에폭시 접착제의 탄소나노튜브 함량과 경화시 습도 변화에 따른 GFRP 및 CFRP의 접착강도 변화 평가
Evaluation of the Change in Adhesion Strength of GFRP and CFRP with Carbon Nanotube Contents in Epoxy Adhesive with Moisture Change during Curing
1
조회
0
다운로드
1
인용
0
참고문헌
키워드
초록
풍력블레이드가 대형화되면서 유리섬유 복합재료(GFRP)와 탄소섬유 복합재료(CFRP)를 혼용하여 제작하고 있고, 이 때 두 가지 이종재료 간의 접착특성에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본연구에서는 에폭시 접착제 내 탄소나노튜브 함량 및 경화 시 습도의 차이에 따른 접착강도의 변화를평가하였다. 탄소나노튜브의 함량이 다른 에폭시 접착제를 활용하여 GFRP와 CFRP를 접착하였고, 경화 시 습도에 따른 특성의 변화를 알아보기 위해 접착강도를 평가하였다. 탄소나노튜브 함량에 따른 변화를 알아보기 위해 접착제에 들어가는 탄소나노튜브의 함량을 0, 0.1, 0.3, 0.5, 1 wt%로 나누어 단일랩 전단 시험을 진행하였고, 습도 조건에 따른 변화를 확인하기 위해 항온항습기로 습도를 20, 50, 80% 조건으로 나누어 접착제를 경화시킨 후 단일 랩 전단 시험을 진행하였다. 실험결과 에폭시 접착제에탄소나노튜브를 넣음으로써 접착특성이 향상됨을 확인하였지만 함량이 과도하게 많을 때에는 접착력이 줄어드는 것을 확인하였다. 또한 습도가 증가할수록 접착특성이 변하지 않음을 확인할 수 있었다.
Abstract
As the wind blades become larger, they tend to be made by mixing glass fiber and carbon fiber, and it is important to increase the properties of the adhesive which adheres the two materials. The physical properties of the adhesive vary depending on the content of the additive and curing conditions. In this study, the change in adhesion strength with the difference between the CNT (Carbon Nanotube) content of the epoxy adhesive and the humidity during curing was evaluated. GFRP and CFRP specimens were prepared and adhered using an epoxy adhesive, and to examine changes in characteristics with carbon nanotube contents and with the humidity during curing of the epoxy adhesive, adhesion strength was evaluated by dividing the difference between carbon nanotube content and humidity. To find out the change with the CNT contents, the intelaminar shear strength (ILSS) test was performed by dividing the contents of the CNT into 0, 0.1, 0.3, 0.5, and 1 wt%, and to confirm the change with the humidity conditions, the adhesive was cured by dividing the humidity by 20, 50, and 80%. From the result of the experiment, the adhesive force decreased when the content was excessively large, although the adhesive property was enhanced by adding CNT to the epoxy adhesive. In addition, it was confirmed that the adhesion characteristics were not changed as the humidity increased
참고문헌 (24)
- S.T. Ke, , Advances in Structural Engineering, 18(12), pp.2075~ (2016)
- C.H. Lee, , The Korea Society of Mechanical Engineers Symposium, pp.650~660 (2002)
- S.Y. Kim, , The Korean Society for New and Renewable Energy, 378 (2007)
- P.W. Sonparote, , Fibre Science and Technology, 16, pp.309~ (1982)
- A. A. Khalid, , Materials and Design, 27(6), pp.499~ (2006)
- 김도원, "탄소섬유 복합재 및 두께 축소율을 이용한 풍력 블레이드 스파캡 경량화 설계", 항공우주시스템공학회지, 12(2), pp.66~75 (2018), 항공우주시스템공학회[DOI]
- 장홍규, "풍력 블레이드를 위한 CNT 코팅 유리섬유의 적용성에 대한 비교 연구", Composites Research, 29(6), pp.336~341 (2016), 한국복합재료학회
- 김귀식, "풍력발전기의 사고 발생요인의 분류", 동력시스템공학회지, 19(4), pp.76~81 (2015), 한국동력기계공학회[DOI]
- 지현섭, "음향방출(AE)을 이용한 풍력 블레이드의 피로손상 평가", 비파괴검사학회지, 35(3), pp.179~184 (2015), 한국비파괴검사학회[DOI]
- 이상일, "풍력블레이드의 제작 신뢰성 향상을 위한 접착 성능평가에 관한 연구", 풍력에너지저널, 12(2), pp.37~42 (2021), 한국풍력에너지학회[DOI]
- 김학근, "대형 풍력발전기용 복합재 블레이드의 후단 및 스파-웹 부위 디본딩 손상에 따른 고유주파수 특성 평가", 신재생에너지, 15(1), pp.18~25 (2019), 한국신·재생에너지학회[DOI]
- Y.J. Jang, , The Korean Society of Mechanical Engineers, 19 (2017)
- 김학근, "Puck의 파손기준에 기반한 풍력발전기용 복합재 블레이드의 점진적 파손 평가", 신재생에너지, 15(4), pp.1~10 (2019), 한국신·재생에너지학회[DOI]
- H.G. Kim, , 5th International Conference on Materials and Reliability (2019)
- Y.H. Lee, , Composite Structures, 92(12), pp.2916~ (2010)
- C. H. Kim, , Composite Structures, 120, pp.183~ (2015)
- A. G. Magalhãesa, , NDT & E International, 38(1), pp.45~ (2005)
- Y. Boutar, , International Journal of Adhesion and Adhesives, 67, pp.38~ (2016)
- 박수진, "에폭시 접착제의 내수성, 열적 및 기계적 물성에 관한 연구", 엘라스토머 및 콤포지트, 40(3), pp.166~173 (2005), 한국고무학회
- 강병언, "전자부품용 에폭시 접착제의 계면 파괴 거동 연구", 한국산학기술학회논문지, 12(3), pp.1479~1487 (2011), 한국산학기술학회
- S. Yu, , Materials and Design, 31(1), pp.126~ (2010)
- 양승화, "계면 결합력과 나노튜브의 응집에 따른 나노튜브", 고분자 복합재의 탄소성 거동 예측에 대한 연구, 2013, pp.26(6), 423~430[DOI]
- P. S. Shin, , Composites Science and Technology, 142, pp.98~ (2017)
- 구민예, "탄소나노튜브로 강화된 에폭시 복합재료의 기계적 물성과 열팽창 계수 측정", 대한기계학회논문집 A, 37(5), pp.657~664 (2013), 대한기계학회