KR101984864B1 - Specimen and method for measuring interfacial shear strength between carbon fiber and polymer resin - Google Patents

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KR101984864B1 KR1020170161666A KR20170161666A KR101984864B1 KR 101984864 B1 KR101984864 B1 KR 101984864B1 KR 1020170161666 A KR1020170161666 A KR 1020170161666A KR 20170161666 A KR20170161666 A KR 20170161666A KR 101984864 B1 KR101984864 B1 KR 101984864B1
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박영빈
조범곤
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울산과학기술원
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Abstract

According to the present invention, provided is a sample for measuring interfacial shear strength between carbon fiber and polymer resin. According to one embodiment of the present invention, the sample for measuring interfacial shear strength between carbon fiber and polymer resin comprises: a carbon fiber; a polymer resin receiving one end of the carbon fiber to be coupled thereto; a mounting complement member receiving the other end of the carbon fiber to be coupled thereto; and a polymer resin support member through which the carbon fiber passes and which receives and supports the polymer resin.

Description

탄소 섬유와 고분자 수지 사이의 계면 전단강도 측정 시편 및 이를 이용한 계면 전단강도 측정 방법{Specimen and method for measuring interfacial shear strength between carbon fiber and polymer resin}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for measuring interfacial shear strength between a carbon fiber and a polymer resin and a method for measuring interfacial shear strength using the same,

본 발명의 기술적 사상은 탄소 섬유와 고분자 수지 사이의 계면 전단강도 측정 시편 및 방법에 관한 것이다.The technical idea of the present invention relates to a specimen and a method for measuring interfacial shear strength between a carbon fiber and a polymer resin.

최근에, 탄소 섬유와 고분자 수지를 포함하는 섬유 강화 복합 재료들은 상대적으로 높은 강도, 강성도(stiffness), 및 인성(toughness)을 가지므로, 다양한 분야에 적용되고 있다. 종래에 노동 및 또는 에너지 집약형 공정을 이용하여 금속 및 그 밖의 고중량 물질로부터 제조되었던 제품이, 이제는 상대적으로 저렴하고 보다 신속하게, 적은 에너지를 투입하여 제조될 수 있다. 고분자 물질을 이용하여 소자를 제조하는 경우, 일반적으로 금속이나 그 밖의 구조 물질로부터 제조된 동등한 물품보다 가벼운 물품이 만들어진다. 그러나, 중량을 감소시키면 일반적으로 강도가 감소하게 된다. 이러한 강도 감소를 보완하기 위하여 탄소 섬유를 추가하여 보강하게 된다. 이러한 섬유 강화 복합 재료의 전체적인 성능을 결정하기 위하여, 탄소 섬유와 고분자 수지 사이의 계면 전단강도를 측정하고 있다. 그러나, 상기 계면 전단강도 측정을 위한 표준화된 측정 방법이 아직 설정되지 못하는 실정이다.Recently, fiber reinforced composites including carbon fibers and polymer resins have been applied to various fields because they have relatively high strength, stiffness, and toughness. Products that were previously manufactured from metals and other high-strength materials using labor and / or energy-intensive processes can now be manufactured at relatively low cost and with much less energy input. When a device is manufactured using a polymeric material, it is generally made lighter than an equivalent article made of metal or other structural material. However, weight reduction generally results in reduced strength. In order to compensate for this decrease in strength, carbon fiber is added to reinforce. In order to determine the overall performance of such a fiber-reinforced composite material, the interfacial shear strength between the carbon fiber and the polymer resin is measured. However, a standardized measurement method for measuring the interface shear strength has not yet been established.

미국 특허발행번호 US 5255562 AUS Patent Publication No. US 5255562 A

본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는 복합재료의 탄소 섬유와 고분자 수지 사이의 계면 전단강도를 측정하기 위한 계면 전단강도 측정 시편을 제공하는 것이다.A technical object of the present invention is to provide a specimen for measuring interfacial shear strength to measure interfacial shear strength between a carbon fiber of a composite material and a polymer resin.

