전기저항측정법 및 젖음성을 이용한 나노복합재료의 미세파손 감지능 및 계면물성 평가
Interfacial Evaluation and Microfailure Sensing of Nanocomposites by Electrical Resistance Measurements and Wettability
1
조회
0
다운로드
0
인용
0
참고문헌
키워드
초록
탄소나노튜브(CNT)를 이용하여 신율이 뛰어난 p-DCPD를 지로 사용하여 손상감지용 고분자 필름 센서를 연구하였다. CNT를 수지에 혼합시킬 경우 중합을 방해하여 1차 개환만 진행되었다. CNT 농도에 따른 정적접촉각을 측정하여 계면의 젖음성을 측정하였다. 높은 신율을 가지는 p-DCPD에 CNT를 혼합시킴으로써 전도성을확보하였고, CNT 농도에 따른 인장강도 및 전기저항 분산도 평가를 실시하였을 경우 0.5 wt% CNT/p-DCPD 조건이 최적의 조건임을 확인하였다. CNT/p-DCPD 센서의 내구성을 평가하기 위해 동적 피로 실험을 실시하여 인장응력에 따른 전기저항 변화를 평가하였다. 초기 3회 사이클 동안은 전기저항 변화도와 응력간의 결과가 유사한경향을 나타내었다. CNT/p-DCPD 센서의 활용을 위해 에폭시 기지 표면에 센서를 붙이고 기지 재료의 파괴거동을 확인하였다. 기지 파괴가 발생되기 전에 CNT/p-DCPD 센서의 전기저항 점핑 신호를 관찰할 수 있었다. 이는기지재료에 발생된 균열에 의해 CNT/p-DCPD 센서와 기지간의 접착 파괴로 발생된 신호이며, 이러한 신호를 이용하여 기지재료의 균열 및 파괴를 예측해 볼 수 있었다.
Abstract
Damage sensing of polymer composite films consisting of poly(dicyclopentadiene) p-DCPD and carbon nanotube (CNT) was studied experimentally. Only up to 1st ring-opening polymerization occurred with the addition of CNT, which made the modified film electrically conductive, while interfering with polymerization. The interfacial adhesion of composite films with varying CNT concentration was evaluated by measuring the wettability using the static contact angle method. 0.5 wt% CNT/p-DCPD was determined to be the optimal condition via electrical dispersion method and tensile test. Dynamic fatigue test was conducted to evaluate the durability of the films by measuring the change in electrical resistance. For the initial three cycles, the change in electrical resistance pattern was similar to the tensile stress-strain curve. The CNT/p-DCPD film was attached to an epoxy matrix to demonstrate its utilization as a sensor for fracture behavior. At the onset of epoxy fracture, electrical resistance showed a drastic increase, which indicated adhesive fracture between sensor and matrix. It leads to prediction of crack and fracture of matrix.
참고문헌 (12)
- Hu, Y., "Hygrothermal Aging Effects on Fatigue of Glass Fiber", polydicyclopentadiene Composites, 2014, pp.110, 464~472
- Lyapkov, A. A., "Oxidation and Structuring of Polydicyclopentadiene Thin Layers", Procedia Chemistry, 10, pp.223~228 (2014)
- Abadie, M. J., "New Catalysts for Linear Polydicyclopentadiene Synthesis", European Polymer Journal, 36, pp.1213~1219 (2000)
- Shi, Y., "MAO-DCPD Composite Coating on Mg Alloy for Degradable Implant Applications", Materials Letters, 65, pp.2201~2204 (2011)
- Jia, X., "Multiscale Reinforcement and Interfacial Strengthening on Epoxybased Composites by Silica Nanoparticle-multiwalled Carbon Nanotube Complex", Composites Part A, 48, pp.101~109 (2013)
- 권동준, "용매를 이용한 에폭시 희석 조건이 CNT 에폭시 복합재료 내CNT 분산도에 미치는 영향", Composites Research, 29(4), pp.125~131 (2016), 한국복합재료학회
- 이시화, "전자파 차폐용 하이브리드 탄소나노물질", Composites Research, 29(4), pp.138~144 (2016), 한국복합재료학회
- 왕작가, "미세역학적 실험법과 젖음성을 이용한 CNT-에폭시 나노복합재료 경사형 시편의 계면특성", Composites Research, 22(5), pp.8~14 (2009), 한국복합재료학회
- Xia, S., "Effects of Silane Functionalization on the Properties of Carbon Nanotube", epoxy Nanocomposites, 2007, pp.67, 2965~2972
- Thostenson, E. T., "Processing Structure Multi Functional Property Relationship in Carbon Nanotube", epoxy Composites, 2006, pp.44, 3022~3029
- 장정훈, "다중벽 탄소나노튜브 형상비에 따른 나노복합재료 분산 및 물성 평가", Composites Research, 23(3), pp.58~63 (2010), 한국복합재료학회
- Na, W. J., "In-situ Damage Sensing of Woven Composites Using Carbon Nanotube Conductive Networks", Composites Part A, 77, pp.229~236 (2015)