effect of plasma treatment on mechanical interfacial...

264

한국섬유공학회지, Vol. 53, No. 4, 264-272http://dx.doi.org/10.12772/TSE.2016.53.264

ISSN 1225-1089 (Print)

ISSN 2288-6419 (Online)

플라즈마 처리에 따른 탄소/나일론 6 복합재의 계면 특성 및 물성 연구

권일준1 · 박성민2 · 신동우2 · 유성훈1 · 염정현1†

1경북대학교 기능물질공학과, 2다이텍연구원

Effect of Plasma Treatment on Mechanical Interfacial Properties of Carbon Fiber/Nylon 6 Composites

Il-Jun Kwon1, Sung-Min Park2, Dong-Woo Shin2, Sung-Hun Yoo1, and Jeong-Hyun Yeum1†

1Department of Advanced Organic Materials Science and Engineering, Kyungpook National University, Daegu 41566, Korea 2DYETEC Institute, Daegu 41706, Korea

1. 서 론

최근 들어 심각한 환경오염과 자동차 수요의 급격한 증가에 따른 에너지 자원의 고갈로 인해 자동차 연비가 중요시 되고 주요국들의 배기가스 배출에 대한 규제가 강화되면서 자동차 완성차 업체들도 CO2 량 및 배기 배출물을 줄일 수 있는 고효율 저연비 차량의 개발이 필수적인 사항이되었다. 연비를 강화하기 위해서는 파워트레인의 개선, 공기역학적 디자인, 경량화 등의 방법을 고려할 수 있는데 그중 효과가 가장 확실하고 다른 방법에 앞서 기본적으로 고려되어야 할 방안으로 경량화가 최우선 검토되고 있다.자동차 경량화 needs의 증대로 인해 기존 steel 대체 부품의 필요성이 더욱 커지고 있는 시점이며, 이에 따라 탄소섬유 복합재료의 역할 증대가 예상된다. 특히 자동차 시장에서는 기존의 열경화성 복합재료는 성형시간 및 재활용의 문제로 인해 자동차 부품용 재료로 확대 적용하기 어렵다.

반면 열가소성 복합재료는 기존 플라스틱 및 steel 대비높은 비강성/비강도를 가지며, 예열 후 제품형상을 갖는 금형에 장작한 후 프레스 공정 등을 통한 간단한 열성형을진행하면 원하는 제품을 제조할 수 있다. 따라서 장시간의경화공정이 필요 없으므로 cycle time이 수분 정도로 단축되며, 대량생산이 가능하며 제조 원가도 낮아지게 된다. 그리고 디자인 자유도가 상대적으로 높으며 재활용이 가능한장점을 가지게 된다.열가소성 프리프레그 제조 공정 중 하나인 film impregnation

process 공정은 먼저 열가소성 수지를 이용하여 필름을 제조한 후, 이 필름을 유리섬유나 탄소섬유 일방향(UD) 직물에 위아래로 위치시킨 후 double belt press를 이용하여 고온·고압을 가하여 열가소성 필름을 용융시켜 일방향 직물에 수지를 함침시켜 제조하는 방법이다. 일반적인 열가소성 수지는 용융점도가 매우 높으며 특히 내열성이나 기계적 강도가 높은 고분자 수지일수록 분자량이 크고 용융점

†Corresponding Author: Jeong-Hyun YeumE-mail: [email protected]

Received July 10, 2016Revised August 5, 2016Accepted August 14, 2016

ⓒ2016 The Korean Fiber Society

Abstract: In this study, PAN-based carbon fabrics were treated with plasma generatedfrom argon and oxygen for surface modification. The effects of plasma treatment on theinterfacial binding force of carbon/nylon 6 composites were investigated. Chemicalchanges on the surface of the carbon fiber due to plasma treatment were studied with thehelp of X-ray photoelectron spectroscopy. Atomic-force microscopy was used to examinethe surface morphology of the carbon fibers. The effect of the duration of the plasma treat-ment on the surface energy of the carbon fibers was investigated, and mechanical tests forcarbon/nylon 6 composites were conducted. It was found that functional groups ofhydroxyl and carboxyl were created on the surface of the carbon fibers owing to theplasma treatment. Furthermore, the interfacial binding force improved with an increase inthe duration of the plasma treatment.

