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섬유강화 열가소성 플라스틱 복합재료의 반응성 가공

전문가 제언: ○ 복합재료는 상업적으로 오랜 역사를 가지고 있으며 섬유강화 플라스틱이 그 대표적인 것 중 하나이다. 섬유강화제로는 유리섬유가 압도적으로 많이 사용되고 그 다음으로 탄소섬유, 아라미드섬유가 사용된다. 매트릭스 수지에는 열경화성 수지와 열가소성 수지가 사용되며 열경화성 수지로는 불포화 폴리에스테르, 에폭시수지, 페놀수지 등이 사용되고 열가소성 수지는 종류가 많지만 양적으로는 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리프로필렌이 대부분울 차지하며 그 이외에 폴리카보네이트, 폴리아세탈 등의 엔지니어링 플라스틱 종류가 많다.

○ FRP로 대표되는 장섬유강화 복합재료는 제조방법에 한계가 있으며 매트릭스로 열경화성 수지를 사용하는 일방향성 재료가 중심이 되므로 다방향 강도, 리사이클성, 재가공성 등 문제가 있다. 열가소성 수지 복합재료 제법 대부분은 단섬유형의 사출성형용으로써 장섬유를 사용하면 수지가 고점도이기 때문에 함침이 곤란하고 성형온도를 높게 유지해야 하는 문제점이 있어 실용화가 어려웠다. 따라서 강화섬유의 특성을 최대한 발휘할 수 있는 다방향 강도, 리사이클성 및 재가공성을 가진 다방향 섬유강화 열가소성수지 복합재료 출현이 요망되고 있다.

○ 본고에서는 열가소성 플라스틱 복합재료(TPC)의 용융 가공 문제점의 대안으로 TPC의 반응성 가공에 대하여 설명하고 있다. 섬유를 저점도의 모노 또는 올리고머 프리커서(precusor)로 침투시킨 후에 열가소성 플라스틱 매트릭스의 중합을 현장에서 실시하는 것이다. 프리커서는 분자량이 적어 용융점도가 아주 낮기 때문에 섬유를 적절하게 침투시킬 수 있고 따라서 높은 가공압력이 불필요하게 된다.

○ 섬유강화 복합재료는 최근 첨단 신소재로 우주, 항공, 방위산업, 자동차, 토목, 건축, 스포츠 등 여러분야로 응용분야가 확대 이용되고 있다. 국내에서도 일부 복합재료가 생산되어 첨단산업 분야의 부품 산업 등에 활용됨으로서 복합재료 기술의 정착 및 신기술 개발이 요망되고 있다.

저자: van Rijswijk, K; Bersee, HEN; AF van Rijswijk, K.; Bersee, H. E. N.
자료유형: 학술정보