 취약하는 것이 단점이다. 본 연구에서는 대나무 섬유의 난연처리 연구를 통하여 친환경적인 소재를 이용한 난연처리 조건을 제시하였다. 또한 대나무 섬유를 이용하여 천연섬유 샌드위치 복합재료를 제조하고 기계적 특성평가를 수행하였다. 난연성이 향상된 천연섬유를 이용하여 샌드위치 구조의 복합재료를 제조한다면 새로운 유형의 복합재료가 될 수 있을 것으로 기대된다.

• Composites Research
• /
• 제27권1호
• /
• pp.19-24
• /
• 2014

본 연구에서 아마/비닐에스테르(Flax/vinyl ester)를 적용한 친환경 구조물 설계를 위한 선행 연구로서 아마/비닐 에스테르 자연 섬유 복합재료의 기계적 물성치를 분석하였다. 시편 제작을 위해 VARTM 제작 공법이 적용되었다. 참고문헌에서 제시한 자연 섬유 복합재료의 물성치와 본 연구에서 제작된 시편의 물성치를 비교하였다. 이 결과를 바탕으로 아마/비닐 에스테르 복합재료가 친환경 구조물에 적용하는 것이 유리함을 확인하였다.

• 접착 및 계면
• /
• 제9권2호
• /
• pp.16-23
• /
• 2008

본 연구에서는 산업현장에서 직물 제직 시 스크랩으로 버려지는 폐양모와 범용 열가소성수지인 폴리프로필렌(PP)으로 구성된 새로운 폐양모/PP NFRPs (Natural Fiber Reinforced Polymer Composites: 천연섬유강화 고분자복합재료)를 압축성형 방법으로 제조한 후 그들의 기계적, 열적 특성을 분석하였다. PP수지의 기계적 특성은 폐양모의 도입으로 두드러지게 향상되었다. 특히 폐양모의 함량을 50 vol%로 하여 NFRP를 제조하였을 때, PP 대비 NFRP의 굴곡강도는 약 20%, 굴곡탄성률은 약 143%까지 향상되었으며, 인장강도는 약 76%, 인장탄성률은 약 90% 크게 향상되었다. 그리고 열변형온도(HDT)는 최고 $138^{\circ}C$로 PP 대비 약 $21^{\circ}C$가 증가되는 결과를 보여주었다. 연구결과는 열가소성 매트릭스 수지의 보강소재로서 폐양모의 적용 가능성을 제시하였다.

• 접착 및 계면
• /
• 제6권2호
• /
• pp.13-20
• /
• 2005

환경 친화적인 자연섬유 강화 고분자 복합재료의 계면 전단강도는 총체적인 기계적 물성을 조절하는데 매우 중요한 역할을 수행한다. Ramie와 Kenaf 섬유 강화 에폭시 복합재료의 계면 전단강도는 최종 물성을 위한 최적 조건을 찾아내기 위해 미세역학시험법과 비파괴 음향방출시험을 이용하여 평가했다. Ramie와 Kenaf 섬유의 동적 접촉각을 측정했고, 계면 접착에서 젖음성과 상호 관련시켜서 해석하였다. Ramie와 Kenaf 섬유의 기계적 물성은 단섬유 인장시험을 통해 조사했고, 통계학적으로 uni-와 bimodal Weibull 분포를 통해서 분석하였다. Ramie와 Kenaf 섬유에 대한 실제 신장율의 clamping 효과의 영향도 평가할 수 있었다. 두 가지의 다른 미세파괴 형상은 섬유다발과 단섬유 복합재료로부터 오는 축방향의 debonding과 섬유상의 fracture는 인장과 압축하중하에서 관찰할 수 있었다.

• 펄프종이기술
• /
• 제40권1호
• /
• pp.62-67
• /
• 2008

Biocomposite was fabricated with biodegradable polymer and natural fiber that has potential to be used as replacement for glass fiber reinforced polymer composite with the benefits of low cost, low density, acceptable specific strength, biodegradability, etc. Until now, mostly natural cellulosic fibers on land have been used as reinforcement for biocomposite. The present study focused on investigating the fabrication and the characterization of biocomposite reinforced with red algae fibers from the sea. The bleached red algae fiber (BRAF) showed very similar crystallinity to the wood cellulose. It has high stability against thermal degradation (maximum thermal decomposition temperature of 359.3$^{\circ}C$) and thermal expansion. Biocomposites reinforced with BRAF have been fabricated by a compression molding method and their mechanical and thermal properties have been studied. The storage modulus and the thermomechanical stability of PBS (polybuthylenesuccinate) matrix are markedly improved by reinforcing with the BRAF. These results indicate that red algae fiber can be used as an excellent reinforcement of biocomposites, which are sometimes called as "green-composites" or "eco-composites".

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
• /
• 제37권3호
• /
• pp.222-230
• /
• 2009

본 연구에서는 천연 섬유와 matrix간의 결합에 불리하게 작용하는 wax, lignin, hemicellulose 등을 제거하기 위한 방법 중 하나인 NaOH를 이용한 천연섬유의 알칼리 처리가 Kenaf 장섬유/PP 혼합 바이오복합재 제조 시 계적인 물성에 미치는 영향에 대해 알아보았다. Kenaf 장섬유의 적절한 배합비와 알칼리처리를 통한 최적의 바이오복합재를 제조하기 위하여 알칼리 처리 시의 농도와 kenaf fiber의 함유량을 달리하여 각 처리조건에 따른 바이오복합재의 특성을 조사하였다. 알칼리 처리를 통한 계면 결합의 증가를 확인하기 위하여 SEM을 이용하여 복합재의 단면을 확인하였다. 그 결과 알칼리 처리가 3% 농도부터 계면 결합이 증가하고, 5%일 때의 최고의 계면 결합력을 보였다. 하지만 기계적 강도에서는 알칼리 농도 3% 처리한 것이 최적이었으며 kenaf fiber가 30% 함유된 PP/kenaf섬유 바이오복합재가 높은 강도를 나타내었다.

• Advanced Composite Materials
• /
• 제16권4호
• /
• pp.335-347
• /
• 2007

Green composites composed of long maize fibers and poly $\varepsilon$-caprolactone (PCL) biodegradable polyester matrix were manufactured by the thermo-mechanical processing termed as 'Sequential Molding and Forming Process' that was developed previously by the authors' research group. A variety of processing parameters such as fiber area fraction, molding temperature and forming pressure were systematically controlled and their influence on the tensile properties was investigated. It was revealed that both tensile strength and elastic modulus of the composites increase steadily depending on the increase in fiber area fraction, suggesting a general conformity to the rule of mixtures (ROM), particularly up to 55% fiber area fraction. The improvement in tensile properties was found to be closely related to the good interfacial adhesion between the fiber and polymer matrix, and was observed to be more pronounced under the optimum processing condition of $130^{\circ}C$ molding temperature and 10 MPa forming pressure. However, processing out of the optimum condition results in a deterioration in properties, mostly fiber and/or matrix degradation together with their interfacial defect as a consequence of the thermal or mechanical damages. On the basis of microstructural observation, the cause of strength degradation and its countermeasure to provide a feasible composite design are discussed in relation to the optimized process conditions.