• Composites Research
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• 제17권6호
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• pp.1-7
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• 2004

입자강화복합재료에 관한 연구는 오래 전부터 수행되어왔다. 최근 활발한 연구가 이루어지고 있는 나노복합재료도 역시 입자강화복합재료의 한 종류라 할 수 있다. 본 연구에서는 섬유강화 복합재료의 모재로서 사용되어질 수 있는 다중벽탄소나노튜브/에폭시 복합재료를 제작하고 그 물성을 고찰하였다. 본 연구에서 정립한 제작 공정을 사용하여 제작 된 다중벽 탄소나노튜브/에폭시 복합재료의 인장 물성을 MWNT의 첨가량에 따라 고찰하였다 0.5wt%의 MWNT를 첨가 하였을 때, 인장강성은 19%, 인장강토에서는 12%의 증가를 보였다. 또한 경화시 발생하는 재응집 현상을 관찰하고, 기계적 물성을 더 높이 항상시키기 위해서는 이 현상을 억제해야 함을 확인하였다.

• 폴리머
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• 제35권6호
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• pp.548-552
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• 2011

본 연구에서는 기능화된 다중벽탄소나노튜브를 준비하기 위해서 두 가지 기능화 방법인 산처리와 화학적 아미드화 방법이 수행되었다. 그리고 에폭시/기능화된 다중벽탄소나노튜브 복합재료의 특성이 연구되고 비교되었다. 기능화 방법에 따른 다중벽탄소나노튜브의 표면 관능기를 확인하기 위해 푸리에 변환 적외선 분광기(FTIR)를 사용하였다. 계면 및 열전도도에 미치는 다중벽탄소나노튜브 기능화의 효과는 제타전위차 분석기, 전자주사현미경 그리고 열전도도 분석기에 의해서 연구되었다. 이러한 결과들로 에폭시/기능화된 다중벽탄소나노튜브 복합재료의 열전도도는 dodecylamine과의 그래프팅을 통해 증가될 수 있다는 것을 알 수 있었다. 이것은 DGEBF 에폭시 수지 내에서 dodecylamine과 그래프팅한 다중벽탄소나노튜브의 상대적으로 강한 분산력에 의한 것으로 설명될 수 있었다. 이러한 결과들은 그래프팅한 다중벽탄소나노튜브의 제타전위차 값이 산처리한 다중벽탄소나노튜브의 값보다 더 높은 음의 값을 가지는 결과와 일치하였다.

• Composites Research
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• 제17권3호
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• pp.38-44
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• 2004

레이다나 전자장비에서 복사되어 나오는 전자기파의 차폐는 상업적으로나 군사적으로 매우 중요한 문제이다. 본 연구에서는 다중벽 탄소나노튜브가 모재에 첨가된 섬유강화 복합재의 전자기적 특성을 고찰하기에 앞서, 다중벽 카본나노튜브와 모재로 이루어진 복합재료를 제작하고 그것에 대한 전자기적 특성을 고찰하였다. 복합재료의 제작 방법을 확립하였고, X-band (8.2GHz~12.4GHz)에서 첨가량과 공정변수에 따른 다중벽 탄소나노튜브/에폭시 복합재료의 유전율을 측정하였다. 또한 MWNT의 재응집 현상을 관찰하였고, 이것이 물성에 미치는 영향을 고찰하였다. 복합재료의 유전율은 MWNT의 분산도에 영향을 받았고, MWNT의 첨가량이 증가함에 따라 거의 선형적인 증가를 보였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권5호
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• pp.657-664
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• 2013

에폭시 수지에 다중벽 탄소나노튜브를 첨가하여 초음파 처리와 전단혼합 방법으로 분산시켜 다중벽 탄소나노튜브로 강화된 에폭시 복합재료를 제조하였으며, 에폭시 수지 내 다중벽 탄소나노튜브의 분산 적정성을 판단하고 기계적 및 열적 물성을 고찰하였다. 충전재 분산에 대한 평가를 위해 정성적인 방법으로 주사전자현미경(scanning electron microscope, SEM) 이미지를 사용하였고, 정량적인 판단을 위해 인장실험을 실시하였다. 또한, 열적 특성을 평가하기 위해 열팽창계수(coefficient of thermal expansion, CTE)를 측정하였다. 주사전자현미경 사진 및 인장 강도와 영률(Young's modulus)의 작은 편차를 통해서 다중벽 탄소나노튜브가 에폭시 수지 내에 적절히 분산되었음을 확인하였다. 충전재 함량에 따라 인장 강도와 영률이 증가함을 보였고 열팽창계수 측정에서는 열안정성 개선을 고찰하였다.