본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는 복합재료의 탄소 섬유와 고분자 수지 사이의 계면 전단강도를 측정하는 계면 전단강도 측정 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method of measuring interfacial shear strength between a carbon fiber of a composite material and a polymer resin.

그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.However, these problems are illustrative, and the technical idea of the present invention is not limited thereto.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 탄소 섬유와 고분자 수지 사이의 계면 전단강도 측정 시편은, 탄소 섬유; 상기 탄소 섬유의 일단부를 수용하여 결합된 고분자 수지; 상기 탄소 섬유의 타단부를 수용하여 결합된 장착보완부재; 및 상기 탄소 섬유는 통과되고 상기 고분자 수지를 수용하여 지지하는 고분자 수지 지지 부재;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a specimen for measuring interfacial shear strength between a carbon fiber and a polymer resin, A polymer resin which receives and binds one end of the carbon fiber; A mounting complement member coupled to receive the other end of the carbon fiber; And a polymer resin support member through which the carbon fibers pass and which receives and supports the polymer resin.

본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 탄소 섬유는 다수의 탄소 섬유 필라멘트가 합쳐진 토우로 이루어질 수 있다.In some embodiments of the present invention, the carbon fibers may be composed of tows in which a plurality of carbon fiber filaments are combined.

본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 고분자 수지는 상기 고분자 수지 지지 부재와 밀착하는 하나 또는 그 이상의 평면들을 포함할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the polymer resin may include one or more planes in close contact with the polymeric resin supporting member.

본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 고분자 수지는 폴리아미드6, 폴리아미드66, 폴리아미드12, 폴리아미드610, 폴리에스테르, 비닐에스터, 및 에폭시 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the polymeric resin may comprise at least one of polyamide 6, polyamide 66, polyamide 12, polyamide 610, polyester, vinyl ester, and epoxy.

본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 장착보완부재는 폴리아미드6, 폴리아미드66, 폴리아미드12, 폴리아미드610, 폴리에스테르, 비닐에스터, 및 에폭시 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the mounting complementary member may comprise at least one of polyamide 6, polyamide 66, polyamide 12, polyamide 610, polyester, vinyl ester, and epoxy.

본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 고분자 수지 지지 부재는, 상기 고분자 수지가 삽입되는 수용 영역; 상기 수용 영역의 상부에 위치하고 상기 고분자 수지와 밀착하는 접촉부; 상기 접촉부의 중앙에 위치하고 상기 탄소 섬유가 통과되는 개구부; 및 상기 수용 영역의 하부에 위치하고 인장시험장치의 바이스에 압착되는 압착부;를 포함할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the polymer resin supporting member comprises: a receiving area into which the polymer resin is inserted; A contact portion disposed on the upper portion of the accommodation region and closely contacting with the polymer resin; An opening located at the center of the contact portion and through which the carbon fiber passes; And a crimping portion located at the lower portion of the receiving region and being pressed onto the vise of the tensile testing apparatus.

본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 고분자 수지 지지 부재는 철, 알루미늄, 구리, 또는 스테인레스 스틸로 구성될 수 있다.In some embodiments of the present invention, the polymeric resin supporting member may be composed of iron, aluminum, copper, or stainless steel.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 탄소 섬유와 고분자 수지 사이의 계면 전단강도 측정 방법은, 탄소 섬유를 준비하는 단계; 상기 탄소 섬유의 일단부를 수용하여 결합되는 고분자 수지를 형성하는 단계; 상기 탄소 섬유의 타단부를 수용하여 결합되는 장착보완부재를 형성하는 단계; 상기 탄소 섬유는 통과되고 상기 고분자 수지를 수용하여 지지하는 고분자 수지 부재를 장착하여 계면 전단강도 측정 시편을 형성하는 단계; 및 상기 계면 전단강도 측정 시편을 인장시험장치에 장착하여 계면 전단강도를 측정하는 단계;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of measuring interfacial shear strength between a carbon fiber and a polymer resin, comprising: preparing a carbon fiber; Forming a polymer resin to receive and bind one end of the carbon fiber; Forming a mounting complement member to receive and couple the other end of the carbon fiber; Forming a specimen for measurement of interfacial shear strength by mounting a polymer resin member through which the carbon fibers are passed and which receives and supports the polymer resin; And measuring the interface shear strength by attaching the interface shear strength measurement specimen to the tensile tester.

