Abstract
Epoxy composites with concentrations of 5-70 wt% of silica particles were prepared in order to improve mechanical property and poor thermal stability. The mechanical and thermal properties were investigated and compared to the corresponding properties of neat epoxy composite. Furthermore, the effects of silane compound treatment on silica particles were observed by the experimental results of the tensile strength, glass transition temperature, and thermal stability of epoxy composite. Tensile strength of epoxy composites was measured by universal testing machine (UTM) and after that, the structure and morphology analysis of epoxy nanocomposites were analyzed by field emission scanning electron microscope (FE-SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS). The increased solid content of CA0030 particle improved the tensile strength of epoxy/ modified composites to give 30-50 MPa. The thermal expansion coefficients (CTE) of neat epoxy resin and epoxy/silica composites measured with a thermomechanical analyzer (TMA) showed that the incorporation of silica particles was helpful to reduce the CTE of neat epoxy resin.
에폭시 수지는 취성(brittleness)으로 인한 기계적 강도의 저하가 발생하고 금속 등과 같이 열팽창 계수가 다른 재료와 결합하여 함께 사용하는 경우에 열변형 차이 때문에 부품의 박리나 부분 손상 등이 일어나는 단점이 있다. 본 연구에서는 복합재료의 기계적 강도 및 열안정성을 높이기 위하여 아민기를 가진 실란 커플링제를 이용하여 표면 처리한 실리카 입자를 에폭시 수지에 첨가하여 강화된 복합재료 시편을 제조한 에폭시 복합재료 시편을 대상으로 분산의 적절성을 확인하고 기계적 특성과 열적 물성을 평가하고자 하였다. 함량 변화에 따른 기계적 특성 변화를 UTM으로 인장강도를 측정한 결과 30-50 MPa의 인장강도 값을 보였다. 실리카 입자가 에폭시 수지 내에 함량에 따라 분산된 정도를 비교하기 위해 SEM 및 EDS 분석을 수행하였다. TMA 분석을 통하여 열팽창계수 및 유리전이온도를 확인하였으며 열충격 실험을 통하여 에폭시 복합소재의 내열안정성을 평가하였다.