• Composites Research
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• 제19권1호
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• pp.36-42
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• 2006

본 논문에서는 다중벽 탄소나노튜브가 첨가된 평직 유리섬유/에폭시 복합재료를 제작하여 전자기적 특성을 고찰하였다. 제작된 복합재료의 미세구조를 관찰하여 재료 내에 MWNT가 유리섬유 얀들의 계면과 모재과잉영역에 주로 분포되어 있음을 관찰하였다. 유전율은 X-band (8.2-12.4 GHz) 주파수 영역에서 측정되었으며, MWNT의 무게비가 증가할수록 증가하며 주파수에 대해서는 거의 일정하게 유지됨을 알 수 있었다 측정된 유전율을 이용하여 두께에 따른 탄소나노튜브가 첨가된 복합재료로 이루어진 전자파 흡수 구조의 반사손실 특성을 살펴보았으며, 제작된 복합재료를 이용하여 10dB 흡수 대역이 X-band전역이며 두께는 3.3mm인 흡수체를 구현할 수 있음을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제29권5호
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• pp.306-314
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• 2016

본 연구에서는 에폭시 복합재료의 기계적 물성을 향상시킴과 동시에 상대적 단점으로 지적될 수 있는 열안정성과 치수 안정성의 문제를 개선하고자 에폭시 복합재료를 다중벽 탄소나노튜브와 마이크로미터 크기의 실리카 입자로 강화하였다. 두 충전제는 별도의 개질 없이 전단혼합과 초음파기기만을 이용하는 물리적 방법으로 에폭시 수지 내에 분산시켰다. 두 충전제 함량에 따른 시편의 특성은 인장강도, 열팽창계수, 열전도도 측정을 통해 평가하였으며, 시편의 열 안정성을 보다 넓은 범위에서 고찰하기 위해 열팽창계수를 측정한 결과와 미시역학 모델을 이용해 계산한 결과를 비교하였다. 탄소나노튜브 함량 0.6 wt%에 실리카 함량 50 wt%로 강화된 하이브리드 복합재료 시편의 인장강도는 에폭시 복합재료 시편 대비 약 11%의 증가를 보여 가장 좋은 기계적 물성을 나타내었다. 열적 물성을 살펴보면 두 충전제의 함량에 따라 그 결과가 달라지는데, 특히 에폭시 수지 내에 실리카 함량이 증가할수록 열팽창계수는 약 36%까지 감소하였고, 이로 인해 시편의 열 변형이 줄어들면서 열 안정성도 개선되었다. 또한 실리카 함량 50 wt%로 강화된 에폭시 복합재료 시편의 열전도도는 약 72% 정도 증가하였다. 두 충전제로 강화된 하이브리드 복합재료 시편에서는 보다 향상된 기계적, 열적 물성을 확보할 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권3호
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• pp.401-406
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• 2005

본 연구에서는 다중벽 탄소나노튜브의 화학적 표면처리가 에폭시 매트릭스 복합재료의 유리전이온도, 열안정성 그리고 동적 점탄성거동에 미치는 영향을 고찰하기 위하여 시차주사열량계(DSC), 열중량분석기(TGA) 그리고 동적 기계적 분석기(DMA)를 통하여 각각 측정하였다. 탄소나노튜브의 표면처리는 35 wt％의 $H_3PO_4$(A-MWNTs) 혹은 35 wt％ KOH(B-MWNTs) 용액으로 화학적 표면처리를 하였으며, 표면처리 후 표면특성 변화는 pH, 표면 산 및 염기도, 적외선 분광법(FT-IR)과 자외선 광전자 스펙트럼(XPS) 분석을 통하여 알아보았다. 그 결과로서, 산-염기 상호반응에 의한 각각의 표면처리는 탄소나노튜브의 표면특성 및 화학적 조성 변화를 가져오며, 산처리한 MWNTs/에폭시 복합재료의 경우가 염기처리 및 미처리 시편과 비교하여 열안정성 및 동적 점탄성 특성에 있어서 탄소나노튜브 표면에 도입된 산성 관능기 그룹의 영향으로 큰 값을 나타내었다. 이는 염기성을 가지는 에폭시 수지와 산성을 가지는 탄소나노튜브와의 산-염기 및 수소결합에 의한 계면결합력의 향상 때문이라 생각된다.

