보고서 정보
주관연구기관 |
창원대학교 Changwon National University |
연구책임자 |
송정일
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2016-05 |
과제시작연도 |
2015 |
주관부처 |
미래창조과학부 Ministry of Science, ICT and Future Planning |
등록번호 |
TRKO201700011230 |
과제고유번호 |
1711022613 |
사업명 |
중견연구자지원 |
DB 구축일자 |
2017-10-12
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키워드 |
아마섬유.내화성.친환경.난연제.천연섬유복합재료.다구찌기법.Flax fiber.Flame retardancy.Echo-friendly.Flame retardant.Natural fiber composites.Taguchi method.
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DOI |
https://doi.org/10.23000/TRKO201700011230 |
초록
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□ 연구의 목적 및 내용
천연섬유 복합재료의 주된 단점은 내화성이 약하다는 점인데, 자동차 산업이나 항공우주 산업에 매우 취약하다. 또한 천연섬유의 물리적 및 기계적 단점은 최근 많은 연구를 통해 극복해 나가고 있는 실정이지만, 내화성 분야에서는 주목을 덜 받고 있다. 따라서 본 연구에서 다루고 있는 친환경 난연제를 첨가한 천연섬유 강화 복합재료는 내화성을 향상시키기 위함과 동시에, 산업용으로(특히 자동차 분야) 기존 복합재료의 대안으로써 매우 효과적인 재료라고 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 내화성을 갖는 자동차용 및 건축
□ 연구의 목적 및 내용
천연섬유 복합재료의 주된 단점은 내화성이 약하다는 점인데, 자동차 산업이나 항공우주 산업에 매우 취약하다. 또한 천연섬유의 물리적 및 기계적 단점은 최근 많은 연구를 통해 극복해 나가고 있는 실정이지만, 내화성 분야에서는 주목을 덜 받고 있다. 따라서 본 연구에서 다루고 있는 친환경 난연제를 첨가한 천연섬유 강화 복합재료는 내화성을 향상시키기 위함과 동시에, 산업용으로(특히 자동차 분야) 기존 복합재료의 대안으로써 매우 효과적인 재료라고 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 내화성을 갖는 자동차용 및 건축용 내외장재 천연섬유강화 나노복합재료를 개발하고자 하였다.
□ 연구결과
본 연구는 자동차 및 건축용으로 사용가능하며 내화성이 우수한 천연섬유 나노복합재료를 개발하는 것으로 주요 연구결과는 다음과 같다.
1) 표면처리 연구
- 알칼리 처리 방법을 이용한 천연섬유의 표면 처리
- 표면 처리한 섬유를 사용한 하이브리드 천연 섬유 복합재료의 제조
2) 난연 복합재료 및 하이브리드 천연섬유 복합재료의 제조, 기계적특성 및 난연특성평가
- 미세입자강화를 통한 천연복합재료의 난연성 향상 및 생폐기물을 이용한 폴리머 복합재료 개발
- Nanoclay가 첨가된 Abaca/PP 난연 복합재료의 물성평가
- 인퓨전 성형공정을 이용한 천연섬유 복합재료의 제조 및 충격해석
- 섬유 복합재료의 열적 특성평가 및 열 방출률 실험
3) 기지재의 변화에 따른 제조 공정기술 개발 및 시뮬레이션
- 진공 인퓨전 성형공정 및 핫 프레스 성형에서의 경화사이클 최적화
- 수중스쿠터 충돌의 모델화 및 형상의 최적화
- 사출성형에서의 수지유동 시뮬레이션
4) 나노 복합재료의 내화성 특성평가 및 미세구조특성 분석
- 난백 분말을 첨가한 WPI 복합재료의 난연특성 향상연구
- 굴 껍데기 분말의 양이 복합재료의 기계적, 열적 특성에 미치는 영향
- 수산화 마그네슘이 Flax/Vinyl ester 복합재료의 기계적, 열적 물성에 미치는 영향
- 콜라겐 코팅된 PLA 미소구체 복합재료의 제조 및 미세구조 분석
- 카본 기반 나노 충전제를 이용한 난연복합재료의 물성향상 연구
- DLC 코팅된 마닐라삼 섬유 강화 폴리에스터 복합재료의 개발
□ 연구결과의 활용계획
본 연구에서는 다양한 방법을 이용한 친환경 난연 복합재료의 개발 연구를 수행하여 다양한 난연 복합재료를 개발하였으나, 충전제(Filler)를 사용할 경우 복합재료의 기계적 물성이 감소하는 현상이 나타났다. 후속 연구에서는 본 연구에서 개발한 친환경 난연 복합재료들의 기계적 물성을 향상시키고자하며, 이를 달성하기 위하여 자기 강화 복합재료(Self Reinforced Composites, SRC), 나노셀룰로오스(Nano-cellulose) 및 본 연구에서 개발한 TPS 등을 이용하여 난연 복합재료의 물성을 향상시키고자 한다.