Keywords: carbon fiber, plasma, nylon 6, interfacial properties, impregnation

플라즈마 처리에 따른 탄소/나일론 6 복합재의 계면 특성 및 물성 연구 ▐ 265

도가 높아 함침 시 균일하게 수지가 함침되지 않고 섬유사이에 기포가 그대로 혼입되어 복합재료의 물성을 저하시키며 표면도 매끈하게 제조하기 어렵다[1−3]. CFRP에서의계면은 외부의 응력이나 변형을 수지에서 섬유로 전달하여충격이 복합재 전반에 걸쳐 균일하고 연속적으로 흡수되도록 하는 매개체 역할을 하기 때문에 계면에서의 결합 정도에 따라 복합재의 최종 기계적 물성은 크게 달라진다[4,5].탄소섬유의 경우 섬유 표면의 평활성 때문에 나일론 수지의 경우 탄소섬유와의 계면 결합력이 약하다는 문제점이발생할 수 있다[6,7]. 따라서 탄소섬유와 수지간의 계면 결합력을 향상시키기 위해 탄소섬유의 플라즈마 처리[8−10]에 대한 연구 필요성이 높다. 따라서 본 연구에서는 플라즈마로 탄소섬유에 표면처리한 후 그에 따른 젖음성과 표면에너지를 관찰하였으며, 플라즈마 처리에 따른 탄소/nylon 6 복합재의 계면결합력을측정하기 위해 계면전단강도와 층간전단강도 시험[11,12]을 진행하였다. 또한 플라즈마의 계면접착력과 계면의 노치 크기에 따른 접착력 향상 검토를 위해 전산해석을 통한분석을 진행하였다.

2. 실 험

2.1. 탄소섬유 표면처리실험 재료로는 표면처리 및 사이징 처리가 되지 않은

PAN계 탄소직물(12K plain weave, Taekwang Co., Korea) 이사용되었고, chip 형태의 nylon 6(KOPA®-PA6, KOLONPLASTICS Inc., Korea)가 사용되었다. 탄소섬유의 표면처리에 있어서 연속 대기압 플라즈마 장치(JSAPS-PB1500D,제4기한국)를 이용하였고 Figure 1에 시스템 구성에 대한schematic diagram을 나타내었다. 대기압 플라즈마 처리 시스템은 연속(in-line) 공정으로, 고전압을 이용하여 섬유나폴리머의 wettability 특성 등을 개선하는 데에 이용될 수있도록 개선된 장치이다. 플라즈마 처리 가스로는 O2를 사

용하였고 플라즈마 처리 시간은 각각 30 s, 60 s, 90 s로 설정하여 실험을 진행하였다.

2.2. 플라즈마 처리에 따른 탄소섬유 표면특성플라즈마 처리에 따른 형태학적 특성을 분석하기 위하여

AFM이 사용되었다. 그리고 플라즈마 처리 시간에 따른 표면 활성 상태를 확인하기 위하여 XPS(ESCALAB 250 XPSspectrometer, VG Scientifics)를 이용하여 섬유 표면의 원소분석을 진행하였다. 또한, 플라즈마 처리 시간에 따라 surfaceenergy(표면에너지)를 계산하였다.

2.3. 탄소/nylon 6 복합재 제조Nylon 6와 탄소섬유의 복합재 제조를 위해 Twin Screw

Extruder(CTW 100, Thermo Scientific)와 Wire coating take-off die가 사용되었다. Extruder의 온도는 270 oC, 압출기의스크류 속도(RPM)은 12로 설정하였다. extruder에 chip 형태의 nylon 6를 투입하고, take-off die를 연결하면 용융된nylon 6가 나오면서 압착 롤러를 통해 두께 0.3 mm의 nylon6 필름이 제조될 수 있다. 제조된 nylon 6 필름과 탄소섬유를 핫프레스 기기와 300 mm×300 mm 크기의 금형을 이용하여 탄소/nylon 6 복합재를 제조하였다. 핫프레스 기기의온도가 240 oC인 상태에서 20분 동안 6.5 MPa의 압력을 가하였고, 총 5장의 탄소섬유와 6장의 nylon 6 필름을 번갈아가면서 쌓아서 복합재 제조를 진행하였다.