• Composites Research
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• 제23권3호
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• pp.58-63
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• 2010

MWCNT의 형상비 차이에 따른 MWCNT/에폭시 복합재료의 인장 및 굽힘 특성과 전기전도도를 비교하였다. 호모믹서(homomixer)와 3단롤밀(three-roll mill)을 사용하여 분산된 MWCNT와 에폭시 혼합물을 금형에 부어 압축 성형법으로 시편을 제조하였다. 에폭시 내 MWCNT의 분산 정도를 평가하기 위해 SEM을 사용하여 시편의 파단면을 관찰하였다. MWCNT의 첨가로 인해 인장강도는 최대 7%증가 하였으나 굽힘강도는 증가가 미미하였으며 형상비가 가장 큰 MWCNT의 경우에는 감소하였다. MWCNT 포함량을 변화시켰을 때 CM-95의 경우 인장강도는 1wt%에서, 굽힘강도는 0.5wt%에서 최대값을 보였으나 더 많은 포함량에서는 감소하였다. MWCNT/에폭시 복합재료의 두께 방향 및 면내방향 전기전도도는 2단자법에 의한 저항값으로부터 계산되었으며 MWCNT의 형상비가 클수록, 또 포함량이 증가할수록 전기전도도 값은 증가하였다.

• Composites Research
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• 제30권3호
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• pp.215-222
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• 2017

에폭시 수지의 열적 특성과 접합 특성에 대해 다중벽 탄소 나노 튜브 (MWCNT)의 효과가 이중 중첩 전단시험에 의해 연구되었다. Epoxy/MWCNT 복합 수지는 에폭시 수지(araldite 2011)에 다양한 질량 분율로 MWCNT를 분산하여 제조되었다. MWCNT의 효과를 확인하기 위해 접합강도 시험이 열특성 변형 만능재료시험기에 의해 진행되었고 충격강도 시험이 ASTM D256에 따라 진행되었다. 금속 판재와 탄소섬유강화복합재료가 실험 재료로써 사용되었으며, 열적 안정성 분석은 열 중량 분석기와 시차 주사 열량기에 의해 진행되었다. 또한 접합강도 시험 후 시편의 형태학적 특성은 주사전자현미경에 의해 관찰되었고 파괴거동을 알아보기 위하여 광학현미경을 사용하였다. 에폭시 수지와 비교하였을 때 epoxy/MWCNT 복합 수지가 물리적 특성이 향상되는 것을 나타내었다.

• 폴리머
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• 제37권4호
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• pp.449-454
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• 2013

본 연구에서는 무전해 니켈도금에 따른 탄소나노튜브의 표면특성변화가 알루미나강화 에폭시 복합재료의 열전도도 및 파괴인성에 미치는 영향에 대하여 살펴보았다. 무전해 니켈도금된 탄소나노튜브의 표면특성은 주사전자현미경(SEM), X-선 광전자분광기(XPS), X-선 회절분석(XRD)을 통하여 알아보았다. 열전도도는 열전도율 측정 시스템으로 측정하였고, 파괴인성은 만능시험기(UTM)를 이용한 임계응력세기인자($K_{IC}$)를 측정하여 분석하였다. 실험결과, 무전해 니켈도금은 탄소나노튜브의 표면특성의 변화를 가져오며, 니켈도금된 MWCNTs(Ni-MWCNTs)가 들어있는 경우 미처리 MWCNTs와 비교하여 우수한 열전도도 및 파괴인성을 보였다. 이는 Ni-MWCNTs와 에폭시수지와의 분자간 상호작용의 향상 때문이라 판단된다.