본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 탄소 섬유의 일단부를 수용하여 결합되는 고분자 수지를 형성하는 단계는, 상기 탄소 섬유를 몰드의 본체요소 내에 배치하는 단계; 상기 탄소 섬유를 고정하도록, 상기 탄소 섬유 상에 몰딩구획요소 및 고정 요소를 배치하는 단계; 상기 몰딩구획요소에 의하여 형성된 영역에 고분자 수지를 투입하는 단계; 및 상기 몰드를 가열하여 상기 탄소 섬유와 상기 고분자 수지를 결합시키는 단계;를 포함할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the step of forming a polymeric resin to receive and bond the one end of the carbon fiber comprises: placing the carbon fiber in a body element of the mold; Disposing a molding compartment element and a fixing element on the carbon fiber to fix the carbon fiber; Injecting a polymer resin into an area formed by the molding partition element; And heating the mold to bond the carbon fibers and the polymer resin.

본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 고분자 수지는 상기 몰딩구획요소에 의하여 형성된 영역에 펠렛으로 투입될 수 있다.In some embodiments of the present invention, the polymeric resin may be pelletized into an area defined by the molding compartment element.

본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 고분자 수지는 폴리아미드6를 포함할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the polymeric resin may comprise polyamide 6.

본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 장착보완부재를 형성하는 단계는, 상기 탄소 섬유의 타탄부를 액상 고분자 물질 내에 침지시킨 후 배출시킴으로써, 상기 타단부에 고상화된 고분자 물질이 결합되어 이루어질 수 있다.In some embodiments of the present invention, the step of forming the mounting complementary member may include a step of immersing the carbon fiber tufted portion into the liquid polymer material and discharging the carbon fiber tuft portion, thereby solidifying the polymer material at the other end portion have.

본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 액상 고분자 물질은 에폭시 레진을 포함할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the liquid polymeric material may comprise an epoxy resin.

본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 계면 전단강도를 측정하는 단계는, 상기 탄소 섬유가 상기 고분자 수지 지지 부재에 의하여 지지되는 상기 고분자 수지로부터 이탈되는 힘을 인가받아 수행될 수 있다.In some embodiments of the present invention, the step of measuring the interface shear strength may be performed by applying a force to separate the carbon fibers from the polymer resin supported by the polymer resin supporting member.

본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 계면 전단강도를 측정하는 단계는, 상기 고분자 수지 지지 부재는 상기 인장시험장치의 제1 바이스에 의하여 고정되고, 상기 장착보완부재는 상기 인장시험장치의 제2 바이스에 의하여 고정되어 수행될 수 있다.In some embodiments of the present invention, the step of measuring the interface shear strength may include the step of fixing the polymeric resin supporting member by a first vise of the tensile test apparatus, And can be fixedly carried out by two vice.

본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 계면 전단강도를 측정하는 단계는, 상기 인장시험장치으로부터 유도되는 제1 인장력은 상기 고분자 수지 지지 부재에 의하여 상기 고분자 수지에만 인가되고 상기 탄소 섬유에는 인가되지 않고, 상기 인장시험장치으로부터 유도되는 제2 인장력은 상기 장착보완부재와 상기 탄소 섬유에 모두 인가되어 수행될 수 있다.In some embodiments of the present invention, the step of measuring the interface shear strength may be performed such that a first tensile force derived from the tensile test apparatus is applied only to the polymer resin by the polymer resin supporting member, And the second tensile force derived from the tensile tester can be applied to both the mounting complement member and the carbon fiber.

본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 탄소 섬유는 폴리아미드 6,10으로 코팅되거나 폴리나미드 6,10과 탄소나노튜브의 혼합물로 코팅될 수 있다.In some embodiments of the present invention, the carbon fibers may be coated with polyamide 6,10 or coated with a mixture of polynamides 6,10 and carbon nanotubes.