2.4. 탄소/nylon 6 복합재의 물성 분석탄소섬유와 nylon 6 간의 계면접착력을 측정하기 위하여풀-아웃(pull-out) 시험 중 한가지 방법인 microdropletdebonding 시험 샘플(single fiber)을 Figure 2에 나타내었다.온도는 80 oC로 설정하였으며, 30분간 완전 경화시키고stereoscopic microscope(모델명: SMZ18, 제조사: NICON)를 이용하여 nylon 6가 묻어있는 면적을 측정하였다.계면전단강도(IFSS: interfacial shear strength)는 식 (1)를이용하여 계산하였다.

IFSS = Fmax/S (1)

Fmax: maximum load (to debond the fiber from matrix)S: fiber embedded area플라즈마 처리를 한 탄소/nylon 6 복합재와 플라즈마 처리를 하지않은 탄소/nylon 6 복합재의 물성 분석을 하기 위하여 피로도시험기(EHF-EV051K2-040-0A, SHIMADZU)를이용하였다. 시험은 시험규격 KS M ISO 13003에 근거하여 진행하였으며, 시편의 크기는 길이 150 mm, 두께 2.3 mm,폭 25 mm의 크기로 제작하였으며 시험조건은 Table 1와같이 설정하였다.피로시험의 평균응력 σm과 응력비 R

σ는 아래의 식 (2)과

Figure 1. Schematic diagram of atmospheric pressure plasmaequipment.

266 ▐ 권일준 · 박성민 · 신동우 · 유성훈 · 염정현 Textile Science and Engineering, 2016, 53, 264-272

같이 적용되어 양수의 값을 나타냄으로 장력-장력 사이클링으로 하중이 적용되었다.

(2)

그리고 탄소섬유와 nylon 6 수지 사이의 층간전단강도(interlaminar shear strength, ILSS)를 측정하기 위해 KS MISO 14130:2012에 근거하여 시편을 제작하였으며, 시편의두께가 1.26 mm임을 감안하여 비례시편으로 제작하였다.비례시편의 비율은 아래 식 (3)을 이용하여 계산하였고

이에 따라 시편의 지점간거리(L)은 식 (4)와 같이 계산되었다.

l = 10 h = 2 b (3)L = 5 h ± 0.3 (4)

따라서 시편의 길이(l)는 12.6 mm, 폭(b)은 6.3 mm, 두께(h)는 1.26 mm으로 시편을 제작하였고 지점간 거리(L)는6.5 mm, 하중속도는 1 mm/min으로 시험을 진행하였으며,ILSS 시험의 모식도를 Figure 3에 나타내었다. 층간 전단 강도는 측정한 강도를 통하여 아래 식 (5)을 이용하여 계산하였다.

ILSS = 0.75 Fb/bh (5)

Fb: breaking forceb: width of specimenh: thickness of specimen

2.5. IFSS 분석을 위한 전산해석계면전단강도(IFSS) 조건의 경우 실제 거동형상 분석이

σmσmax σmin+

2---------------------------=

Rσ

σminσmax----------- 10

500-------- 0.02= = =

Figure 2. Test samples of interfacial shear strength; (a) untreated, (b) 30 s, (c) 60 s, and (d) 90 s.

Table 1. Condition of fatigue test

Force 1st 2nd 3rd 4th 5thMax force (kN) 32.17 436.7 2413.36 36775.05 57460Min force (N) 10 10 10 10 10Speed (Hz) 5 5 5 5 5

Figure 3. Mimetic diagram of test specimen of ILSS.

Figure 4. 3D Model of carbon fiber.


어렵기 때문에 이를 위해 전산해석 모델을 구축하여 검토하였다. 전산해석 모델은 Figure 4와 같이 3차원 모델을 생성하였다. 탄소섬유의 직경은 7 µm으로 선정하였으며 표면에 1 µm의 polymer가 함침된 것을 가정하여 하였다. 이때 표면의 거칠기의 높이는 3 nm, 산과 산의 간격(피치)는7 nm로 산정하였다. 실제 전산해석에서는 해당 모델이 축대칭 모델이기 때문

에 2차원적 해석 모델로 간략화하여 진행하였으며 전산해석에 적용된 재료 물성은 Table 2와 같이 나타냈다.전산해석을 위한 구속조건은 Figure 5의 boundary

condition에서 보는 바와 같이 2차원 축대칭 모델을 생성하였으며, carbon이 고정되어 있는 상태에서 polymer를 위 방향(Y 방향)으로 1 nm 변위를 주었다. 초기 구속조건에 대한 정보는 Table 3과 같이 정리하였다. 본 해석에 대한 검증을 위해 Table 4와 같이 노치의 크기와 접합력의 크기를달리하여 검증하였다. 또한 접착소재가 신율 0.1 이상이 될때 소재의 파괴거동을 묘사하기 위해 Table 3의 DP5, DP6과 같이 소재 explicit structural 해석을 수행하였다.

