Interfacial Evaluation of Single Ramie and Kenaf Fibers/Epoxy Composites Using Micromechanical Technique

Micromechanical 시험법을 이용한 Kenaf 및 Ramie 섬유 강화 에폭시 복합재료의 계면물성 평가

Interfacial shear strength (IFSS) of environmentally friendly natural fiber reinforced polymer composites plays a very important role in controlling the overall mechanical performance. The IFSS of various Ramie and Kenaf fibers/epoxy composites was evaluated using the combination of micromechanical test and nondestructive acoustic emission (AE) to find out optimal conditions for desirable final performance. Dynamic contact angle was measured for Ramie and Kenaf fibers and correlated the wettability properties with interfacial adhesion. Mechanical properties of Ramie and Kenaf fibers were investigated using single-fiber tensile test and analyzed statistically by both uni-and bimodal Weibull distributions. An influence of clamping effect on a real elongation for both Ramie and Kenaf fibers were evaluated as well. Two different microfailure modes, axial debonding and fibril fracture coming from fiber bundles and single fiber composites (SFC) were observed under tension and compression.

환경 친화적인 자연섬유 강화 고분자 복합재료의 계면 전단강도는 총체적인 기계적 물성을 조절하는데 매우 중요한 역할을 수행한다. Ramie와 Kenaf 섬유 강화 에폭시 복합재료의 계면 전단강도는 최종 물성을 위한 최적 조건을 찾아내기 위해 미세역학시험법과 비파괴 음향방출시험을 이용하여 평가했다. Ramie와 Kenaf 섬유의 동적 접촉각을 측정했고, 계면 접착에서 젖음성과 상호 관련시켜서 해석하였다. Ramie와 Kenaf 섬유의 기계적 물성은 단섬유 인장시험을 통해 조사했고, 통계학적으로 uni-와 bimodal Weibull 분포를 통해서 분석하였다. Ramie와 Kenaf 섬유에 대한 실제 신장율의 clamping 효과의 영향도 평가할 수 있었다. 두 가지의 다른 미세파괴 형상은 섬유다발과 단섬유 복합재료로부터 오는 축방향의 debonding과 섬유상의 fracture는 인장과 압축하중하에서 관찰할 수 있었다.