본 발명의 기술적 사상에 따른 탄소 섬유와 고분자 수지 사이의 계면 전단강도 측정 방법은 풀-아웃 방식과 마이크로본드 방식을 혼합한 방식이다. 종래의 계면 전단강도 측정 방식은 하나의 탄소 섬유 필라멘트를 사용하고 고분자 수지를 마이크로드롭을 형성하여야 하는 공정 상의 복잡함과 어려움이 있고, 측정 방법 또한 까다로운 한계가 있다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상에 따른 탄소 섬유와 고분자 수지 사이의 계면 전단강도 측정 방법은 고분자 수지의 마이크로드롭(microdrop)을 형성할 필요가 없으며, 탄소 섬유를 섬유 한 가닥 수준의 필라멘트 단계가 아닌 섬유 묶음 수준의 토우(tow) 단계로서 사용하고, 범용 인장시험장치를 사용할 수 있으므로, 벌크 크기의 탄소 섬유 및 고분자 수지의 계면 전단강도를 간단하고 용이하게 측정할 수 있다. 본 발명의 기술적 사상에 따른 탄소 섬유와 고분자 수지 사이의 계면 전단강도 측정 방법은 계면 전단강도에 대한 표준화된 측정 방법으로 제시될 수 있다.The method of measuring the interface shear strength between the carbon fiber and the polymer resin according to the technical idea of the present invention is a combination of a pull-out method and a micro-bond method. The conventional interfacial shear strength measurement method has complexity and difficulty in the process of using a single carbon fiber filament and forming a polymer drop in a microdrop, and the measurement method also has a severe limitation. However, the method of measuring the interfacial shear strength between the carbon fiber and the polymer resin according to the technical idea of the present invention does not need to form a microdrop of the polymer resin, and the carbon fiber is used as a fiber It is possible to easily and easily measure the interface shear strength of the bulk carbon fiber and the polymer resin since the universal tensile testing apparatus can be used as a bundle level tow stage. The method of measuring the interface shear strength between the carbon fiber and the polymer resin according to the technical idea of the present invention can be presented as a standardized measurement method for the interface shear strength.