Table 2. Material property for numerical analysis

Polymer CarbonDensity (kg µm-3) 9.50E-16 1.54E-15Young's modulus (MPa) 1100 2.90E+05Poisson's ratio 0.42 0.27Bulk modulus (MPa) 2291.7 1.51E+05

Shear modulus (MPa) 387.32 82283Fail strain 0.1 0.1

Figure 5. Mimetic diagram of boundary condition.

Table 3. Boundary condition of carbon and polymer

Mesh Carbon PolymerNodes 3053 3591Elements 970 1148Displacement 1 nmNotch deep 3 nmNotch width 7 nm

Table 4. Notch and bonding force on design point

Notch deep (nm) Analysis typeDP 1 3 Static structuralDP 2 4 Static structuralDP 3 5 Static structuralDP 4 6 Static structuralDP 5 3 Explicit structuralDP 6 6 Explicit structural

Figure 6. AFM images on surface of carbon fiber; (a) untreated, (b) 30 s, (c) 60 s, and (d) 90 s.


3. 결과 및 고찰

3.1. 표면특성 분석 결과플라즈마 처리에 따른 탄소섬유의 표면의 형상을 AFM을 통해 측정하였고, 표면의 요철 발생 정도와 RMS(rootmean square) 값을 Figure 6에 나타내었다. RMS 값은 AFM측정 결과에 따라 요철의 높이 변화를 토대로 하여 계산되었고, 탄소섬유 표면의 요철 발생정도는 플라즈마 처리 시간이 증가함에 따라 점점 증가하다가 처리시간이 90 s일 때가장 많은 요철이 생성되었다고 볼 수 있다. 플라즈마 처리 시간에 따른 탄소섬유 표면 활성 상태를확인하기 위하여 X-ray photoelectron spectroscopy(XPS)를이용하였다. XPS 측정 후 C1s의 작용기 peak를 fitting하여Figure 7에 나타내었고, 각 작용기별 결합 에너지와 함량을Table 5에 나타내었다. C의 조성비가 처리 시간에 증가함에따라 감소하는 반면에 O의 조성비는 감소하는 경향을 나타내었다. 그리고 C-OH(히드록실기)의 조성비는 처리 시간이 증가함에 따라 같이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 하지만 90 s 동안 처리한 탄소섬유는 오히려 히드록실기의 비중이 감소하고 안정적인 C-OOH(카르복실기)가 증가하는 경향을 나타내었다.또한, 플라즈마 처리에 의한 접촉각은 wilhelmy plate

method[13−15]을 이용하여 측정하였다. 동적 접촉각 측정을 위하여 플라즈마 처리된 탄소섬유를 핫프레스 기기를이용하여 plate 형태로 제작하였고 플라즈마 처리된 plate

당 3회 반복 실험하여 평균값을 구하였다. 측정시 증류수와 benzene을 사용하였고 속도는 2 mm/min으로 설정하였다. 그리고 접촉각의 결과값을 이용하여 플라즈마 처리에의한 표면에너지는 식 (6)을 이용하여 구하였다.

γs = γsd + γs

p (6)

γs: surface energy of solidγs

d: dispersion energy of solidγs

p: polarity energy of solid여기서, γs

d와 γsp는 다음 식 (7)을 이용하여 계산하였다.

γL1(1 + cosθ1) = 2(γL1dγs

d)1/2 + 2(γL1pγsp)1/2

γL2(1 + cosθ2) = 2(γL2dγs

d)1/2 + 2(γL2pγsp)1/2 (7)

γL1, γL2: surface tension of a liquid (L1: distilled water, L2:benzene)

γL1d, γL2

d: dispersive energy of each of distilled water andbenzene

γL1p, γL2

p: polarity energy of each of distilled water and benzene

Figure 7. XPS spectrum of carbon fiber on plasma treatment; (a): untreated, (b) 30 s, (c) 60 s, and (d) 90 s.

