[논문]에폭시 복합재료의 계면특성 향상에 관한 연구

임경범; 이상희; 유도현; 육재호; 황명환; 김윤선; 이덕출

문제 정의

또한 표면의 자유에너지는 탈이온 증류수와 methylene 용액을 하적시켜 구한 접촉각을 이용하여 구하였다. 또한 표면 및 재료 내부의 전기적 절연특성을 조사하기 위해 JIS. K-6911(열경화성 플라스틱의 일반시험방법) 규정에 준하여 유전특성과 인장강도를 측정하였다.
본 연구는 플라즈마를 이용한 표면처리 조건을 설정하기 위한 것으로 다음과 같은 결과를 얻었다.
본 연구에서는 FRP의 계면특성을 향상시키기 위한 목적으로 연구를 수행하였다. 건식 계면처리방법의 일종인 플라즈마를 이용하여 강화재로 사용되는 유리섬유의 표면을 처리하여 가장 우수한 젖음성을 나타내는 최적조건을 설정하도록 하였다.
각각의 특성분석은 접촉각,표면장력. 유전특성 및 인장강도를 측정하여 최적조건의 설정과 플라즈마 표면처리 메커니즘을 도출하고자 한다.

제안 방법

연구를 수행하였다. 건식 계면처리방법의 일종인 플라즈마를 이용하여 강화재로 사용되는 유리섬유의 표면을 처리하여 가장 우수한 젖음성을 나타내는 최적조건을 설정하도록 하였다. 각각의 특성분석은 접촉각,표면장력.
플라즈마방전은 방전전력과 처리시간에 따른 특성변화를 알아보기 위하여 방전전력을 20 W에서 140 W로 변화시켜가면서 표면을 처리하였다. 또한 1분에서 10분간 플라즈마처리를 하였다. 처리직후 처리된 표면의 접촉각 측정을 통하여 표면의 젖음성과 표면에너지를 측정하여 최적의 표면처리 조건을 설정하였다.
최종값은 측정을 10회 반복하여 최대값과 최소값을 제외한 나머지의 평균값을 취하는 형태로 측정하였다. 또한 표면의 자유에너지는 탈이온 증류수와 methylene 용액을 하적시켜 구한 접촉각을 이용하여 구하였다. 또한 표면 및 재료 내부의 전기적 절연특성을 조사하기 위해 JIS.
세척된 유리를 플라즈마 반응조에 설정하고 플라즈마방전을 발생시켰다. 처리조건은 반응가스로 산소를 20sccm 주입시키면서 진공펌프를 이용하여 반응조의 압력을 0.
유리, 蠢강島 복為재료에 있어서 플라즈마 표면처리를 통한 접착력 향상 및 계면특성을 향상시키기 위한 조건을 설정하기 위하여 유리 표면을 플라즈마 처리한 후 젖음성 변화특성을 조사하였다.
유리섬유의 플라즈마 표면 처리조건을 설정하기 위하여 우선 유리섬유와 성분이 유사한 유리를 사용하여 최적의 처리조건을 설정하였다. 먼저 플라즈마 처리에 앞서 유리 표면을 세척하였다.
이러한 접착 특성을 향상시키기 위해 유리섬유의 표면개질을 통해 표면의 젖음성 향상을 통한 친수화를 향상시키기 위한 방법으로 플라즈마를 이용하였다.
)를 사용하여 표면에 물방울을 하적하여 두 물질 사이의 계면에 형성되는 인력변화를 측정한다. 접촉각 측정은 접촉각 측정장치를 사용하여 시료표면에 탈이온 증류수 2 ㎕를 sessile drop 형태로 하적시켜 측정하였다. 최종값은 측정을 10회 반복하여 최대값과 최소값을 제외한 나머지의 평균값을 취하는 형태로 측정하였다.
유리섬유를 플라즈마 처리하였다. 처리 후 유리섬유와 에폭시 수지를 경화시켜 복합재료를 제작하여 플라즈마 처리에 의한 시료의 기계적인 특성변화를 조사하기 위하여 인장강도를 측정하였다. 또한 그림 5에 인장강도 파단면을 주사전자현미경 (SEM)을 통해 확인한 결과를 나타낸다.
또한 1분에서 10분간 플라즈마처리를 하였다. 처리직후 처리된 표면의 접촉각 측정을 통하여 표면의 젖음성과 표면에너지를 측정하여 최적의 표면처리 조건을 설정하였다.
접촉각 측정은 접촉각 측정장치를 사용하여 시료표면에 탈이온 증류수 2 ㎕를 sessile drop 형태로 하적시켜 측정하였다. 최종값은 측정을 10회 반복하여 최대값과 최소값을 제외한 나머지의 평균값을 취하는 형태로 측정하였다. 또한 표면의 자유에너지는 탈이온 증류수와 methylene 용액을 하적시켜 구한 접촉각을 이용하여 구하였다.
플라즈마 표면처리에 따른 측정된 접촉각 및 표면에너지 특성, 유전특성을 종합하여 최적의 플라즈마 처리조건으로 제시된 방전전력 100 W, 처리시간 3분 동안 유리섬유를 플라즈마 처리하였다. 처리 후 유리섬유와 에폭시 수지를 경화시켜 복합재료를 제작하여 플라즈마 처리에 의한 시료의 기계적인 특성변화를 조사하기 위하여 인장강도를 측정하였다.
56 MHz의 플라즈마발생장치를 사용하여 플라즈마를 발생시켰다. 플라즈마방전은 방전전력과 처리시간에 따른 특성변화를 알아보기 위하여 방전전력을 20 W에서 140 W로 변화시켜가면서 표면을 처리하였다. 또한 1분에서 10분간 플라즈마처리를 하였다.
플리W마 처리에 따른 표면의 젖음정도와 표면 활성화상태에 따른 표면 자유에너지의 변화를 알아보기 위하여 접촉각 측정창치(2MG, ERMA INC.)를 사용하여 표면에 물방울을 하적하여 두 물질 사이의 계면에 형성되는 인력변화를 측정한다. 접촉각 측정은 접촉각 측정장치를 사용하여 시료표면에 탈이온 증류수 2 ㎕를 sessile drop 형태로 하적시켜 측정하였다.

