본 연구에서는 니들 펀칭기를 이용하여 장섬유 형상의 열가소성 복합재료를 제조 하였다. 열가소성 수지 특성연구에서 모재와 상용화제, 열안정제의 최적 혼합비(95/3/2)를 선정 함으로 복합재료의 물성을 더욱 향상할 수 있는 최적 혼합비를 도출할 수 있었고, 장섬유 형상의 열가소성 복합재료에서 Polypropylene과 Polyamide의 경우 섬유체적율 70%까지는 강화섬유의 함량이 증가할수록 물리적 특성이 우수함을 알 수 있었다. 열가소성 복합재 성형 조건실험 에서 온도, 압력, 시간의 최적 값을 도출 할 수 있었다. 세부사항은 다음과 같은 결론을 내릴 수 있었다.
1. 열가소성 수지 ...
본 연구에서는 니들 펀칭기를 이용하여 장섬유 형상의 열가소성 복합재료를 제조 하였다. 열가소성 수지 특성연구에서 모재와 상용화제, 열안정제의 최적 혼합비(95/3/2)를 선정 함으로 복합재료의 물성을 더욱 향상할 수 있는 최적 혼합비를 도출할 수 있었고, 장섬유 형상의 열가소성 복합재료에서 Polypropylene과 Polyamide의 경우 섬유체적율 70%까지는 강화섬유의 함량이 증가할수록 물리적 특성이 우수함을 알 수 있었다. 열가소성 복합재 성형 조건실험 에서 온도, 압력, 시간의 최적 값을 도출 할 수 있었다. 세부사항은 다음과 같은 결론을 내릴 수 있었다.
1. 열가소성 수지 PP(Polypropylene)의 경우 coupling agent와 stablizer와의 혼합비가 95:3:2, 200℃의 성형조건에서 가장 우수한 물성이 나타났다.
2. DSC결과 PP의 경우 Tg는 161℃ Tc는 114℃ PA의 경우 Tg는 220℃ Tc는 186℃의 결과를 확인 할 수 있었다. 두 종류의 수지를 비교하였을 때 PA의 경우에서 성형조건등의 열성형 온도가 더 높은 것을 확인 할 수 있었고 복합재료화 하였을 때 내열성등의 열적 특성이 더 우수할 것으로 판단되었다.
3. PP(Polypropylene)의 경우 섬유함량 20%수준에서 굴곡탄성률이 4GPa, 70%수준에서는 14GPa의 결과 값이 도출되었다. PA의 경우 20%수준에서 굴곡탄성률이 5GPa 수준이였지만 70%수준에서는 17GPa의 높은 물리적 특성을 나타내었다. PP와 PA모두 복합재료의 섬유함량이 높아지면 물리적 특성이 우수한 경향을 나타내었고 섬유함량에 따라 물성이 높아지는 경향은 70~80%정도에서 한계를 나타내었다.
4. PP(Polypropylene)의 경우에서는 Pre-heating 140℃/1 Heating zone 270℃/2 Heating zone 270℃/3 Heating zone 270℃/cooling zone 40℃의 온도조건에서 탄성률이 최적 값이 도출된 것으로 보아 최적의 성형이 이루어지는 것을 알 수 있었다. 3가지의 전처리, 가열, 냉각 구간의 온도 조건이 모두 중요 요소이나 가변 값에 따른 물성 그래프를 분석 하였을 때 pre-heating 구간의 성형 온도와 heating온도가 물성에 영향을 미치는 중요인자인 것을 알 수 있었다.
본 연구에서는 니들 펀칭기를 이용하여 장섬유 형상의 열가소성 복합재료를 제조 하였다. 열가소성 수지 특성연구에서 모재와 상용화제, 열안정제의 최적 혼합비(95/3/2)를 선정 함으로 복합재료의 물성을 더욱 향상할 수 있는 최적 혼합비를 도출할 수 있었고, 장섬유 형상의 열가소성 복합재료에서 Polypropylene과 Polyamide의 경우 섬유체적율 70%까지는 강화섬유의 함량이 증가할수록 물리적 특성이 우수함을 알 수 있었다. 열가소성 복합재 성형 조건실험 에서 온도, 압력, 시간의 최적 값을 도출 할 수 있었다. 세부사항은 다음과 같은 결론을 내릴 수 있었다.
1. 열가소성 수지 PP(Polypropylene)의 경우 coupling agent와 stablizer와의 혼합비가 95:3:2, 200℃의 성형조건에서 가장 우수한 물성이 나타났다.
