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유리섬유 복합재료 계면에 대한 연구

전문가 제언: ○ 유리섬유는 무기섬유로서 유기섬유에 비해 탄성률, 인장강도가 높고 내열성인 동시에 불연성이며, 흡습성이 낮고 내약품성이 높으며 또 전기절연성이 양호하다. 유리섬유는 수지와의 접착기술이 확립되어 있으며 생산성이 우수할 뿐 아니라 다른 강화재료에 비해 값이 싸다. 그러므로 유리섬유는 용도 범위도 넓으며 다량 생산되고 있다. 현재 주 생산제품인 유리장섬유는 주로 직접용융법이 채택되고 있으며 우리나라에서도 생산되고 있다.

○ 유리섬유는 용도나 성형방법에 대응하여 다양한 형태의 제품이 생산되고 있는데 이들을 형태별로 구별하면 얀, 로빙, 유리섬유 포, 단섬유(chopped strand), 밀링된 섬유, 유리섬유 매트 등이 있는데 유리는 비교적 늦게 산업화된 재료이나 우리의 주위의 많은 제품에 사용되고 있다. 유리 단섬유는 단열, 방음재로 사용되며 유리 장섬유는 유리섬유 강화플라스틱(GFRP)의 강화재료로서, 선박, 전자재료인 프린트 배선판(PWB), 물탱크, 요트, 스포츠용품 등에 널리 사용되고 있다.

○ 유리섬유 강화 복합재료는 유리섬유-수지와 같은 이질적인 강화재료와 매트릭스재료로 구성된다. 이들 복합재료에서 강화재료의 강도 특성을 발휘시키기 위해서는 두 이질적인 재료 사이에 미끄럼이 발생하지 않도록 재료 간의 계면을 설계할 필요가 있다. 그러므로 유리섬유 강화복합재료의 설계에서는 무기/유기의 이질적 재료 사이의 접착성을 향상시켜 계면에서의 두 성분 간에 미끄럼을 막고 강화재료인 유리섬유의 강도를 이용하기 위한 대책이 필요하다.

○ 본고에서는 유리섬유 복합재료 계면을 향상시키기 위해 강화재료인 유리섬유의 변천으로부터 제조방법, 용도와 유리섬유 복합재료의 재료 특성을 향상시키기 위한 유리섬유의 표면처리와 그 계면구조에 대한 설명에 이어서 본고의 필자들이 행한 계면근방의 수지의 개질에 관한 내용을 소개하고 있는데, 우리나라에서도 현재 유리섬유 생산과 사용량이 막대한 양에 이르고 있으므로 생산품의 품질향상과 신제품 개발을 위하여 연구투자 및 연구 인력의 확대가 요구된다.

저자: Koichi Nakamura, Yoshiharu Suzuki
자료유형: 학술정보