• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2005년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.42-45
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• 2005

Interfacial evaluation of various combinations of both Flax and Hemp fibers/polypropylene were performed by using micromechanical test and nondestructive acoustic emission (AE). It can be because interfacial adhesion between the natural fiber surface and matrix plays an important role in controlling the overall mechanical properties of polymer composite materials by transferring the stress from the matrix to the fiber. It is necessary to characterize the interphase and the level of adhesion to understand the performance of the composites properly. Microfailure mechanism of single Flax fiber bundles were investigated using the combination of single fiber tensile test and nondestructive acoustic emission. Microfailure modes of the different natural fiber/polypropylene systems were observed using optical microscope and determined indirectly by AE and their FFT analysis.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2005년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.157-160
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• 2005

The surface energies and acid-base interaction between the untreated and treated Jute or Hemp fibers and different matrix compositions of polypropylene-maleic anhydride polypropylene copolymers (PP-MAPP) were investigated using dynamic contact angle measurement. The contribution of the acid-base property into the interfacial adhesion of the natural fibers/matrix systems were characterized by calculating the work adhesion coming from the acid-base interaction. On the other hand, microfailure mechanism of both single Jute and Hemp fiber bundles were investigated using the combination of single fiber tensile test and acoustic emission. Distinctly different micro failure modes of the different natural fiber/polypropylene systems wet ε observed using optical microscope and determined indirectly by AE and their FFT analysis.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2000년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.79-83
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• 2000

Interfacial and microfailure properties of carbon liber/bismaleimide (BMI) composites were evaluated using both tensile fragmentation and compressive Broutman tests with acoustic emission (AE). Since BMI is rather difficult matrix to apply for the conventional fragmentation test because of its too low elongation and too brittle and high modulus properties, dual matrix composite system was applied. After carbon fiber/BMI composite was prepared for rod shape by controlling differing curing stage, composites rod was embedded in toughened epoxy as outer matrix. The typical microfailure modes including fiber break, matrix cracking, and interlayer failure were observed during tensile testing, whereas the diagonal slippage in fiber ends was observed during compressive test. On the other hand, AE amplitudes of BMI matrix fracture were higher than carbon fiber tincture under tensile test because BMI matrix has very brittle and high modulus. The waveform of signals coming from BMI matrix fractures was consistent with AE amplitude result under tensile tests.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2002년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.143-146
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• 2002

Unsized AS-4 carbon fibers were etched by RF plasma and then coated via plasma polymerization in order to enhance adhesion to vinyl ester resin. The gases utilized for the plasma etching were Ar, $N_2 and O_2$, while the monomers used for the plasma polymerization coating were acetylene, butadiene and acrylonitrile. The conditions for the plasma etching and the plasma polymerization were optimized by measuring interfacial adhesion with vinyl ester resin via micro-droplet tests. Among the treatment conditions, the combination of Ar plasma etching and acetylene plasma polymerization provided greatly improved interfacial shear strength (IFSS) of 69MPa compared to 43MPa with as-received carbon fiber. Based on the SEM analysis of failure surface and load-displacement curve, it was assume that the failure might be occurred at the carbon fiber and plasma polymer coating. The plasma etched and plasma polymer coated carbon fibers were subjected to analysis with SEM, XPS, FT-IR or Alpha-Step, and dynamic contact angles and tensile strengths were also evaluated. Plasma polymer coatings did not change tensile strength and surface roughness of fibers, but decreased water contact angle except butadiene plasma polymer coating, possibly owing to the functional groups introduced, as evidenced by FT-IR and XPS.

• Composites Research
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• 제16권4호
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• pp.74-79
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• 2003

Micromechanical 시험법과 음향방출을 이용하여 산소 플라즈마 처리된 PBO와 Kevlar 섬유강화 에폭시 복합재료의 계면물성과 미세파괴메카니즘을 고찰하여 상호 비교하였다. 산소 플라즈마 처리된 PBO와 Kevlar 섬유강화 에폭시 복합재료의 계면전단강도와 접착일은 극성 작용기의 도입으로 향상 시킬 수 있었다. 임계표면장력과 총 표면자유에너지 중 극성 표면자유에너지는 플라즈마 처리된 Kevlar 섬유에서 가장 컸으며. 미처리된 PBO의 섬유의 경우에서 가장 작았다. Microfibril 파단 형상은 산소 플라즈마 처리된 Keviar 섬유의 경우에서는 명확하게 관찰 되었으며. 미처리와 비교차여 microfibril 파단이 대각선 방향으로 연속적해서 일어나 가장 많은 섬유 파단 신호가 감지되었다 비파괴 음향방출법을 이용하여 얻은 섬유파단 감지 결과는 microdroplet과 두 섬유강화 복합재료 시험법에서 광학현미경을 이용하여 관찰한 미세파단 형상과 상호 일치하였다.

• Composites Research
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• 제16권2호
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• pp.68-73
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• 2003

Fragmentation 시험법과 전기저항 측정을 통하여 탄소 및 SiC 섬유강화 에폭시 복합재료의 계면물성과 섬유파단에 대한 전기적 감지능을 연구하였다. 섬유 함침 각이 증가함에 따라서 계면전단강도는 감소하였고, 섬유파단에 의한 전기저항도 값이 무한대로 증가하는 시간은 길어졌다. 높은 함침 각에서 전기저항도의 초기 기울기는 급격히 증가한 반면. 낮은 각에서는 점차적으로 증가하였다. 또한 낮은 함침각의 두 섬유 모두에서 stress whitening pattern을 뚜렷하게 관찰할 수 있었지만, 높은 함침 각에서는 그렇지 못했다. 섬유 함침 각이 감소함에 따라서 섬유 파단 간격과 debonding된 길이는 두 섬유 모두에서 증가하였다. 본 연구에서 사용한 electro-micromechanical 시험법은 전도성 섬유강화 복합재료의 섬유 함침 각에 따른 계면 감지능 측정을 위해서 비파괴적 평가방법으로 실행 가능하였다.