2. DSC결과 PP의 경우 Tg는 161℃ Tc는 114℃ PA의 경우 Tg는 220℃ Tc는 186℃의 결과를 확인 할 수 있었다. 두 종류의 수지를 비교하였을 때 PA의 경우에서 성형조건등의 열성형 온도가 더 높은 것을 확인 할 수 있었고 복합재료화 하였을 때 내열성등의 열적 특성이 더 우수할 것으로 판단되었다.
3. PP(Polypropylene)의 경우 섬유함량 20%수준에서 굴곡탄성률이 4GPa, 70%수준에서는 14GPa의 결과 값이 도출되었다. PA의 경우 20%수준에서 굴곡탄성률이 5GPa 수준이였지만 70%수준에서는 17GPa의 높은 물리적 특성을 나타내었다. PP와 PA모두 복합재료의 섬유함량이 높아지면 물리적 특성이 우수한 경향을 나타내었고 섬유함량에 따라 물성이 높아지는 경향은 70~80%정도에서 한계를 나타내었다.
4. PP(Polypropylene)의 경우에서는 Pre-heating 140℃/1 Heating zone 270℃/2 Heating zone 270℃/3 Heating zone 270℃/cooling zone 40℃의 온도조건에서 탄성률이 최적 값이 도출된 것으로 보아 최적의 성형이 이루어지는 것을 알 수 있었다. 3가지의 전처리, 가열, 냉각 구간의 온도 조건이 모두 중요 요소이나 가변 값에 따른 물성 그래프를 분석 하였을 때 pre-heating 구간의 성형 온도와 heating온도가 물성에 영향을 미치는 중요인자인 것을 알 수 있었다.
In this research, we manufactured long fiber thermoplastic composite using needle punching system. In the thermoplastic property study, we found that the optimal ratio of parent material, compatiblizing material and thermal stabilizer was 95: 3: 2. And, putting more fiber made higher property for bo...
In this research, we manufactured long fiber thermoplastic composite using needle punching system. In the thermoplastic property study, we found that the optimal ratio of parent material, compatiblizing material and thermal stabilizer was 95: 3: 2. And, putting more fiber made higher property for both polypropylene and polyamide until the fiber content takes up more than 70%. Also we found the optimal conditions such as time, pressure, and temperature from this thermoplastic composite molding experiment. The followings are the key outcome details.
1. For PP (Polypropylene), the optimal property was made when the ratio of coupling agent and stabilizer was 95: 3: 2 and the molding temperature was 200˚C. 2. From the DSC result, PP had 161˚C Tg and 114˚C Tc. PA had 220˚C Tg and 186˚C Tc. Compared to one another, PA endured higher temperature than PP in molding process, which means PA has excellent heat resisting property. 3. PP with 20% of fiber made 4GPa flexural modulus, and PP with 80% of fiber made 14GPa flexural modulus. PA with 20 % of fiber made only 5GPa, but PA with 70% of fiber made 17Gpa which is very high physical property. Both PP and PA has higher physical property with more fiber contents unless it has more than 70~80%. 4. PP is optimally molded in the following condition: pre-heating- 140˚C, 1 Heating zone- 270˚C, 2 Heating zone- 270˚C, 3 Heating zone- 270˚C, Cooling zone- 40˚C. In all three process of pre-heating, heating, and cooling, we should be careful to apply heat, and particularly in pre-heating process, molding temperature is a significant property decision factor.
In this research, we manufactured long fiber thermoplastic composite using needle punching system. In the thermoplastic property study, we found that the optimal ratio of parent material, compatiblizing material and thermal stabilizer was 95: 3: 2. And, putting more fiber made higher property for both polypropylene and polyamide until the fiber content takes up more than 70%. Also we found the optimal conditions such as time, pressure, and temperature from this thermoplastic composite molding experiment. The followings are the key outcome details.
1. For PP (Polypropylene), the optimal property was made when the ratio of coupling agent and stabilizer was 95: 3: 2 and the molding temperature was 200˚C. 2. From the DSC result, PP had 161˚C Tg and 114˚C Tc. PA had 220˚C Tg and 186˚C Tc. Compared to one another, PA endured higher temperature than PP in molding process, which means PA has excellent heat resisting property. 3. PP with 20% of fiber made 4GPa flexural modulus, and PP with 80% of fiber made 14GPa flexural modulus. PA with 20 % of fiber made only 5GPa, but PA with 70% of fiber made 17Gpa which is very high physical property. Both PP and PA has higher physical property with more fiber contents unless it has more than 70~80%. 4. PP is optimally molded in the following condition: pre-heating- 140˚C, 1 Heating zone- 270˚C, 2 Heating zone- 270˚C, 3 Heating zone- 270˚C, Cooling zone- 40˚C. In all three process of pre-heating, heating, and cooling, we should be careful to apply heat, and particularly in pre-heating process, molding temperature is a significant property decision factor.
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