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NTIS 바로가기한국생산제조시스템학회지 = Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers, v.21 no.6, 2012년, pp.976 - 981
한정영 (부산대학교 기계설계전산화인력양성센터) , 김명훈 (한국신발피혁연구소) , 강성수 (전주대학교 기계자동차공학과)
In this study, hardness, microstructure and temperature of glass transition are measured respectively by using SEM (Scanning electron microscope) and DSC (Differential scanning calorimeter) to analyze the effects on material properties by after-curing in the epoxy resin. As the result of hardness te...
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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섬유강화 복합재료는 무엇으로 구성되어있는가? | 섬유강화 복합재료는 일반적으로 매트릭스(matrix)와 강화재(reinforcement)로 구성되어 있다. 매트릭스는 크게 열경화성 수지와 열가소성 수지로 구분되며, 열경화성 수지는 주로 에폭시 수지가 사용된다. | |
매트릭스는 어떻게 구분되나? | 섬유강화 복합재료는 일반적으로 매트릭스(matrix)와 강화재(reinforcement)로 구성되어 있다. 매트릭스는 크게 열경화성 수지와 열가소성 수지로 구분되며, 열경화성 수지는 주로 에폭시 수지가 사용된다. 최근까지 많이 사용되고 있는 섬유 강화 복합재료(fiber reinforced composites)는 매트릭스와 열경화성 수지(thermosetting)로 이루어진 복합재료이다(1). | |
thermosetting를 매트릭스로 하는 섬유강화 복합재료에서 중요한 것? | 최근까지 많이 사용되고 있는 섬유 강화 복합재료(fiber reinforced composites)는 매트릭스와 열경화성 수지(thermosetting)로 이루어진 복합재료이다(1). 열경화성 수지를 매트릭스로 하는 섬유 강화 복합재료는 경화 시에 수지의 복잡한 화학적 및 기계적 변화 과정을 수반하게 되므로 복합재료의 경화 과정에 대한 정확한 이해와 경화 시의 온도, 압력 및 경화 정도의 측정은 매우 중요하다(2~4). |
Kim, H. G., 2008, "A Study on the Stress Analysis of Discontinuous Fiber Reinforced Polymer Matrix Composites," Transactions of the KSMTE, Vol. 17, No. 3, pp. 101-107.
최근까지 많이 사용되고 있는 섬유 강화 복합재료(fiber reinforced composites)는 매트릭스와 열경화성 수지(thermosetting)로 이루어진 복합재료이다(1).
Song, J. H., Mun, S. D., Kim, Y. Y., and Kim, H. G., 2010, "Compressive Strength of Natural Fiber Reinforced Polymer Composites," Transactions of the KSMTE, Vol. 19, No. 1, pp. 140-144.
Chiao, L., and Lyon, R. E., 1990, "A Fundamental Approach to Resin Cure Kinetics," Journal of Composite Materials, Vol. 24, No. 7, pp. 739-752.
Lee, D. G., Jeong, M. Y., Choi, J. H., Cheon, S. S., Chang, S. H., and Oh, J. H., 2010, Composite Materials, Hongrung Publishing Co., Korea.
Oh, J. H., and Lee, D. G., 2000, "Cure Simulation and Consolidation for a Thick Glass/Epoxy Laminate," Transactions of the KSME(A), Vol. 24, No. 11, pp. 2853-2865.
우선 경화와 관련하여, 먼저 Oh 등의 연구에서는 20mm 두께의 에폭시 수지 유리 섬유 강화 일방향 후판 복합재료를 오토클레이브 진공 백 성형을 통하여 제작하는 경우에 대하여 복합재료 내부의 온도, 경화도 분포 및 압밀 효과를 분석하였다(5).
Jung, E. H., Kang, C., Kawg, E. G., Bae, K. S., Lee, D. K., and Kim, J. M., 2006, "The Properties of Rheology of Underwater-hardening Epoxy Resin According to the Temperature," Proceedings of the KIC Spring Conference, Vol. 6, No. 1, pp. 49-52.
