양극산화 처리에 따른 탄소섬유 표면의 페놀릭 하이드록실 관능기 비율의 증가가 에폭시기지 복합재료의 기계적 계면결합 특성에 미치는 영향

김동규; 김관우; 한웅; 송범근; 오상엽; 방윤혁; 김병주

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김동규 (한국탄소융합기술원 소재부품실용화본부) 김관우 (한국탄소융합기술원 소재부품실용화본부) 한웅 (한국탄소융합기술원 소재부품실용화본부) 송범근 (한국탄소융합기술원 소재부품실용화본부) 오상엽 (한국탄소융합기술원 소재부품실용화본부) 방윤혁 (효성 R&DB Labs) 김병주 (한국탄소융합기술원 소재부품실용화본부)

저널정보: 한국공업화학회 공업화학 공업화학 제27권 제5호

발행연도: 2016.1

수록면: 472 - 477 (6page)

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본 연구에서는 전류밀도 변화에 따른 탄소섬유의 양극산화 처리가 탄소섬유 표면과 탄소섬유 강화 복합재료의 기계적 계면결합력에 미치는 영향을 고찰하였다. 양극산화 처리된 탄소섬유 표면 특성은 원자간력 현미경(Atomic force microscope, AFM)과 전계방사형 주사전자현미경(Field emission-scanning electron microscope, FE-SEM), 적외선 분광법(Fourier transform infrared spectroscopy, FT-IR) 및 X선 광전자 분광법(X-ray Photoelectron Spectroscopy, XPS)으로 분석하였으며, Short beam 전단시험을 통해 표면처리에 따른 탄소섬유 강화 복합재료의 계면 전단강도를 측정하였다. 실험 결과 전류밀도가 증가함에 따라 탄소섬유 표면의 거칠기와 산소관능기의 함량의 증가와, 탄소섬유 강화 복합재료의 층간전단강도(Interlaminar shear strength, ILSS)의 향상 및 페놀릭 하이드록실 그룹과의 비례관계를 확인하였다. CF-2.0 시편의 층간전단강도는 87.9 MPa로 CF-AS 시편에 비해 약 4% 증가하였는데, 이러한 결과는 양극산화 처리가 산소관능기와 탄소섬유 표면 거칠기의 증가를 유도하여 탄소섬유와 수지의 계면 결합력이 증가된 것으로 판단된다. 그중 층간전단강도와 비례관계인 페놀릭 하이드록실 그룹은 탄소섬유 강화 복합재료의 계면결합력을 향상시키는 중요한 요소라 판단된다.

#anodic oxidation #carbon fibers #composites #interlaminar shear strength

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