Polypropylene carbon composites with highly enhanced mechanical properties and electrical conductivity = 기계적 강도와 전기 전도성이 우수한 폴리프로필렌 탄소 강화 복합재 제조에 관한 연구

Cited 0 time in webofscience Cited 0 time in scopus
  • Hit : 481
  • Download : 0
미국 CAF´E(Corporate Average Fuel Economy)의 연비규제(23.2km/L, 2025년)를 만족시키기 위해 자동차 업계는 부품 경량화 달성을 위한 활발한 연구를 진행하고 있는 상황에서 강철대비 10배이상 강하면서 무게는 1/5수준인 고분자 탄소섬유 강화 복합재가 자동차 경량화 소재로 각광받고 있지만 현재까지는 가공시간이 길고 가공비용이 높은 열경화성 플라스틱을 이용한 연구가 주로 이루어지고 있으며 실제적으로 고가의 고급승용차에만 제한적으로 사용되고 있는 실정이다. 실제 대중 승용차에 적용되어 원가절감과 경량화를 동시에 이루기 위해서는 사출기를 이용한 대량 생산과 재활용을 통한 환경 및 에너지 절감에 크게 기여가 가능한 열가소성 탄소섬유 강화 복합재에 대한 구체적인 연구는 아직까지 많이 진행되어지지 않고 있다. 특히 세계적으로 가장 저가이며 자동차에 가장 많이 사용되고 있는 열가소성 범용 수지인 폴리프로필렌과 탄소섬유 강화 복합재에 대한 연구는 거의 전무한 실정이다. 또한 그래핀의 소량 첨가로 기계적 물성과 전기특성이 우수한 고분자-그래핀 복합재에 대한 많은 연구가 이루어지고 있으나 마찬가지로 폴리프로필렌(Polypropylene, PP)과 그래핀 복합재에 대한 연구 또한 거의 이루어 지지 않은 실정이다. 본 연구는 열가소성 장섬유 강화 복합재(Long Fiber Reinforced Thermoplastics, LFT) 압출 함침 기법, 탄소장섬유(Long Carbon Fiber, LCF)와 그래핀 나노 Platetes(Graphjene Nano Platelet, GNP)를 이용하여 기계적 물성과 전기전도성 우수하여 후드나 펜더등의 자동차 외판에 적용이 가능한 LCF와 GNP로 강화 된 PP/LCF강화 복합재 제조와 이를 이용한 복합재의 분산 모폴로지 기계적 물성, 전기적 특성 및 유변학적 특성을 고찰한 것이다. 본 연구의 목표는 후드나 펜더등의 자동차 외판소재로 적용이 가능한 우수한 기계적 물성과 전기전도성을 보유하는 PP/LCF복합재 제조법을 개발하는 것으로서 이를 위해 LFT 압출 함침 기법, 새로운 상용화제와 탄소섬유의 표면개질법을 통하여 폴리프로필렌과 탄소장섬유의 상용성 및 계면접착력을 향상을 시도하였으며 GNP와 CNT를 첨가하여 탄소장섬유와의 시너지 효과를 통한 복합재의 추가적인 기계적 물성과 전기전도성 향상을 시도하였다. 두 번째 단락에서는 PP 매트릭스와 LCF의접착력을 증가시킴으로써 매우 향상된 기계적 강도를 가진 PP/LCFT 복합재 제조 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 PP매트릭스와 LCF의 접착력 향상을 위해서LFT 압출 함침 공정에 다관능성 반응성 상용화제인 BFPP(Bi-functional group grafted polypropylene)를 상용화제로 사용하고 표면개질된 탄소장섬유인SMLCF(surface modified LCF)를 사용하였다. BFPP는 MAPP와 PEA를 이용하여 반응압출 공법으로 제조하였으며 SMLCF는 표면처리가 전혀 되어있지 않은 LCF에 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (MPTS)를 이용하여 LCF표면에 산소반응기(Oxygen functional groups) 를 생성시켜 제조하였다...
Advisors
Jung, HeeTaeresearcher정희태researcher
Description
한국과학기술원 :생명화학공학과,
Publisher
한국과학기술원
Issue Date
2015
Identifier
325007
Language
eng
Description

학위논문(박사) - 한국과학기술원 : 생명화학공학과, 2015.2 ,[vii, 66p :]

Keywords

LFT; Polypropylne; Long carbon fiber; coupling agent; Surface treatment; Graphene nano plate; 엘에프티; 폴리프로필렌; 탄소장섬유; 상용화제; 탄소섬유표면개질; 그래핀 나노 플레이트

URI
http://hdl.handle.net/10203/206379
Link
http://library.kaist.ac.kr/search/detail/view.do?bibCtrlNo=615620&flag=dissertation
Appears in Collection
CBE-Theses_Ph.D.(박사논문)
Files in This Item
There are no files associated with this item.

qr_code

  • mendeley

    citeulike


rss_1.0 rss_2.0 atom_1.0