상술한 본 발명의 효과들은 예시적으로 기재되었고, 이러한 효과들에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The effects of the present invention described above are exemplarily described, and the scope of the present invention is not limited by these effects.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 탄소 섬유와 고분자 수지 사이의 계면 전단강도 측정 방법의 원리를 설명하는 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 탄소 섬유와 고분자 수지 사이의 계면 전단강도 측정 시편을 도시하는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 탄소 섬유와 고분자 수지 사이의 계면 전단강도 측정 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 도 3의 탄소 섬유와 고분자 수지 사이의 계면 전단강도 측정 방법에서 고분자 수지를 형성하는 단계를 설명하는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 도 3의 탄소 섬유와 고분자 수지 사이의 계면 전단강도 측정 방법에서 장착보완부재를 형성하는 단계를 설명하는 사진들이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 도 3의 탄소 섬유와 고분자 수지 사이의 계면 전단강도 측정 방법에서 계면 전단강도를 측정하는 단계를 설명하는 개략도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 탄소 섬유와 고분자 수지 사이의 계면 전단강도 측정 방법을 이용하여 측정한 복합재의 인장력과 인장 변형율의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 탄소 섬유와 고분자 수지 사이의 계면 전단강도 측정 방법을 이용하여 측정한 복합재의 계면 전단강도를 나타내는 그래프이다.1 is a schematic view illustrating the principle of a method of measuring the interface shear strength between a carbon fiber and a polymer resin according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic view showing a specimen for measuring the interface shear strength between a carbon fiber and a polymer resin according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart illustrating a method of measuring interface shear strength between a carbon fiber and a polymer resin according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic view illustrating a step of forming a polymer resin in the method of measuring interface shear strength between the carbon fiber and the polymer resin of FIG. 3 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a photograph illustrating a step of forming a mounting complementary member in the method of measuring the interface shear strength between the carbon fiber and the polymer resin of FIG. 3 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic view illustrating a step of measuring the interface shear strength in the method of measuring interface shear strength between the carbon fiber and the polymer resin of FIG. 3 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a graph showing a relationship between a tensile force and a tensile strain of a composite material measured using a method of measuring the interface shear strength between a carbon fiber and a polymer resin according to an embodiment of the present invention.
8 is a graph showing interfacial shear strength of a composite material measured using a method of measuring the interface shear strength between a carbon fiber and a polymer resin according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 본 명세서에서 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되지 않는다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. The scope of technical thought is not limited to the following examples. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be more thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. In the present specification, the same reference numerals denote the same elements. Further, various elements and regions in the drawings are schematically drawn. Accordingly, the technical spirit of the present invention is not limited by the relative size or spacing depicted in the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 탄소 섬유와 고분자 수지 사이의 계면 전단강도 측정 방법의 원리를 설명하는 모식도이다.1 is a schematic view illustrating the principle of a method of measuring the interface shear strength between a carbon fiber and a polymer resin according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 하중을 탄소 섬유에 가하여 계면 전단강도를 측정하는 방식으로서, (a)에 도시된 탄소 섬유에 하중을 가하여 당기는 풀-아웃(pull-out) 방식 및 (b)에 도시된 고분자 수지를 마이크로바이스(microvise)로 고정하고, 탄소 섬유에 하중을 가하여 당기는 마이크로본드(microbond) 방식이 있다. 또한, 하중을 고분자 수지에 가하여 계면 전단강도를 측정하는 방식으로서, (c)에 도시된 고분자 수지에 하중을 가하여 밀어내어 탄소 섬유를 상기 고분자 수지로부터 이탈시키는 푸쉬-아웃(push-out) 방식, (d)에 도시된 탄소 섬유를 내장한 고분자 수지를 인장하는 세분화 (fragmentation) 방식, 및 (e)에 도시된 탄소 섬유를 내장한 고분자 수지를 압축하는 브라우트만 시험(Broutman test) 방식이 있다.Referring to FIG. 1, a method of measuring the interface shear strength by applying a load to carbon fibers is a method of pulling out a carbon fiber by applying a load to the carbon fiber shown in FIG. 1 (a) There is a microbond method in which a polymer resin is fixed with a microvise and a carbon fiber is applied with a load. In addition, a method of measuring the interface shear strength by adding a load to the polymer resin includes a push-out method in which a load is applied to the polymer resin shown in (c) to push out the carbon fiber from the polymer resin, a fragmentation method for stretching the polymer resin containing the carbon fibers shown in FIG. 4 (d), and a Broutman test method for compressing the polymer resin containing the carbon fibers shown in FIG. 5 (e) .

이중에서, 상대적으로 간단한 장치로서 시행할 수 있고, 시험 규격이 구체적이고 명확하여 시험 결과의 활용도가 높은 풀-아웃 방식과 마이크로본드 방식이 널리 이용된다. 반면, 탄소 섬유와 고분자 수지 사이의 계면 전단강도는 탄소 섬유의 직경과 기계적 물성 및 고분자 수지의 기계적 물성에 따라 달라지지만, 상술한 시험에 따른 결과에서는 무시되는 것이 일반적이다. 따라서, 풀-아웃 방식이 탄소 섬유의 종류와 고분자 수지의 종류에 제한되지 않으므로 그 활용도가 상대적으로 높다. 그러나, 아직 풀-아웃 방식에 대한 표준화가 이루어지지 못하고 있다.Of these, the pull-out method and the micro-bond method, which can be implemented as a relatively simple apparatus and have high test results, are widely used. On the other hand, the interfacial shear strength between the carbon fiber and the polymer resin depends on the diameter and the mechanical properties of the carbon fiber and the mechanical properties of the polymer resin, but is generally neglected in the test results. Therefore, the utilization of the pull-out method is relatively high because it is not limited to the kind of the carbon fiber and the kind of the polymer resin. However, the standardization of the pull-out method has not yet been achieved.