Table 5. Binding energies and contents of functional group of carbonfiber surfaces

Funtional group

Binding energy (eV)

Content (%)Untreated 30 s 60 s 90 s

C-H/C-C 284.6 (±0.1) 62.3 58.1 45.2 44.3 C-O(H) 286.2 (±0.1) 9.3 11.3 31.8 20.1 COO(H) 288.6 (±0.1) 8.7 7.2 14.3 17.8


γL1 = γL1d + γL1

p, γL2 = γL2d + γL2

p이며, γL1d, γL1

p, γL2d, γL2

p

는 실험한 액체에 따라 각각 21.8 mN/m, 51.0 mN/m,28.9 mN/m, 0 mN/m이며 θ1, θ2는 각각 물과 벤젠에서의접촉각을 의미한다. 플라즈마 처리에 의한 접촉각과 표면에너지는 Figure 8, Figure 9에 나타내었다. 플라즈마 처리에 따라 물에 대한 접촉각은 점점 커지고 표면에너지도 증가하는 경향을 나타내는데, 이는 플라즈마 처리 시간이 길어질수록 탄소섬유 표면에 히드록실기가 많이 생성되어 표면의 젖음성이 향상되었기 때문으로 보인다.

3.2. 탄소/nylon 6 물성 분석 결과탄소섬유와 nylon 6 간의 pull-out test 결과를 Figure 10에 나타내었다. 탄소섬유와 nylon 6간의 계면전단강도는 플라즈마 처리를 하지 않은 경우, 15 MPa로 측정되었으나,처리 시간이 길어질수록 17.2 MPa, 20.5 MPa로 증가하였다. 이는 플라즈마 처리에 의하여 탄소섬유 표면에 생성된히드록실기에 의한 탄소섬유 표면과 nylon 6 간의 결합에

의한 것으로 판단된다. 하지만 60 s, 90 s 처리 sample을 비교해보면 계면전단강도 값이 소폭 감소하여 19.58 MPa을나타내었다. 이는 XPS 결과에서도 볼 수 있듯이 표면 활성화기인 히드록실기가 처리 시간이 증가함에 따라 부분적으로 카르복실기로 대체되었기 때문이다.미처리 탄소섬유를 적용한 탄소/nylon 6 복합재와 플라즈마를 60초간 처리한 탄소섬유를 적용한 탄소/nylon 6 복합재를 이용해 각각 시편을 규격에 따라 5개씩 제작하였고, 이에 따른 층간 전단시험 결과를 Figure 11에 나타내었다.

Figure 11에 나타난 층간 전단시험의 결과와 식 (5)를 토대로 하여 ILSS 값을 계산하였으며 결과값을 Table 6에 나타내었다. 플라즈마를 처리할 경우 층간전단강도값이 향상

Figure 8. Contact angle of surface of carbon fiber on plasmatreatment.

Figure 9. Surface energy of carbon fiber on plasma treatment.

Figure 10. Interfacial shear strength of carbon/nylon 6 compositeson plasma treatment.

Figure 11. Interlaminated shear strength of carbon/nylon 6composites on plasma treatment.

Table 6. Results of the interlaminar shear strength

Untreated 30 s 60 s 90 sILSS (MPa) 30.37 38.41 48.93 43.17


되는 결과를 나타내었으며 90 s간 플라즈마를 처리하게 되면 층간전단강도값이 소폭 감소되는 것을 확인하였다. 이는 플라즈마를 90 s간 처리할 경우 탄소섬유 표면의 히드록실기가 감소하여 탄소섬유와 nylon 6 간의 계면접착력이감소했기 때문이라고 판단된다.플라즈마 처리를 통한 피로성능 분석을 진행한 결과 Figure

12와 같이 정적 초기 하중에는 플라즈마 처리한 소재와 플라즈마를 처리하지 않은 소재 간의 각각 370 MPa과 380 MPa로 나타났다. 본 실험에서는 최대 1E+06 cycle까지 실험이

진행되었으며, 통상적으로 무한수명을 1E+06 cycle 관점에서 보았을 때 플라즈마 처리된 소재의 피로하중은 179−190 MPa로 판단되며, 플라즈마 처리가 되지 않은 소재의피로하중은 209−225 MPa로 큰 차이를 확인할 수 있었다.피로수명에 대한 분석을 위해 Figure 13과 Figure 14의

SEM을 통해 파단면을 분석을 진행하였다. 플라즈마 처리를 진행하지 않은 소재와 플라즈마 처리를 진행한 소재의파단면을 비교해볼 때, 플라즈마 처리로 인하여 섬유와 수지 간의 계면력이 향상되므로 파단면의 형상에서 차이가나타남을 확인할 수 있었다.

