구조용 폼의 조성 및 열 노화에 따른 변형특성 관찰
Investigation of Properties of Structural Foam with Different Conformation and via Thermal Aging Condition
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섬유강화고분자복합재료(CFRP, Carbon Fiber Reinforced Plastics)의 경량화는 자동차 및 항공 분야에서 끊임없이 요구되고 있으며, 구조용 폼과 CFRP를 혼합하여 샌드위치 복합재료로 사용되고 있다. 본 연구에서는 열경화성 소재인 에폭시 폼과 폴리우레탄 폼 및 열가소성 소재인 PET 폼과 PVC 폼의 조성 차이에 따른 폼의 형상및 열 노화를 통해 변화되는 기계적 특성 변화를 관찰하였다. 성형한 에폭시 폼, 폴리우레탄 폼 및 상용화된 PET 폼과 PVC폼을 180도에서 열 노화시켰으며, 30, 60, 120, 180분의 노화시간에 따라 구조용 폼의 변화를 광학 현미경및 만능시험기로 폼 셀의 형상 및 압축강도를 평가하였다. 궁극적으로 에폭시 폼이 가장 높은 2.6 MPa의 압축강도를 가졌으며, 열 노화 조건에서도 물성저하나 형상의 변화가 거의 발생되지 않았다. 이는 에폭시 폼이 타 구조용 폼에 비해 열 노화 조건에서 후경화되어 강직한 조성을 이루며, 타 구조용 폼과는 다르게 내열 특성이 우수하기 때문에 고온용 구조용 폼으로 적용하기 적합한 소재임을 확인하였다.
Abstract
Sandwich composites of carbon fiber reinforced plastic(CFRP) and polymer foam will be used to automobile and aerospace industry according to increasing importance of light weight. In this study, mechanical and heat resistance properties of sandwich composites were compared with type of polymer foam (polyethylene terephthalate(PET), polyvinylchloride(PVC), epoxy and polyurethane). All types of polymer foams were degraded to 30, 60, 120, 180 minutes in 180oC. After heat degradation, the polymer foams were observed using optical microscope and compressive test was performed using universal testing machine(UTM). Epoxy foam had the highest compressive property to 2.6 MPa and after thermal degradation, the mechanical property and structure of foam were less changed than others. Epoxy foam had better mechanical properties than other polymer foams under high temperature. Because the epoxy foam was post cured under high temperature. As the results, Epoxy foam was optimal materials to apply to structures that thermal energy was loaded constantly.
참고문헌 (16)
- 김기석, "자동차 경량화를 위한 탄소섬유강화 복합재료의 동향", 엘라스토머 및 콤포지트, 47(1), pp.65~74 (2012), 한국고무학회
- Meschut, G., "Innovative and Highly Productive Joining Technologies for Multi-Material Lightweight Car Body Structures", Journal of Materials Engineering and Performance, 23(5), pp.1515~1523 (2014)[DOI]
- 안원술, "무기분말-폴리우레탄 복합체폼의 제조 및 후처리가 기계적 물성에 미치는 영향", 한국산학기술학회논문지, 12(5), pp.2451~2456 (2011), 한국산학기술학회
- Hirsch, J., "Aluminium in Innovative Light-weight Car Design", Materials Transactions, 52(5), pp.818~824 (2011)[DOI]
- 김진봉, "자동차용 탄소 연속섬유 복합재 선루프 프레임의 개발에 대한 연구", 한국자동차공학회 논문집, 25(3), pp.350~359 (2017), 한국자동차공학회[DOI]
- Obradovic, J., "Lightweight Design and Crash Analysis of Composite Frontal Impact Energy Absorbing Structures", Composite Structures, 94(2), pp.423~430 (2012)[DOI]
- Kim, S.T., "Development Trend for Thermoplastic Polymer Composite", Polymer Science and Technology, 24(1), pp.25~29 (2013)
- 장서윤, "발포제 종류에 따른 페놀 폼의 물성 연구", 한국가스학회지, 20(2), pp.30~34 (2016), 한국가스학회[DOI]
- 이주찬, "페놀 폼과 폴리우레탄 폼의 난연 및 내열성 연구", 한국가스학회지, 17(1), pp.35~41 (2013), 한국가스학회[DOI]
- Yanez-Flores, I.G., "Peroxide Crosslinking of PVC Foam Formulations", European Polymer Journal, 36(10), pp.2235~2241 (2000)[DOI]
- 김동권, "단열재용 페놀폼의 물성과 열적특성", 공업화학, 17(4), pp.357~360 (2006), 한국공업화학회
- Mazzon, E., "Lightweight Rigid Foams From Highly Reactive Epoxy Resins Derived from Vegetable Oil for Automotive Applications", European Polymer Journal, 68, pp.546~557 (2015)[DOI]
- El Gazzani, S., "High Temperature Epoxy Foam: Optimization of Process Parameters", Polymers, 8(6), pp.215~ (2016)[DOI]
- Song, B., "Compressive Mechanical Response of a Low-density Epoxy Foam at Various Strain Rates", Journal of Materials Science, 42(17), pp.7502~7507 (2007)[DOI]
- Tang, Z., "Thermal Degradation Behavior of Rigid Polyurethane Foams Prepared with Different Fire Retardant Concentrations and Blowing Agents", Polymer, 43(24), pp.6471~6479 (2002)[DOI]
- 권현진, "Differential Scanning Calorimetry (DSC)를 이용한 유리섬유 Bisphenol-A(BPA)계 에폭시 프리프레그의 경화 반응 속도 연구", Composites Research, 31(1), pp.30~36 (2018), 한국복합재료학회