탄소섬유 표면에의 고분자 전착과 복합재료 물성 (II) - MVEMA 및 EMA 계면상을 갖는 탄소섬유 복합재료 -

Electrodeposition onto the Surface of Carbon Fiber and Its Application to Composites (II) - CFRC with MVEMA and EMA Interphase -

  • 김민영 (부산대학교 공과대학 화학공학과) ;
  • 김지홍 (부산대학교 공과대학 화학공학과) ;
  • 배종우 (부산대학교 공과대학 화학공학과) ;
  • 김원호 (부산대학교 공과대학 화학공학과) ;
  • 황병선 (한국기계연구원 복합재료그룹) ;
  • 최영선 ((주)한국화이바 복합재료연구소)
  • Kim, Minyoung (Department of Chemical Engineering, Pusan National University) ;
  • Kim, Jihong (Department of Chemical Engineering, Pusan National University) ;
  • Bae, Jongwoo (Department of Chemical Engineering, Pusan National University) ;
  • Kim, Wonho (Department of Chemical Engineering, Pusan National University) ;
  • Hwang, Byungsun (Korea Institute of Machinery and Materials, Composite Material Group) ;
  • Choi, Youngsun (Hankook Fiber Co, Composites Research Center)
  • 투고 : 1998.05.18
  • 심사 : 1999.04.10
  • 발행 : 1999.05.10

초록

탄소섬유 복합재료의 계면강도 증가를 위하여 탄소섬유의 표면처리에 대한 많은 연구가 이루어져 왔다. 기존의 상업적인 표면처리의 경우 탄소 섬유 표면 산화처리 후 수분산성 에폭시계 유기화합물을 코팅 (사이징처리)하여 탄소섬유에 에폭시 기지와의 상용성과 취급 용이성을 부여하고 있다. 이러한 재료로 제조된 탄소섬유 복합재료는 높은 층간 전단 강도를 나타내나 충격강도는 다소 낮은 특성을 가지고 있다. 본 연구에서는 탄소섬유 표면 산화 처리 후 기존의 사이징 처리 대신에 반응성과 유연성이 있는 계면상 (interphase)을 도입하여 복합재료의 층간전단강도와 충격강도를 향상시키고자 하였다. 탄소섬유의 전기전도성을 이용하여 이온화가능하고 연성을 가진 고분자인 MVEMA (poly (methyl vinyl ether-co-maIeic anhydride))와 EMA (poly (ethylene-co-maleic anhydride))를 수용액상에서 탄소섬유 표면에 전착 시키는 방법을 사용하였다. 전착에 의해 MVEMA 또는 EMA가 $0.1{\sim}0.2{\mu}m$ 두께로 얇게 코팅된 탄소섬유, 상용의 탄소섬유, 사이징처리를 하지 않은 탄소섬유로 복합재료를 제조하여 물성을 비교 평가하였다. 계면상의 두께가 얇을수록 층간전단강도가 증가하였으며, 충격강도는 감소하였는데, 계면상의 최적두께는 $0.1{\mu}m$ 정도였다. MVEMA 계면상을 도입한 경우가 상업적으로 표면처리 한 경우보다 층간전단강도의 경우 약 20% 정도 증가하였고 Izod 충격강도의 경우 약 50% 정도 증가하였다. MVEMA 계면상을 도입한 경우 복합재료의 흡습률이 높았다.

키워드

Carbon Fibers;Electrodeposition;Composites;Polymeric Interphase

과제정보

연구 과제 주관 기관 : 한국학술진흥재단

참고문헌

  1. 과학기술처 특정 연구보고서 섬유강화 복합재료의 개발과 응용 한국 기계연구원
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  3. Composites Materials Handbook Mel M. Schwartz
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  5. Pure Appl. Chem. v.52 R. V. Subramanian
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  11. Composite Materials, Engineering and Science F. L. Mathews
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  13. Princils and Application Advanced Polymer Composites Bor Z. Jang
  14. 최신복합재료 전의진 등