3.3. 전산해석 결과구조해석 결과 Figure 15, 16에서 보는 바와 같이 static

structural analysis에서는 양 끝단에 높은 응력과 변형이 발생된 것을 확인할 수 있다. 이러한 경향을 Table 7의 designpoint별 해석결과와 같이 노치의 형상에 따라 응력이 높게나타남을 확인할 수 있으며 동시에 지나치게 집중응력을받는다는 것을 확인할 수 있다.

explicit analysis를 통해 0.1 이상의 strain이 발생될시 소재의 파괴를 묘사한 결과 Figure 17, 18과 같이 경계면에서의 파괴를 확인할 수 있었다. 계면의 형상이 거칠수록 즉노치의 높이가 높아 질수록 경계면의 면적이 넓어져 많은소재들이 접합력에 적용하는 것을 확인할 수 있었다.또한 계면 형상이 거칠수록 소재의 접착력과 소재의 전

Figure 12. Fatigue test of carbon/nylon 6 composites on plasmatreatment.

Figure 13. Fracture carbon/nylon 6 composites on plasma treatment; (a) ×50, (b) ×100, and (c) ×500.

Figure 14. Fracture of carbon/nylon 6 composties on plasma non-treatment; (a) ×50, (b) ×100, and (c) ×500.


단응력이 동시에 작용됨에 따르 계면의 응력분포가 더 깊게 작용하여 접착력이 높아짐을 확인할 수 있었다.

4. 결 론

플라즈마 처리가 탄소섬유의 표면에 미치는 영향을 알아보기 위하여 AFM, XPS 그리고 표면에너지 등을 측정하였으며 탄소/nylon 6 복합재의 물성분석을 위해 층간 전단강도 측정, 피로도 시험, 그리고 pull-out test를 진행하였고 그결과는 다음과 같다.1.플라즈마 처리(미처리, 30 s, 60 s, 90 s)에 따른 탄소섬유의 표면특성의 경우, 플라즈마 처리 시간이 60 s일 때 가장 많은 요철이 발생하여 표면적 값이 가장 높았고 가장높은 히드록실기 조성비를 나타내었다. 하지만 60 s 이상 플라즈마 처리를 하게 될 경우, 히드록실기에 비해 상대적으로 안정적인 카르복실기가 형성되는 것을 확인하였다. 이를 통해 플라즈마 처리 시간에 따라 히드록실기가 무조건적으로 증가하는 것은 아니라는 것을 확인할수 있었다.

2.플라즈마 처리에 의한 표면에너지값의 경우 60 s 동안 처리하였을 때 히드록실기에 의하여 가장 높은 표면에너지가 나타났고, 90 s 동안 플라즈마 처리를 하였을 때 히드록실기에 비해 상대적으로 안정한 카르복실기가 생성되어 표면에너지가 오히려 감소한다는 것을 확인하였다.

3.플라즈마 처리 유무에 따른 탄소/nylon 6 복합재의 기계적 물성을 비교한 결과, 층간 전단시험과 pull-out test에서의 결과값이 플라즈마를 처리한 탄소/nylon 6 복합재가 플라즈마를 처리하지 않은 탄소/nylon 6 복합재보다더 높게 나타났다. 이 결과를 통해, 플라즈마를 탄소섬유에 처리할 경우 생성된 히드록실기에 의하여 탄소섬유와nylon 6 수지 간의 계면접착력이 증가함을 확인하였다.

4.노치의 형상에 따른 접합력 해석은 structural analysis보다는 explicit analysis가 더 실제와 유사한 결과를 보여질수 있음을 확인하였다.

5. explicit analysis 결과 노치의 크기가 커질수록 접착면이늘어나 더욱 높은 접착력이 일어남을 확인할 수 있었으며, 노치의 높이가 높아지자 소재의 전단력이 적용하여더 많은 면적에 고른 응력을 분포하게 됨을 알 수 있었다.

감사의 글: 본 논문은 스포츠산업기술개발사업(과제번호:S072015r1232015)의 지원을 받아 수행된 연구입니다.

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Figure 15. Total strain (DP1).

Figure 16. Stress MPa (DP1).

Table 7. Result of static structural analysis

Design point Stress (MPa)DP1 2564.4DP2 2877.6DP3 2748DP4 3831.4




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effect of plasma treatment on mechanical interfacial...

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