시아네이트 에스터 수지의 화학유변학적 거동 및 탄소섬유강화 고분자 복합재료의 물성 (Chemorheological Behavior of Cyanate Ester Resin and Properties of Carbon Fiber Reinforced Polymer Composites)

서지정보

· 발행기관 : 한국고무학회
· 수록지 정보 : 엘라스토머 및 콤포지트 / 48권 / 2호 / 133 ~ 140페이지
· 저자명 : 나효열, 윤병철, 김승환, 이성재

초록

탄소섬유강화 고분자(CFRP) 복합재료는 고분자 매트릭스 내에 탄소섬유를 강화제로 사용한 복합재료이다.
최근 고온 및 고진공 조건이 요구되는 항공우주 및 전자산업용 고성능 재료로 사용하기 위해 높은 열안정성과 낮은기체방출 특성을 갖는 CFRP 복합재료가 활용되고 있다. 이러한 용도에 시아네이트 에스터 수지는 가장 적합한 매트릭스 수지로 꼽히고 있다. 본 연구에서는 시아네이트 에스터 수지와 촉매의 조합, 경화 거동 및 경화 사이클을 최적화하기위해 화학유변학적 거동을 분석하였다. 최적 조건은 촉매 100 ppm을 첨가한 수지 조성물을 150 oC에서 경화한경우로 나타났다. 열안정성과 기체방출 특성을 분석한 결과 경화된 수지 조성물은 열분해 온도 385 oC 및 전체질량손실0.29%를 나타내었다. 설정한 수지 조성 및 경화 조건을 사용하여 CFRP 프리프레그 및 이를 적층한 복합재료를제조하였다. 복합재료의 인장 탄성률을 이론적 모델과 비교한 결과 매우 일관성이 있었다.

영어초록

Carbon fiber reinforced polymer (CFRP) composites consist of carbon fibers in a polymer matrix. Recently,CFRP composites having high thermal stability and low outgassing are finding their use in high performance materialsfor aerospace and electronics applications under high temperature and high vacuum conditions. Cyanate ester resin is oneof the most suitable matrix resins for this purpose. In this study, proper combination of cyanate ester and catalyst, curingbehavior, and cure cycle were determined by chemorheology. Optimum condition was found to be catalyst content of 100ppm and curing temperature of 150 oC. Thermal stability and outgassing of cured resin composition were analyzed andthe results showed thermal decomposition temperature of 385 oC and total mass loss of 0.29%. The CFRP prepregs andsubsequent composites were fabricated by predetermined resin composition and the cure condition. Tensile moduli of thecomposites were compared with theoretical models and the results were very consistent.

참고자료

· 없음