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열경화성 수지의 기공 생성 원인 (Void Formation Mechanism of Thermoset)

  • 강길호;박상윤
    • 폴리머
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    • 제28권1호
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    • pp.35-40
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    • 2004
  • 복합재료의 물성에 가장 큰 영향을 미치는 기공 결함의 원인에는 각 공정에 따라 다양하게 나타난다. 본 실험을 통해서 폴리에스터 수지 및 에폭시 수지가 경화될 때 결함으로 작용하여 복합재료의 물성을 저하시키는 기공의 생성원인을 분석하였다. 압력에 의한 영향을 알아보기 위하여 진공 챔버를 제작하였고, 작업 및 환경 상 수지가 노출될 수 있는 분위기에 따른 수지의 열분석을 통하여 경화 시 휘발특성을 분석하였다. 휘발가스 성분분석을 위한 GC/MS 분석 결과 폴리에스터 수지 경화 시 반응성 희석제의 스티렌이 80% 이상 차지하였으며 그밖에 소량의 톨루엔이 검출되었다. 에폭시 수지 경화 시에도 저점도 반응성 희석제인 부틸 글리시딜 에테르가 휘발성분의 90% 이상을 차지하였다. 실험 결과 혼합공정에 의하여 수지 자체적으로 기공 생성 자리를 가지고 있으며 수지에 진공을 가하거나 가열하여 이를 효과적으로 제거할 수 있었다. 여러 공정 중 수지에 함유될 수 있는 수분의 경우 초기 휘발특성이 아세톤보다 컸으며 이밖에 반응성 희석제, 첨가제, 반응가스 등이 수지 경화 시 쉽게 휘발되어 기공 성장의 원인이 됨을 알 수 있었다.

페놀수지/탄소섬유 열경화성 복합재료의 유리전이와 고온 분해과정에서 관찰되는 점탄성 특성 연구 (A Viscoelastic Study of Glass Transition and Degradation Processes of Phenolic Resin/Carbon Fiber Composites)

  • 남재도;;윤성철
    • 유변학
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    • 제11권1호
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    • pp.9-17
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    • 1999
  • 본 연구에서는 페놀 수지/탄소섬유 복합재료가 상온에서부터 $400^{\circ}C$까지의 온도범위에서 유리 전이와 분해반응을 경험하면서 나타내는 점탄성 특징을 연구하였다. 가교 결합된 페놀메트릭스의 전형적인 유리전이에 따라 저장 탄성율(storage modulus)은 유리전이에 의하여 감소하였고 고무상태(rubbery state)에 도달함과 동시에 후경화 반응과 분해 반응 등을 포함하는 복합적인 고온반응에 의하여 증가하다가, 최대점을 보인 후 다시 감소하는 모습을 보였다. 유리전이 과정은 시간-온도 중첩원리에 따라 해석하였으나, 분해반응이 수반된 고온에서의 점탄성 특징은 저장 탄성율을 수직 및 수평 방향으로 이동시키어 마스터 커브를 완성 할 수 있었다. 이러한 실험적 결과를 토대로 아레니우스식과 Havriliak-Negami식에서 유추된 점탄성 모델을 이용하여 유리전이와 분해반응이 연속적으로 진행되는 과정을 정량적을 해석할 수 있었다. 이때의 완화시간은 유전이 과정을 통하여 감소하다가 고무상태에 이르러 최소값을 보여주고 이후로는 고온반응에 의하여 증가하는 모습을 보여주었다. 본 연구에서 제안된 점탄성 해석 방법은 반응이 수반된 열경화성 복합재료가 보여주는 점탄성 계수의 복잡한 거동을 온도와 주파수(frequency)에 따라 정확하게 묘사함으로서 이 모델링의 유용성을 증명 할 수 있었다.

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산업 재해의 안전관리를 위한 열경화에 의한 304 스테인레스 스틸에 대한 폴리우레탄 도료의 영향 (Effects of Polyurethane Coatings on 304 Stainless Steel Formed by Thermoset for Safety Management of Industrial Disaster)

  • 김기준;이주엽
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.317-322
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    • 2012
  • 미세 조직은 SEM, FT-IR 스펙트라, 인장특성, 그리고 [NCO]/[OH]의 mole %, 입도분석에 의해 측정하였다. 친환경적인 NATM에 관한 관심이 고조됨에 따라 스테인레스같은 금속코팅에 더욱더 중요한 열경화 무용제 수지를 합성 하였다. 이 수지는 일반적 도료와 비교하여 매우 강도가 강하고 내구성이 매우 좋다. 폴리우레탄 수지는 폴리올, IPDI, 실리콘 계면활성제, 촉매, 충전제로 구성된다. 폴리우레탄 화합물은 가교제가 첨가된 수지가 가교제가 첨가되지 않은 수지보다 물성이 우수함을 나타냈다. 견고한 폴리우레탄 도료의 기계적 특성은 [NCO]/[OH]와 가교제가 증가함에 따라 강도가 증가하였다. 합성한 도료의 물성 향상은 스테인레스 산업뿐만 아니라 다양한 산업에서 폴리우레탄 고분자 수지가 강구조물의 보수보강에 많은 응용이 기대된다.

다구치 기법을 사용한 나노클레이가 첨가된 아마섬유 강화 복합재료의 충격 거동 및 연소 특성 (Impact and Fire Retardant Properties of Flax Fiber Reinforced Nanoclay Composites by Taguchi Method)

  • 원천;김진우;이동우;김병선;송정일
    • Composites Research
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    • 제26권3호
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    • pp.189-194
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    • 2013
  • 본 연구에서는 단방향, 직교방향, 임의의 방향 총 세 방향성을 가진 아마섬유에 첨가형 난연제로 널리 쓰이는 나노클레이를 분사한 뒤, 이 섬유를 복합재료의 제조에 사용하였다. 나노클레이는 분산성이 다른 세가지 분사방법을 사용하였으며, 제조에 사용한 기지재는 열가소성 수지인 폴리프로필렌과 열경화성 수지인 에폭시이다. 다구찌 실험계획법을 이용해서 실험을 단순화 하였으며, 실험결과 인장강도, 탄성계수, 총 충격흡수에너지, 열 방출율에 대한 최적의 복합재료 제조 조건을 얻을 수 있었다.

