난연성 폴리아크릴로니트릴 고분자 섬유 및 복합소재 연구 동향

김종호 ( Jongho Kim ) , 구본철 ( Bon-cheol Ku )  한국복합재료학회, Composites Research(구 한국복합재료학회지) [2019] 제32권 제6호, 342~348페이지(총7페이지)

고분자 재료의 사용이 늘어남에 따라 난연성 고분자 재료에 대한 연구가 더욱 활발히 진행되고 있다. 고분자 재료의 난연성 향상을 위한 방법으로 제조된 섬유의 후처리 또는 섬유내 난연제의 도입에 관한 연구가 진행되고 있다. 많은 고분자들 중 탄소섬유 전구체인 폴리아크릴로니트릴(PAN)은 의류용으로도 많이 사용되고 있어서 낮은 난연성을 지닌 PAN으로 이루어진 소재의 난연성 향상이 절실히 요구되고 있다. 본 총설 논문에서는 PAN 섬유의 후처리(안정화 또는 화학반응)을 통한 난연성 PAN 섬유와, 유/무기 소재(실리카, 2차원 소재, 탄소나노튜브)과 함께 혼합하여 섬유로 제조하는 난연성 PAN 복합소재의 제조에 대한 연구를 소개하고자 한다.

TAG 난연성, Flame Retardant, 폴리아크릴로니트릴, Polyacrylonitrile, PAN, 유/무기 복합재료, Organic/Inorganic Composite Materials, 안정화, Stabilization, 한계산소지수, Limiting Oxygen Index

복합재료 중심인장선용 에폭시 물성 개선 연구

허석봉 ( Seok-bong Heo ) , 강준영 ( Junyoung Kang ) , 윤영길 ( Young-gil Youn ) , 고문주 ( Munju Goh ) , 김남훈 ( Nam Hoon Kim )  한국복합재료학회, Composites Research(구 한국복합재료학회지) [2019] 제32권 제6호, 349~354페이지(총6페이지)

복합재료 중심인장선의 구성은 강화재로 사용되는 탄소섬유 및 유리섬유와 기지재로 사용되는 속경화 열경화성 에폭시로 되어있다. 본 연구에서는 가공송전선의 복합소재 중심인장선(ACCC)에 사용되는 에폭시 경화물에 대하여 분석하였다. 다관능성 에폭시 중 4관능성 에폭시(PA 806)을 사용하고 MNAn, HHPA 두가지 경화제 및 경화 촉진제를 사용하여 에폭시 경화물을 만들고 이를 분석하였다. 경화제의 종류 및 경화 촉진제의 함량에 따른 최적조건을 도출하였다.

TAG 복합재료, Composite materials, 에폭시수지, Epoxy resin, 열경화성 수지, Thermosetting resin, 경화제, Curing agent, 경화 촉진제, Curing accelerator

물 분해 과정에서 효율적인 촉매 특성을 보이는 Co₃O₄ nanocubes 합성

최형욱 ( Hyung Wook Choi ) , 정동인 ( Dong In Jeong ) , ( Shengyuan Wu ) , ( Mohit Kumar ) , 강봉균 ( Bong Kyun Kang ) , 양우석 ( Woo Seok Yang ) , 윤대호 ( Dae Ho Yoon )  한국복합재료학회, Composites Research(구 한국복합재료학회지) [2019] 제32권 제6호, 355~359페이지(총5페이지)

고효율의 물 분해 시스템은 수소 발생 반응(HER)과 산소 발생 반응(OER) 각각에서의 촉매로 인한 전기화학적 반응에서의 효율로 인해 향상되는 높은 과전압의 감소가 수반되어야 한다. 그 중에서도 전이 금속 기반의 화합물(산화물, 황화물, 인화물, 그리고 질화물)은 현재 상용되고 있는 귀금속을 대체할 촉매 재료로써 주목받고 있다. 본 연구에서, 우리는 FESEM 분석을 통해 최적의 단분산된 Co₃[Co(CN)₆]₂ PBAs를 합성하고 XRD, FT-IR 분석을 통하여 결정성을 확인하고 TG-DTA를 통해 PBAs의 열적 거동을 확인하였다. 그리고 합성된 최적의 Co₃[Co(CN)₆]₂ PBAs를 열처리해서 단분산된 Co_3...

TAG 금속 유기 구조체, Metal-organic frameworks, Prussian Blue Analogues, Co₃[Co(CN)₆]₂, Co₃O₄

PETG/POE 열가소성 복합재료의 특성평가 및 전산해석

유성훈 ( Seong-hun Yu ) , 이종혁 ( Jong-hyuk Lee ) , 심지현 ( Ji-hyun Sim )  한국복합재료학회, Composites Research(구 한국복합재료학회지) [2019] 제32권 제6호, 360~367페이지(총8페이지)

자전거 프레임 및 산업 부품과 같은 다양한 산업 분야에 PETG 열가소성 복합 재료를 적용하려면 제조 된 복합 재료의 내충격성, 내구성, 기계적 특성 및 3D 분석을 안정성 검증이 필수적이다. 본 연구에서는 비정질 수지인 PETG 수지의 기계적 특성, 내구성 및 내충격성을 향상시키기 위해 다양한 질량분율의 POE(폴리올레핀 엘라스토머)를 보강하여 화합물 및 사출 성형 공정을 수행 하였다. POE질량분율에 따른 PETG 열가소성 복합재의 열적 및 기계적 특성 및 샤르피 충격 강도 등에 대한 분석을 수행 하였다. 열적 및 기계적 특성 분석 결과, POE 소재가 첨가 된 PETG 열가소성 복합재의 경우 열적 및 기계적 특성이 감소하는 경향이 있지만 내충격성이 우수한 경향을 나타내었고, POE첨가에 따른 3D 전산해석 결과, 파손여부 없이 우수한...