( 출처 : 요약문 5p )
Abstract
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□ Purpose&contents
Natural fiber reinforced composites (NFRC) largely have appealing properties, however,they are inferior fire resistant characteristic. Hence, these composites are very difficult to use in automotive, aerospace, marine, electronics industries etc. Therefore, to broaden the appli
□ Purpose&contents
Natural fiber reinforced composites (NFRC) largely have appealing properties, however,they are inferior fire resistant characteristic. Hence, these composites are very difficult to use in automotive, aerospace, marine, electronics industries etc. Therefore, to broaden the applications of these composites into the sectors of advanced engineering, more research is needed on both their flammability characteristics and fire retardancy strategies. Different techniques are being adopted by the researchers to induce fire retardancy in NFRC. Incorporation of micro/nano echo-friendly flame retardant fillers in the NFRC is the most common method among all, which has been reviewed by various researchers. The purpose of this study, to development of flame retardancy of natural fiber reinforced nano-composites for automobile (car interior and exterior parts) applications.
□ Result
The research objective of this study is, development of flame retardancy on natural fiber reinforced composites. The important results are as follows
1) Surface Treatment
- Fiber surface treatments were conducted for improvement of interfacial adhesion.
- Hybrid natural fiber composites were fabricated using surface treated natural fibers.
2) Development of flame-retardant composites
- Improvement of flame retardancy with nano-filler and development of bio-waste encapsulated polymer composites.
- Fabrication of various flame retardants filled vinyl ester/abaca composites.
- Fabrication of natural fiber composites through Vacuum assisted Resin Infusion(VaRI) method.
- Evaluation of thermal properties and hear release rate of natural fiber composites.
3) Development of manufacturing process and simulation with different parameters.
- Optimization of curing cycle in both VaRI and compression molding techniques.
- Modeling and optimization of the shape of water scooter.
- Simulation of resin flow in the injection molding technique.
4) Evaluation of flame retardancy and microstructure characterization of nano composites.
- Fabrication and characterization of eggshell powder particles fused wheat protein isolate green composites
- Effect of magnesium hydroxide on the mechanical, thermal and flame retardant properties of flax/vinyl ester composites
- Preparation and evaluation of collagen coated PLA composites
- Effect of carbon based nano-fillers on mechanical and flame retardant properties of polymer composites.
- Fabrication of DLC coated abaca fiber reinforced polyester composites.
□ Expected Contribution
In this study many kinds of eco-friendly flame retardant composites were developed by using various fabrication methods. Nevertheless, flame retardants cause to decrease the mechanical strength of the natural fiber composites. Hence, in subsequent studies, the main research objective is to improvement of mechanical as well as flame retardant properties of polymer composites by developing self-reinforced polymer composites (SRC), nano-cellulose composites (NCC), Thermoplastic starch composites(TPS), etc.
( 출처 : SUMMARY 6p )
목차 Contents
- 표지 ... 1목차 ... 3연구계획 요약문 ... 4연구결과 요약문 ... 5 한글요약문 ... 5 SUMMARY ... 6연구내용 및 결과 ... 7 1. 연구개발과제의 개요 ... 8 2. 국내외 기술개발 현황 ... 10 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 12 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 32 5. 연구결과의 활용계획 ... 36 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 37 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 38 8. 참고문헌 ... 39 9. 연구성과 ... 43별첨1 ... 53끝페이지 ... 78
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