현대 엔지니어링 고분자는 다양한 분야에 사용되면서 점점 금속을 대체하는 추세이다. 강성의 확보를 위하여, 유리섬유, 탄소섬유, 등이 사용되고 있다. 그 중에서 나노 사이즈의 강화재는 매크로, 마이크로 사이즈의 강화재보다 종횡비가 월등하게 높아 더 효율적으로 제작할 수 있다. 그러나 나노 크기의 입자들이 반 데르 발스 힘, ...
현대 엔지니어링 고분자는 다양한 분야에 사용되면서 점점 금속을 대체하는 추세이다. 강성의 확보를 위하여, 유리섬유, 탄소섬유, 등이 사용되고 있다. 그 중에서 나노 사이즈의 강화재는 매크로, 마이크로 사이즈의 강화재보다 종횡비가 월등하게 높아 더 효율적으로 제작할 수 있다. 그러나 나노 크기의 입자들이 반 데르 발스 힘, 쿨롱 힘과 같은 인력으로 의하여 응집체가 빈번히 발생하였고, 이런 응집체는 강성을 저해하는 요인이 된다. 본 연구에서는 폴리아미드 66를 선택하였으며, 나노 필러로는 탄소나노튜브, 산화 그래핀, 그래핀 나노판 등의 탄소 나노소재를 선택하여 복합체를 압출기를 통하여 제조하였다. 이 복합체를 기준으로 나노입자 복합체의 분산성을 수치화하여 평가하였으며, 인장실험으로 얻은 물성과 비교하였다. 나노 탄소 소재 복합체에서 한 개의 소재를 활용하기보다 이형의 소재를 혼용하면 분산성 및 물성이 개선되는 것을 확인하였으며, 분산지표를 통하여 물성과 분산의 상관관계를 통계적으로 확인하였다.
현대 엔지니어링 고분자는 다양한 분야에 사용되면서 점점 금속을 대체하는 추세이다. 강성의 확보를 위하여, 유리섬유, 탄소섬유, 등이 사용되고 있다. 그 중에서 나노 사이즈의 강화재는 매크로, 마이크로 사이즈의 강화재보다 종횡비가 월등하게 높아 더 효율적으로 제작할 수 있다. 그러나 나노 크기의 입자들이 반 데르 발스 힘, 쿨롱 힘과 같은 인력으로 의하여 응집체가 빈번히 발생하였고, 이런 응집체는 강성을 저해하는 요인이 된다. 본 연구에서는 폴리아미드 66를 선택하였으며, 나노 필러로는 탄소나노튜브, 산화 그래핀, 그래핀 나노판 등의 탄소 나노소재를 선택하여 복합체를 압출기를 통하여 제조하였다. 이 복합체를 기준으로 나노입자 복합체의 분산성을 수치화하여 평가하였으며, 인장실험으로 얻은 물성과 비교하였다. 나노 탄소 소재 복합체에서 한 개의 소재를 활용하기보다 이형의 소재를 혼용하면 분산성 및 물성이 개선되는 것을 확인하였으며, 분산지표를 통하여 물성과 분산의 상관관계를 통계적으로 확인하였다.
Recently, engineering plastics are increasingly replacing metal in many applications. To enhance their mechanical properties, the reinforcement is frequently incorporated into polymer matrix. There are many kinds of reinforcing fillers such as glass fiber, carbon fiber etc. Such enhancem...
Recently, engineering plastics are increasingly replacing metal in many applications. To enhance their mechanical properties, the reinforcement is frequently incorporated into polymer matrix. There are many kinds of reinforcing fillers such as glass fiber, carbon fiber etc. Such enhancement is also possible with nano sized filler with larger aspect ratio than the macro sized filler. However, usually agglomeration of filler due to Van der Waals force, Coulomb force and other forces among nanoparticles may hinder enhancement of mechanical property. In this study, Polyamide66 was used as a matrix. Polyamide66/nanocarbon (PA66/NC) composites were fabricated by dispersing various carbon nanomaterials, namely graphene nanoplatelets, graphene oxide, and multi-walled carbon nanotubes, into polymer matrix via melt mixing. In this study, relative dispersion index (RDI) was calculated to evaluate dispersion of the fillers, and also mechanical property measured by the tensile test. Hypothesis testing of the equality of means was performed using a one-tailed test. We quantified the dispersion by analyzing frequency distributions of light intensity transmitted through film samples. By applying 1 wt% of the hybrid filler consisting of graphene oxide and multiwall carbon nanotubes to polyamide 66, the Young's modulus, yield stress, and tensile strength increased 26.3%, 33.7% and 1.3% respectively compared to those of neat polyamide 66. As a conclusion, the hybrid nanocarbon filler is efficient to reinforce mechanical properties of PA66 and results in good dispersion. RDI is a good indicator of reliability of the mechanical properties of the composite.
Recently, engineering plastics are increasingly replacing metal in many applications. To enhance their mechanical properties, the reinforcement is frequently incorporated into polymer matrix. There are many kinds of reinforcing fillers such as glass fiber, carbon fiber etc. Such enhancement is also possible with nano sized filler with larger aspect ratio than the macro sized filler. However, usually agglomeration of filler due to Van der Waals force, Coulomb force and other forces among nanoparticles may hinder enhancement of mechanical property. In this study, Polyamide66 was used as a matrix. Polyamide66/nanocarbon (PA66/NC) composites were fabricated by dispersing various carbon nanomaterials, namely graphene nanoplatelets, graphene oxide, and multi-walled carbon nanotubes, into polymer matrix via melt mixing. In this study, relative dispersion index (RDI) was calculated to evaluate dispersion of the fillers, and also mechanical property measured by the tensile test. Hypothesis testing of the equality of means was performed using a one-tailed test. We quantified the dispersion by analyzing frequency distributions of light intensity transmitted through film samples. By applying 1 wt% of the hybrid filler consisting of graphene oxide and multiwall carbon nanotubes to polyamide 66, the Young's modulus, yield stress, and tensile strength increased 26.3%, 33.7% and 1.3% respectively compared to those of neat polyamide 66. As a conclusion, the hybrid nanocarbon filler is efficient to reinforce mechanical properties of PA66 and results in good dispersion. RDI is a good indicator of reliability of the mechanical properties of the composite.
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