• Composites Research
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• 제16권2호
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• pp.62-67
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• 2003

Microdroplet 시험법과 전기저항 측정을 이용하여 탄소섬유강화 epoxy-AT-PEI 복합재료의 손상 감지능 및 계면물성평가에 대한 연구를 수행하였다. AT-PEI 함량이 증가함에 따라 기지재료의 파괴인성은 증가하였으며, 이로 인한 에너지흡수 메커니즘에 의해서 계면전단강도 역시 증가하였다. Microdroulet 시험에서 순수 에폭시는 취성파괴 현상을 그리고 15 phr AT-PEI의 경우에는 파괴인성의 증가로 인해 연성 파단 현상을 관찰할 수 있었다. 경화 후에 열 수축에 의한 전기저항 변화는 AT-PEI 함량 증가에 따라 증가하였으며. 가변하중 하에서 순수 에폭시에 함침된 탄소섬유의 같은 응력까지의 도달시간과 기울기는 15 phr AT-PEI의 경우보다 더 빠르고 높았다. 경화과정과 가역적인 하중 하에서의 전기저항 측정으로부터 얻은 결과는 기지재료의 파괴인성과 잘 일치하였다.

• Composites Research
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• 제13권4호
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• pp.54-66
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• 2000

탄소섬유/에폭시 복합재료의 계면 및 미세파괴 물성을 인장 fragmentation과 압축 Broutman 두 시험법과 음향방출 시험을 이용하여 평가하였다. Maleic anhydride polymeric coupling agent와 amino-silane를 각각 전기증착법 및 dipping을 통하여 섬유표면에 적용하였다. 두 coupling agents를 사용한 섬유와 기지간의 계면전단강도는 인장 및 압축 두 시험에서 모두 미처리와 비교하여 큰 증가를 나타내었다. 인장시험 동안에, 원추모양의 섬유파단과 기지의 cracking 그리고 부분적인 interlayer failure로 이루어진 전형적인 미세파괴 형태가 발생하였다. 이에 비하여, 압축시험에서는 부러진 섬유의 끝에서 대각선 방향이 슬립거동이 관찰되었다. 주어진 두 힘의 하중상태에서 섬유의 파단은 항복점 전후 부근에서 일어났다. 음향방출분포는 인장에서 섬유표면 처리와 미처리의 두 조건에서 미세파괴 신호가 잘 분리되었으며, 한편, 압축에서는 signal이 다소 중복되어 나타났다. 이는 탄소섬유의 인장력/압축력 간의 파괴에너지 차이에 기인한다고 고려된다. 탄소와 basalt 섬유복합재료의 섬유파단 waveform의 최대 voltage는 압축보다 인장시험에서 상당히 크게 나타났으며, 이들은 음향방출시험으로 파괴에너지 차이를 명확히 비교 및 확인할 수 있었다.

• 한국염색가공학회지
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• 제29권2호
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• pp.77-85
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• 2017

The interfacial adhesion between fiber and matrix affects the physical properties of fiber reinforced composites. In this study, 3-(Methacryloyloxy)propyltrimethoxy silane(MPS) coupling agent was used to increase the interfacial adhesion between polyketone fiber and epoxy resin. The change of surface chemical composition of polyketone fiber treated with MPS was analyzed using a FTIR-ATR. The interfacial bonding between fiber and resin increased with silane coupling agent largely. Consequently, interfacial shear strength(IFSS) was enhanced with increasing concentration of MPS coupling agent and thus, the physical properties of the composites such as flexural properties and dynamic mechanical properties were changed. Flexural strength and modulus increased when the MPS concentration was higher than 0.5wt%. The dynamic storage modulus of Polyketone/Epoxy composites treated with MPS was higher than that of the untreated one. When the MPS concentration of 3wt%, the highest storage modulus was obtained.

• Composites Research
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• 제34권5호
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• pp.305-310
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• 2021

섬유강화복합재료의 기계적물성은 섬유의 체적분율 및 사이징제 조건에 의한 계면강도에 영향을 받는다. 최적의 계면은 기지층에서 강화재로의 기계적 응력을 효과적으로 전달하여 응력 집중을 완화하고 결과적으로 복합재료의 성능을 향상시킬 수 있다. 본 논문에서는 사이징제 조건 및 섬유체적분율에 따른 에폭시 수지와 유리섬유 간의 젖음성 및 계면강도를 평가하였다. 정적 및 동적접촉각을 이용하여 사이징제가 다른 유리섬유와 에폭시 수지의 표면에너지를 계산하였고, 이를 활용하여 접착일을 계산하였다. 유리섬유 토우 캐필러리 시험법을 이용하여 젖음성을 평가하였고, 마이크로드롭렛 인발시험을 통해 계산된 계면전단강도를 이용하여 계면강도를 평가하였다. 최종적으로 젖음성과 계면강도를 활용하여 최적의 유리섬유강화 복합재료 제작 조건을 확인하였다.