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다양한 사이징제가 반응중합에 의해 제조된 나일론 6/탄소섬유 복합체의 물성에 미치는 영향

Effect of Various Sizing Agents on the Properties of Nylon6/Carbon Fiber Composites Prepared by Reactive Process

Composites research = 복합재료, v.31 no.6, 2018년, pp.299 - 303  

박하늘 (Composites Processing Division, Korea Institute of Carbon Convergence Technology) ,  이학성 (Composites Processing Division, Korea Institute of Carbon Convergence Technology) ,  허몽영 (Composites Processing Division, Korea Institute of Carbon Convergence Technology)

초록
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탄소섬유 강화 PA6 복합재료의 탄소섬유-메트릭스간 계면결합력과 반응중합도 향상을 위해서 기존 탄소섬유에폭시 사이징제를 디사이징처리하여 에폭시를 제거한 후 우레탄계, 나일론계, 페녹시계 사이징제로 재처리해주었으며, 리사이징처리된탄소섬유의표면을관찰하였다. 리사이징처리된탄소섬유의계면결합력은 IFSS(Interfacial shear strength)를 통해서 확인하였으며, 계면 결합 강도 측정 후 파단면은 주사전자현미경을 통해서 관찰하였다. 나일론계와 페녹시계 사이징제로 처리된 탄소섬유가 우레탄계 사이징에 비해 계면 결합력이 상승한 것을 확인하였다. 우레탄계 리사이징 처리된 탄소섬유는 기존 에폭시 사이징 탄소섬유보다 계면 결합력이 감소한 것으로 확인되었다. 이 결과는 기존 탄소섬유의 저활성과 평활성을 제거하여 탄소섬유와 나일론6 사이의 계면 결합력이 향상된 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In order to improve the interfacial bonding force and reaction polymerization degree of the carbon fiber reinforced nylon 6 composite material, the surface of the existing epoxy-sizing carbon fiber was desized to remove the epoxy and treated with urethane, nylon and phenoxy sizing agent, was observe...

주제어

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문제 정의

  • 따라서, 본 연구에서는 에폭시 사이징제가 아닌 다른 사이징제로 탄소섬유 표면을 처리하고 탄소섬유-메트릭스간 접촉 계면특성을 개선하여 탄소섬유와 나일론6의 계면 결합력이 어떻게 변하며, 반응중합에 어떠한 영향을 미치는지 평가하였다.
  • 본 연구에서는 리사이징 탄소섬유와 나일론6의 적합성을 알아보기 위해서 계면 결합력을 평가하였다.
  • 본 연구에서는 탄소섬유에 리사이징 처리를 하여 표면 특성을 관찰하였고, 리사이징 탄소섬유로 반응중합 시 접촉 계면 결합을 관찰해보았다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
탄소섬유 강화 복합재료의 특징 및 응용 사례는? 일반적으로 탄소섬유 강화 복합재료(carbon fibers-reinforced plastics, CFRP)는 높은 비강도, 경량성, 내피로성, 내약품성, 그리고 고탄성률 등을 가진 소재로 알려져 있어 고기능성을 필요로 하는 산업에 폭 넓게 이용되고 있다. 특히, 고강도 및 경량의 특성을 필요로 하는 우주항공, 스포츠레저분야 뿐만 아니라, 최근 화석연료 고갈로 인한 연비 개선을 위한 자동차분야로의 사용이 크게 확대되고 있다[1-3].
탄소섬유 강화 복합재의 물성의 변화요인은? 탄소섬유 강화 복합재의 물성은 강화재로 사용되는 탄소섬유의 길이 및 배향 특성과 더불어 강화섬유와 매트릭스의 접촉 계면 결합력에 의해서 크게 좌우된다. 탄소섬유 강화 복합재의 매트릭스와의 접촉 계면은 외부에서 가해지는 응력이나 변형이 매트릭스에서 섬유로 전달되어 충격이 복합재료에 균일하게 흡수되도록 해주는 매개체 역할을 하므로 계면 결합이 얼마나 좋은지에 따라 CFRP의 기계적 물성은 달라진다[4-6].
나일론계 리사이징 처리의 효과는? 또한 높아진 계면 결합력으로 기계적 강도가 향상된 것을 확인할 수 있었다. 결과적으로 나일론6 반응중합 시탄소섬유에 사용되는 리사이징제는 기존의 에폭시 탄소섬유보다 계면 결합을 개선시키며, 반응중합도를 향상시켜 결정성이 높은 복합재를 제조할 수 있고, 기게적 강도까지 높여주는 나일론계 사이징제가 가장 적합하다고 판단된다.
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