본문 바로가기
KERD
논문KCI 등재

미세역학적 실험법과 젖음성을 이용한 CNT-에폭시 나노복합재료 경사형 시편의 계면특성

Interfacial Properties of Gradient Specimen of CNT-Epoxy Nanocomposites using Micromechanical Technique and Wettability

1

조회

0

다운로드

13

인용

0

참고문헌

키워드

주제분류재료공학

초록

유리섬유 강화 CNT-에폭시 나노복합재료의 계면특성은 미세역학적 시험법과 젖음성 측정을 통하여 평가하였다. CNT-에폭시 나노복합재료의 접촉저항은 전기적 접촉부가 일정하게 점차적으로 증가하는 경사형 (gradient) 시편으로 측정되었다. CNT-에폭시나노복합재료의 접촉저항은 2-점법 대신에 4-점법을 사용하여 평가하였다. 불균일한 표면에 존재하는 소수성 영역 때문에 CNT-에폭시 나노복합재료의 어떤 부분은 초소수성보다는 다소 낮은 접촉각인 120도를 가졌다. 표면처리된 유리섬유는 에칭된 섬유 표면의 흠이 있지만 인장 강성도는 약간의 변화가 나타나는 반면에, 인장강도는 현저하게 감소하였다. 에칭된 유리섬유와 CNT-에폭시 나노복합재료는 표면 에너지와 거친 정도가 증가함으로써, 계면전단강도가 증가되었다. 열역학적 에너지 일인 Wa가 증가함에 따라, 기계적 계면전단강도와 겉보기 강성도 모두 상호일치하게 증가를 보여주었다.

Abstract

Interfacial evaluation of glass fiber reinforced carbon nanotube (CNT)-epoxy nanocomposite was investigated by micromechanical technique in combination with wettability test. The contact resistance of the CNT-epoxy nanocomposite was measured using a gradient specimen, containing electrical contacts with gradually-increasing spacing. The contact resistance of CNT-epoxy nanocomposites was evaluated by using the two-point method rather than the four-point method. Due to the presence of hydrophobic domains on the heterogeneous surface, the static contact angle of CNT-epoxy nanocomposite was about 120°, which was rather lower than that for super-hydrophobicity. For surface treated-glass fibers, the tensile strength decreased dramatically, whereas the tensile modulus exhibited little change despite the presence of flaws on the etched fiber surface. The interfacial shear strength (IFSS) between the etched glass fiber and the CNT-epoxy nanocomposites increased due to the enhanced surface energy and roughness. As the thermodynamic work of adhesion, Wa increased, both the mechanical IFSS and the apparent modulus increased, which indicated the consistency with each other.

참고문헌 (12)

  1. B. G. Lars, "Load and health monitoring in glass fibre reinforced composites with an electrically conductive nanocomposite epoxy matrix", Compos Sci Technol, 68, pp.1886~1894 (2008)
  2. Z. Q. Shen, "The effects of carbon nanotubes on mechanical and thermal properties of woven glass fibre reinforced polyamide-6 nanocomposite", Compos Sci Technol, 69, pp.239~244 (2009)
  3. D. Wei, "In situ conductance and in situ ATR-FTIR study of poly(N-methylaniline) in aqueous solution", J Electroanal Chem, 602, pp.203~209 (2007)
  4. M. Pagels, "A new approach to the mechanism of polymerization of oligovinylthiophene", Electrochim Acta, 46, pp.3943~3954 (2001)
  5. H. Klauk, "Contract resistance in organic thin film transistors", Solid State Electron, 47, pp.297~301 (2003)
  6. S. J. Park, "Interfacial characteristics and fracture toughness of electrolytically Ni-plated carbon fiber- reinforced phenolic resin matrix composites", J Coll Interf Sci, 237, pp.91~97 (2001)
  7. L. Jin, "Effect of electro-polymer sizing of carbon fiber on mechanical properties of phenolic resin composites", Trans Nonferrous Met Soc, 16, pp.457~461 (2006)
  8. 김평기, "미세역학적시험법과 음향방출을 이용한 Jute 및 Hemp섬유", 폴리프로필렌복합재료의 내구성 및 계면 평가, 2007, pp.20(3), 55~62[DOI]
  9. X. Wang, "Improving the bond strength between carbon fiber and cement by fiber surface treatment and polymer addition to cement mix", Cem Conc Res, 26, pp.1007~1012 (1996)
  10. J. M. Park, "Interfacial properties of electrodeposited carbon fibers", epoxy composites using electro-micromechanical technique and nondestructive evaluation, 2001, pp.237, 80~90
  11. T. H. Jung, "Prediction of fibre strength at the critical length: a simulation theory and experimental verification for bimodally distributed carbon fibre strengths", J Mater Sci, 28, pp.4489~4496 (1993)
  12. 박주언, "복합재료의 계면 전단강도를 평가하기 위한 새로운 반구형 미소접합 시험편", 한국복합재료학회지, 21(2), pp.25~30 (2008), 한국복합재료학회

관련 논문AI추천

미세역학시험법과 전기저항 측정을 이용한 탄소섬유/페놀수지 및 탄소나노튜브-페놀수지 복합재료의 계면특성 평가구가영, 권동준, 박종규, 박종만, 왕작가, 이우일한국접착및계면학회 · 접착 및 계면2010 · 제11권 제4호젖음성 시험과 전기-미세역학 시험법과 통한 단 카본섬유/산처리된 CNT-에폭시 나노복합재료의 분산과 자체-감지능공조엘, 구가영, 박종규, 박종만, 왕작가, 이우일, 장정훈한국접착및계면학회 · 접착 및 계면2009 · 제10권 제2호전기저항 평가법을 이용한 CNT 함유 에폭시의 탄소섬유내 젖음성 및 계면특성 예측 연구권동준, 박종규, 박종만, 신평수, 이민경, 이형익, 최진영한국복합재료학회 · Composites Research2015 · 제28권 제4호CNT 첨가에 따른 유리섬유/섬유 복합재 제작 및 특성 평가김형태, 박준홍, 안우진, 오창환, 이도현, 이동박, 제연진, 조규철한국결정성장학회 · 한국결정성장학회지2021 · 제31권 제4호젖음성 및 전기저항 측정을 이용한 플라즈마 처리된 단일 탄소섬유 강화 탄소나노튜브-페놀수지 나노복합재료의 계면접착력 향상구가영, 권동준, 박종규, 박종만, 왕작가, 이우일한국접착및계면학회 · 접착 및 계면2011 · 제12권 제3호전기저항측정 및 미세역학시험법을 이용한 탄소나노섬유/튜브 및 전기방사된 나노섬유/에폭시 복합재료의 계면특성 및 감지능 연구김성주, 박종만, 정진규한국복합재료학회 · Composites Research2005 · 제18권 제4호

이 간행물의 다른 논문 (5건)