나아가, Jung 등의 연구에서는 수중 경화 상태를 고려하여 온도 조건에 따른 에폭시의 레올러지 특성을 검토하기 위해, 에폭시와 경화제의 중량비에 따른 압축 강도와 휨 강도를 측정하였다(6).
Kim, M. S., Kim, H. Y., Yoo, S. H., Kim, J. H., and Kim, J. K., 2011, "Effect of Curing Agent on the Curing Behavior and Joint Strength of Epoxy Adhesive," Transactions of the KWJS, Vol. 29, No .4, pp. 416-422.
또한 Kim 등의 연구에서는 에폭시 접착제의 경화 거동 및 접합 강도에 미치는 경화 촉매제의 영향을 분석하기 위해, ADH(adipic dihydrazide), MHHPA (methyl hexahydrophthalic anhydride), DICY(dicyan diamide)의 세 가지 경화제와 2MZ-A(2,4-diam ino-6-[2'-methylimidazole-(1')]-ethyl-s-triazine), TPP(triphenylphosphine)의 두 가지 촉매제를 조합하여 접착제 포뮬레이션을 설계하였다(7).
Jo, Y. K., and Soh, Y. S., 1996, "A Study on the Hardening of Epoxy Resin in Epoxy-modified Cementations Composites," Transactions of the AIK, Vol. 12, No. 10, pp. 295-304.
Jo 등의 연구에서는 에폭시 시멘트 페이스트 및 모르타르에 대하여 용제를 이용한 에폭시 수지의 경화도 추정법, 적외 스펙트럼, 열 중량-시차 열 분석, 분말 X선 분석 및 전자 현미경을 통한 에폭시 수지의 경화의 정도 및 형태를 파악하였다(8).
Cha, S. W., and Yoon, J. D., 2000, "Change of Glass Transition Temperature of PETG Containing Gas," Transactions of the KSME(A), Vol. 24, No. 4, pp. 824-829.
유리전이온도(Tg, temperature of glass transition)와 관련된 연구로, Cha 등의 연구에서는 가스의 용해량의 증가에 대한 유리전이온도 변화를 측정하여 고온 고압 상태에서 고분자 재료의 유리전이온도를 측정할 수 있는 새로운 모델을 제시하였다(9).
Lee, M. H., Lee, J. H., Kim, C. E., Kim, D. J., and Oh, N. S., 1998, "Effect of Organic Additive Composition on Glass Transition Temperatures and Storage Moduli of $Al_{2}O_{3}$ Green Tapes," Transactions of the KCS, Vol. 35, No. 7, pp. 726-732.
또한 Lee 등의 연구에서는 알루미나 분말의 함량비와 결합제, 가소제의 총 함량 및 각각의 첨가비가 세라믹 테이프의 유리전이온도 및 동적 저장 탄성률에 미치는 영향을 관찰하였다(10).
Ban, J. S., Jung, Y. H., Yang, H. S., and Kim, S. J., 2012, "The Life Span of LED by the Rising Glass Transitions Temperature of Epoxy," Transactions of the KSPE, Vol. 29, No. 1, pp. 109-113.
Choi, J. M., Yu, S. Y., Yang, S. H., and Cho, M. H., 2010, "A Study on the Glass Transition and Thermoelastic Properties of Epoxy/SiC Nanocomposites by Molecular Dynamics Simulations," Proceedings of the KSME Fall Conference, pp. 617-622.
Choi 등의 연구에서는 가교(架橋, cross-linkage)결합을 이루고 있는 에폭시 수지에 나노 크기의 비정질 재료(SiC)를 강화재로써 삽입한 나노 복합재료에 대하여, 열탄성 거동 및 강화 입자의 크기 효과가 재료의 유리전이온도 전후에서 어떻게 나타나는지를 분자동역학 전산모사를 통하여 예측하였다(12).
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