대상 데이터

본 실험에 사용된 플라즈마 처리장치의 시스템은 전원부, 방전부, 배기 및 진공검출부로 나누어져 있다. 장비의 전체적인 개략도와 실제 제작된 형태를 그림 1에 나타낸다.

이론/모형

또한 표면 및 재료 내부의 전기적 절연특성을 조사하기 위해 JIS. K-6911(열경화성 플라스틱의 일반시험방법) 규정에 준하여 유전특성과 인장강도를 측정하였다.

성능/효과

③ 플라즈마 처리로 표면 세정작용에 의해 비유전율은 10 kHz 주파수 대역에서 8.16에서 7.99로 감소하였다.
④ 인장강도 측정결과 플라즈마 미처리시 제작된 시료는 280 MPa 정도의 값을 보였으나, 플라즈마 표면처리된 시료는 290 MPa 정도로 인장강도 특성이 향상되었다.
플라즈마 방전전력이 증가할수록 비유전율이 낮아져 100 W 처리시에 가장 낮은 값을 나타내었고, 그 이상의 전력에서는 다시 증가하는 경향을 보이고있다. 이러한 결과는 접촉각의 경향과 유사한 결과로 플라즈마 처리시 플라즈마내의 활성종이 유리표면에 충돌하여 유리섬유에 잔존하는 잔유물과 표면 수분층을 제거하는 세정효과로 인하여 계면의 weak boundary layer의 형성을 막아주고, 100 W 이상의 높은 방전전력에서는 과다한 에너지에 의해 표면 결합쇄의 절단으로 유전특성이 저하하는 것으로 판단된다. 또한 주파수에 따른 비유전율의 변화는 저주파수 대역보다는 고주파수 대역에서 낮은 비유전율을 나타내고 있는 것은 주파수가 증가함에 따라 분극시간이 짧아지고, 정전용량의 감소로 비유전율이 저주파수 대역보다 고주파수 대역에서 낮게 나타난다.
또한 그림 5에 인장강도 파단면을 주사전자현미경 (SEM)을 통해 확인한 결과를 나타낸다. 인장강도 측정결과 플라즈마미처리시 제작된 시료의 인장강도는 280 MPa 정도의 값을 보였으나, 플라즈마 표면처리된 시료의 인장강도는 290 MPa 정도로 미처리된 유리섬유를 복합화한 시료보다 높은 인장강도값을 나타낸다. 이러한 결과는 플라즈마 처리에 의해 유리섬유와 에폭시 수지의 접착 특성이 향상된 결과로 판단된다.
표면에너지는 접촉각이 감소할수록, 즉 표면의 젖음성이 증가할수록 표면의 활성화에너지가 증가하였다.
플라즈마 방전전력이 증가할수록 비유전율이 낮아져 100 W 처리시에 가장 낮은 값을 나타내었고, 그 이상의 전력에서는 다시 증가하는 경향을 보이고있다. 이러한 결과는 접촉각의 경향과 유사한 결과로 플라즈마 처리시 플라즈마내의 활성종이 유리표면에 충돌하여 유리섬유에 잔존하는 잔유물과 표면 수분층을 제거하는 세정효과로 인하여 계면의 weak boundary layer의 형성을 막아주고, 100 W 이상의 높은 방전전력에서는 과다한 에너지에 의해 표면 결합쇄의 절단으로 유전특성이 저하하는 것으로 판단된다.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

에폭시 복합재료의 계면특성 향상에 관한 연구
A Study on the Improvement of Interfacial Properties of Epoxy Composites 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

이론/모형

성능/효과

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

에폭시 복합재료의 계면특성 향상에 관한 연구 A Study on the Improvement of Interfacial Properties of Epoxy Composites 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

이론/모형

성능/효과

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

에폭시 복합재료의 계면특성 향상에 관한 연구
A Study on the Improvement of Interfacial Properties of Epoxy Composites 원문보기

AI 본문요약
AI-Helper