TAG PETG 열가소성 복합재료, PETG thermoplastic composite, 압출공정, Compound, 사출공정, Injection molding, 올리올레핀계 탄성체, Polyolefin elastomer

무기 필러가 첨가된 현무암섬유 강화 에폭시 복합재료의 난연 특성

문소윤 ( So Youn Mun ) , 이수연 ( Su Yeon Lee ) , 임형미 ( Hyung Mi Lim )  한국복합재료학회, Composites Research(구 한국복합재료학회지) [2019] 제32권 제6호, 368~374페이지(총7페이지)

무기필러가 첨가된 현무암섬유 강화 에폭시 복합재료를 제조하여 그 특성을 평가하였다. 첨가된 무기필러는 각각 수산화마그네슘, 수산화알루미늄, 알루미나, 베마이트이며 이를 첨가제로한 에폭시 수지를 현무암섬유에 핸드레이업으로 함침시킨 후 hot pressing하여 수지 함침량이 30 wt%인 섬유복합재료를 제조하였다. LOI 평가결과 BFRP의 LOI (28.9)는 에폭시 수지 (21.4)에 비해 향상된 것을 확인하였으며 무기필러가 첨가될 경우 그보다 더욱 향상되는 것을 확인하였다. 또한 무기필러가 첨가된 복합재료는 무기필러가 첨가되지 않은 복합재료에 비해 콘칼로리미터 시험에서 PHRR, THR, TSR 등이 감소하여 무기필러 첨가에 따른 난연 특성 향상을 확인하였다.

TAG 난연제, Flame retardant, 현무암 섬유, Basalt fiber, 무기필러, Inorganic filler, 에폭시 복합재료, Epoxy composite, 콘칼로리미터, Cone calorimeter

Effect of Interface on the Properties of Polyamide 6/Carbon Nanotube Nanocomposites Prepared by In-situ Anionic Ring-opening Polymerization

( Jin Hong Min ) , ( Mongyoung Huh ) , ( Seok Il Yun )  한국복합재료학회, Composites Research(구 한국복합재료학회지) [2019] 제32권 제6호, 375~381페이지(총7페이지)

무기필러가 첨가된 현무암섬유 강화 에폭시 복합재료를 제조하여 그 특성을 평가하였다. 첨가된 무기필러는 각각 수산화마그네슘, 수산화알루미늄, 알루미나, 베마이트이며 이를 첨가제로한 에폭시 수지를 현무암섬유에 핸드레이업으로 함침시킨 후 hot pressing하여 수지 함침량이 30 wt%인 섬유복합재료를 제조하였다. LOI 평가결과 BFRP의 LOI (28.9)는 에폭시 수지 (21.4)에 비해 향상된 것을 확인하였으며 무기필러가 첨가될 경우 그보다 더욱 향상되는 것을 확인하였다. 또한 무기필러가 첨가된 복합재료는 무기필러가 첨가되지 않은 복합재료에 비해 콘칼로리미터 시험에서 PHRR, THR, TSR 등이 감소하여 무기필러 첨가에 따른 난연 특성 향상을 확인하였다.

TAG PA6, MWCNT, Isocyanate, Nanocomposite, Anionic ring-opening polymerization

RH-DMA를 적용한 PET 필름의 장기 점탄성 성능 예측

최순호 ( Sun Ho Choi ) , 윤성호 ( Sung Ho Yoon )  한국복합재료학회, Composites Research(구 한국복합재료학회지) [2019] 제32권 제6호, 382~387페이지(총6페이지)

상대습도와 온도가 PET 필름의 점탄성 특성에 미치는 영향을 조사하기 위해 RH-DMA를 이용하여 single frequency strain mode 시험, stress relaxation mode 시험, creep 시험을 수행하였다. 상대습도는 10%, 30%, 50%, 70%, 90%를 적용하고 온도는 single frequency strain mode 시험의 경우 30~95℃, stress relaxation mode 시험의 경우 30℃와 70℃, creep 시험의 경우 5~95℃를 고려하였다. 연구결과에 따르면 상대습도가 높아지면 저장탄성계수와 손실탄성계수는 낮아지며 손실탄성계수의 최대값은 상대습도의 변화에 큰 영향을 받지 않고 거의 일정...