광섬유 센서를 이용한 에폭시 수지의 경화도 측정 (Study on Cure Monitoring for Epoxy Resin Using Fiber Optic Sensor System)

  • 김진봉;변준형;이창훈;이상관;엄문광
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 2005년도 춘계학술발표대회 논문집
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    • pp.37-41
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    • 2005
  • The curing of thermoset resin is accompanied with the changes in chemical and physical properties. The cure monitoring techniques can be designed by tracing these property changes. This paper presents the cure monitoring technique with fiber optic sensors to detect the change of refractive index during the polymerization process of engineering epoxy resin. The fiber optic sensor system was developed to measure the reflection coefficient at the interface between the fiber optic and the resin. The correlation between the sensor output and the degree of cure was performed following Lorentz-Lorenz law. The isothermal data from the sensors are compared with the data from differential scanning calorimeter.

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고방열 특성을 갖는 복합체 시트의 제조와 그 특성 (Preparation and Characteristics of the Excellent Heat-releasing Composite Sheet Containing AlN and Graphite Powder)

  • 김상문;이석문
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제25권6호
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    • pp.462-466
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    • 2012
  • In this paper, heat-releasing composite sheets made of AlN, graphite, Al powder and acryl binder as thermoset were prepared using tape casting method. The crystal structure, morphology, thermal conductivity of heat-releasing composite sheet were measured by using X-ray diffractometer, field emission-scanning electron microscopy and laser flash instrument. It was found thermal conductivity of sheet was decided by solid content, composition including AlN, graphite, Al in heat-releasing composite sheets. As a result, 4.56 W/mK of thermal conductivity could be obtained by using LFA 447.

AlN 분말을 이용한 방열 Sheet의 제조와 그 특성 (Preparation and Characteristics of Heat-releasing Sheet Containing AlN(alunimum nitride) Powder)

  • 김상문;이석문
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제25권6호
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    • pp.431-434
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    • 2012
  • In this paper, heat-releasing sheets made of AlN powder and acryl binder as thermoset were prepared using tape casting method. The crystal structure and morphology, the thermal properties as nonvolatile solid content and thermal conductivity, and the surface resistance of heat-releasing sheet were measured by using X-ray diffractometer, field emission-scanning electron microscopy, thermo gravimetric analyzer and laser flash instrument, and surface resistance meter. It was proved that thermal conductivity is greatly affected by the content of binder in heat-releasing sheet. Superior thermal conductivity above 3.5 W/mK and suface resistance were obtained at heat-releasing sheet with above 90% of AlN powder.

Magnetic Contactor Upper Frame 사출성형시 유리섬유 배향에 따른 뒤틀림 변형에 관한 연구 (A study of warpage caused by glass fiber orientation in Injection Molding to Upper Frame of Magnetic Contactor in 85 AF)

  • 박진영;조해용;김길수;황한성
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2000년도 추계학술대회논문집A
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    • pp.766-771
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    • 2000
  • As using of insulating material of plastic to industrial electric field, thermoset has been gradually substituted for thermoplastic. But changing the material with crystalline has some problem, which is strength or warpage, Especially getting a strength to endure inner pressure is necessary when arc is occurred. So we use the material that is composed of glass fiber to compensate strength. By the way as the reinforced glass-fiber material is used in injection molding, unstableness of dimension is appeared frequently and it is difficult to know warpage pattern. So this paper will be contributed to know warpage pattern of mold product that is upper frame of magnetic contactor caused by glass-fiber orientation with fixed gate-system, when glass-fiber reinforced material with classification of poly-amide is used in injection molding.

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열변형을 고려한 열경화성수지 복합재료의 펄트루젼 공정에 관한연구 (A Study on the Pultrusion Process of Thermosetting Composites Considering Thermally induced Deformation)

  • 김대환;이우일
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 1999년도 춘계학술발표대회 논문집
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    • pp.103-108
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    • 1999
  • A synthesized model of pultrusion process considering thermally induced deformatiion was established. The model was composed of liquid resin flow model thermo-chemical analysis and linear elastic analysis. in order to verify the above-mentioned models several experiments were performed. A laboratory scale pultrusion line was established and glass/polyester composites were fabricated. the experimental results were compared with the calculated ones. The model successfully could estimate degree of cure pulling force and amount of process-induced deformation.

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SMC의 물성치 평가에 관한 연구 (A Study on Material Characterization of SMC)

  • 정진호;한영원;임용택
    • 소성∙가공
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    • 제4권3호
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    • pp.245-256
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    • 1995
  • SMC(Sheet Molding Compound), a thermoset composite material which consists of unsaturated polyester resin, fiberglass strands, fillers, and various chemical additives for curing agent, has been widely used in fabrication of structural components. The mechanical properties of molded SMS parts are strongly dependent on material flow results during compression molding process, while such flow in molds is affected by material characteristics. For numerical simulation of SMC molding process, estimation of material property of SMC must be accomplished. In this study, flow resistance of SMC was estimated through a simple compression test using a lubricant with grease oil under the constant strain rate condition at various temperatures and the result was compared with other material data available in the literature. The accuracy of the experimentally determined flow resistance was tested by finite element analyses of compression molding of SMC. Simulation results were compared with experimental results under the plane strain condition.

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