Polymer(Korea), Vol.24, No.1, 105-112, January, 2000
확산속도에 따라 한계경화도를 갖는 에폭시/탄소섬유 복합재료의 경화반응 속도 연구
Diffusion-controlled Cure Kinetics of High Performance Epoxy-Carbon Fiber Composites Systems
E-mail:
초록
본 연구에서는 항공기 구조용 재료로 TM이는 탄소섬유/에폭시 복합재료 프리프레그(DMS2224)를 모델시스템으로 하여 등온환경과 등속도 가열환경에서 경화반응 속도를 연구하였다. 이 복합재료의 공정온도에서의 가공공정을 묘사할 수 있는 현상학적인 반응속도 모델을 differential scanning calorimetry(DSC)와 이론을 통하여 제안하였다. 등온환경에성의 실험으로부터 반응특섣곡선을 관찰한 결과 경화반응이 1차 반응함수임을 확인하였고, 활성화에너지는 78.43kJ/mol을 얻었다. 이 프리프레그는 경화온도에 따라 한계경화도를 보여주어 유리화가 존재함을 확인하였고 이를 1차 반응속도 모델에 적용시킨 결과, 유리화 이후의 확산우세현사응 포함한 반응속도 모델을 제안하였다. 제안된 모델식을 이용하여 등온/등속도 가열환경을 포함한 실제 경화공정을 성공적으로 표현할 수 있었다.
Using a commerical epoxy/carbon fiber composite prepreg(DMS 224) as a model system the cure kinetis of vitrifying thermoset system were analyzed by isothermal and dynamic-heating experiments. Focusing on the processing condition of high performance composite systems, a phenomenological kinetic model was developed by using differential scanning calorimetry(DSC) and reaction kinetics theories. The model system exhibited a limited degree of cure as a function of isothermal temperature seemingly
- Morgan RJ, Adv. Polym. Sci., 72, 1 (1985)
- Barton JM, Adv. Polym. Sci., 72, 111 (1985)
- Schneider NS, Sprouse JF, Hangnoucer GL, Gillam JH, Polym. Eng. Sci., 19, 304 (1979)
- Banks L, Ellis B, Polym. Bull., 1, 377 (1979)
- Prime RB, "Thermal Characterization of Poly-meric Materials," ed. by E.A. Turi, Academic Press, New York, 1983 (1983)
- Mijovic J, Kim J, Slaby J, J. Appl. Polym. Sci., 29, 1449 (1984)
- Chern CS, Poehlein GW, Polym. Eng. Sci., 27, 788 (1987)
- Ryan ME, Dutta A, Polymer, 20, 203 (1979)
- Kenny JM, Trivisano A, Polym. Eng. Sci., 31, 1426 (1991)
- Wisanrakkit G, Gillham JK, Enns JB, J. Appl. Polym. Sci., 41, 1895 (1990)
- Zsako J, J. Thermal Anal., 5, 239 (1973)
- Nam JD, Seferis JC, J. Polym. Sci. B-Polym. Phys., 29, 601 (1991)
- Nam JD, Seferis JC, J. Polym. Sci. B-Polym. Phys., 30, 455 (1992)
- Roman JS, Macdruga EL, Pargada L, Polym. Degrad. Stabil., 19, 161 (1987)
- Flynn JH, "Aspects of Degradation and Stabilization of Polymer," ed., by H.G. Jellinek, Elsevier Scientific, New York, 1978 (1978)
- Doyle CD, J. Appl. Polym. Sci., 5, 285 (1961)
- Rozycki C, Maciejewski M, Thermochim. Acta, 122, 339 (1987)
- Seum GI, Yang RT, J. Thermal Anal., 11, 455 (1977)
- Douglas Aircraft Company, Carbon Epoxy Prepreg-Impact Resistant, DMS2224, DAC (1989)
- Hatakeynama T, "Thermal Analysis," John Wiley & Sons, Inc., New York, 1994 (1994)
- Simon SL, Gillham JK, J. Appl. Polym. Sci., 53(6), 709 (1994)
- Montserrat S, J. Appl. Polym. Sci., 44, 545 (1992)
- Hale A, Macosko CW, Macromolecules, 24, 2610 (1991)
- Prime RB, Polym. Eng. Sci., 13, 365 (1973)
- Enns JB, Gillham JK, J. Appl. Polym. Sci., 28, 2567 (1983)
- DiBeneditto AT, J. Polym. Sci. B-Polym. Phys., 25, 1949 (1992)
- Pang KP, Gillham JK, J. Appl. Polym. Sci., 39, 909 (1990)
- Flynn JH, Wall LA, Polym. Lett., B4, 323 (1966)
- Kissinger HE, Anal. Chem., 29, 1702 (1957)
- Nam JD, Seferis JC, J. Appl. Polym. Sci., 50, 1555 (1993)