TAG PET 필름, Polyethylene terephthalate film, 장기 점탄성 성능, Long-term viscoelastic performance, 상대습도, Relative humidity, 이완 탄성계수, Relaxation modulus, 변형률 회복, Strain recovery, 크리프 컴플라이언스, Creep compliance, 마스터 선도, Master curve

도파민 코팅을 이용한 3차원 그래핀 나노 구조체의 전기화학적/기계적 특성 향상 연구

이국환 ( Guk Hwan Lee ) , ( Van Hoang Luan ) , 한종훈 ( Jong Hun Han ) , 강현욱 ( Hyun Wook Kang ) , 이원오 ( Wonoh Lee )  한국복합재료학회, Composites Research(구 한국복합재료학회지) [2019] 제32권 제6호, 388~394페이지(총7페이지)

그래핀의 저차원 구조에서 기인하는 우수한 전기적/기계적 특성을 지닌 3차원 그래핀 나노 구조체는 높은 다공성과 비표면적을 가지고 있기 때문에 전기화학 에너지 저장 전극 물질로 각광을 받고 있다. 또한 도파민은 카테콜아민 구조를 갖고 있어 다양한 유무기 재료와의 결합력이 뛰어나고, 소수성 재료를 친수성으로 개질시킬 수 있는 다기능 소재이다. 이에 본 연구에서는 도파민을 3차원 그래핀 나노 구조체에 코팅하여, 전해질과의 젖음성을 증대시켜 전기화학 전극의 비축전용량을 개선하고, 3차원 나노 네트워크 간 결합력을 올려 기계적 압축특성을 증가시키고자 하였다. 연구 결과, 도파민이 코팅된 3차원 그래핀 나노 구조체는 전기화학 비축전용량이 51.5%, 압축 응력은 59.6%로 증가하는 높은 개선 효과를 나타내었다.

TAG 3차원 나노 구조체, Three-dimensional nanostructure, 그래핀, Graphene, 도파민, Dopamine, 전기화학 특성, Electrochemical property, 기계적 특성, Mechanical property

RFI 공정 부품 비파괴검사용 표준 기공률 시편 제조 방법 및 기공률에 따른 기계적 물성 영향에 대한 연구

한성현 ( Seong-hyeon Han ) , 이정완 ( Jung-wan Lee ) , 김정수 ( Jung-soo Kim ) , 김영민 ( Young-min Kim ) , 김위대 ( Wee-dae Kim ) , 엄문광 ( Moon-kwang Um )  한국복합재료학회, Composites Research(구 한국복합재료학회지) [2019] 제32권 제6호, 395~402페이지(총8페이지)

RFI 공정은 진공백 내부에 섬유 매트와 수지 필름을 적층하여 성형하는 OoA 공정이다. 외부에서 따로 주입되는 수지가 없기 때문에 수지 필름의 양이 섬유가 필요로 하는 양보다 적은 경우 복합재 내부에 기공 결함이 발생하며 기계적 물성이 저하된다. 이러한 이유로 제작한 복합재를 실용화하기 위해서 비파괴검사를 이용한 기공예측이 필수적으로 요구된다. 따라서 본 연구에서는 RFI 공정에서 비파괴검사 시 기준으로 사용할 수 있는 표준기공률 시편을 제조하는 방법을 제시하였다. 표준 기공률 시편 제작 방법으로 수지 필름 두께를 조절하는 방법을 사용하였으며, 목표 기공률별 수지 필름 두께를 설정하기 위한 방법으로 섬유 압착 실험을 제시하였다. 수지 필름 두께 조절을 통하여 0%, 2%, 4%의 목표 기공률 패널을 제작했고 비파괴시험과 기공률 측정을 통하여 기공률에...

TAG RFI (Resin Film Infusion), OoA (Out of Autoclave), NDT (Non-destructive Testing), 기공률, Void content

장섬유강화 복합재료의 섬유 배향특성이 기계적 특성에 미치는 영향

허몽영 ( Mongyoung Huh ) , 이학성 ( Haksung Lee )  한국복합재료학회, Composites Research(구 한국복합재료학회지) [2019] 제32권 제6호, 403~407페이지(총5페이지)

장섬유강화 복합재료는 연속섬유강화 복합재료 대비 가격 경쟁력 및 성형 자유도가 높은 장점을 가지고 있다. 반면에 중간재를 제조하는 과정에서 무작위로 분산되는 특성으로 균일한 배향성을 확보하는데 어려움이 있다. 이에 본 연구에서는 LFPS(Long Fiber Prepreg Sheet) 소재의 재현성 검증을 위하여, 섬유의 배향 각도를 측정하고 이를 기반으로 기계적 물성치와의 상관관계를 분석하였다. 배향특성 분석을 위하여 와류측정방식을 사용하였으며, ASTM 기준에 준하여 LFPS 소재의 인장 및 압축 시험평가를 수행하였다. 추가적으로, 탄성강성 예측이론인 ROM(Rule of Mixture)을 활용하여 LFPS 소재의 시험결과와 이론치를 검증하였다. 이러한 결과를 통해 비연속섬유강화 복합재료의 섬유 배향특성이 기계적 특성에 미치는 영...

TAG Long fiber prepreg sheet(LFPS), 압축성형, Compression molding, 와류, Eddy current, 섬유 방향, Fiber orientation

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