본 발명의 기술적 사상에 따른 탄소 섬유와 고분자 수지 사이의 계면 전단강도 측정 방법은 풀-아웃 방식과 마이크로본드 방식을 혼합한 방식이다. 종래의 계면 전단강도 측정 방식은 하나의 탄소 섬유 필라멘트를 사용하고 고분자 수지를 마이크로드롭을 형성하여야 하는 공정 상의 복잡함과 어려움이 있고, 측정 방법 또한 까다로운 한계가 있다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상에 따른 탄소 섬유와 고분자 수지 사이의 계면 전단강도 측정 방법은 고분자 수지의 마이크로드롭(microdrop)을 형성할 필요가 없으며, 탄소 섬유를 섬유 한 가닥 수준의 필라멘트 단계가 아닌 섬유 묶음 수준의 토우(tow) 단계로서 사용하고, 범용 인장시험장치를 사용할 수 있으므로, 벌크 크기의 탄소 섬유 및 고분자 수지의 계면 전단강도를 간단하고 용이하게 측정할 수 있다.The method of measuring the interface shear strength between the carbon fiber and the polymer resin according to the technical idea of the present invention is a combination of a pull-out method and a micro-bond method. The conventional interfacial shear strength measurement method has complexity and difficulty in the process of using a single carbon fiber filament and forming a polymer drop in a microdrop, and the measurement method also has a severe limitation. However, the method of measuring the interfacial shear strength between the carbon fiber and the polymer resin according to the technical idea of the present invention does not need to form a microdrop of the polymer resin, and the carbon fiber is used as a fiber It is possible to easily and easily measure the interface shear strength of the bulk carbon fiber and the polymer resin since the universal tensile testing apparatus can be used as a bundle level tow stage.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 탄소 섬유와 고분자 수지 사이의 계면 전단강도 측정 시편(100)을 도시하는 개략도이다.2 is a schematic view showing a specimen 100 for measuring an interface shear strength between a carbon fiber and a polymer resin according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 계면 전단강도 측정 시편(100)은 탄소 섬유(110), 고분자 수지(120), 장착보완부재(130), 및 고분자 수지 지지 부재(140)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the interface shear strength measurement specimen 100 includes a carbon fiber 110, a polymer resin 120, a mounting complement member 130, and a polymer resin support member 140.

탄소 섬유(110)는 일방향으로 긴 형상을 가지며, 다수의 탄소 섬유 필라멘트(filament)가 합쳐진 토우(tow)로 이루어질 수 있다.The carbon fiber 110 may have a long shape in one direction and may be formed of a tow in which a plurality of carbon fiber filaments are combined.

고분자 수지(120)는 탄소 섬유(110)의 일단부를 수용하여 결합될 수 있다. 고분자 수지(120)는 고분자 수지 지지 부재(140)와 밀착하는 하나 또는 그 이상의 평면들을 포함할 수 있다. 상기 고분자 수지(120)는 탄소 섬유(110)와 결합되는 다양한 고분자 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어 폴리아미드6, 폴리아미드66, 폴리아미드12, 폴리아미드610, 폴리에스테르, 비닐에스터, 및 에폭시 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The polymer resin 120 may be bonded to one end of the carbon fiber 110. The polymer resin 120 may include one or more planes in close contact with the polymeric resin support member 140. The polymeric resin 120 may include various polymeric materials that are combined with the carbon fibers 110 and may include, for example, polyamide 6, polyamide 66, polyamide 12, polyamide 610, polyester, Epoxy, and the like.

장착보완부재(130)는 탄소 섬유(110)의 타단부를 수용하여 결합될 수 있다. 장착보완부재(130)는 탄소 섬유(110)가 인장시험장치의 바이스에 밀착하여 장착되어 인장 시험 중에 탄소 섬유(110)가 이탈되는 것을 방지하는 기능을 수행할 수 있다. 장착보완부재(130)는 상기 기능을 수행하도록 다양한 고분자 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어 폴리아미드6, 폴리아미드66, 폴리아미드12, 폴리아미드610, 폴리에스테르, 비닐에스터, 및 에폭시 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The mounting complementary member 130 may be coupled to receive the other end of the carbon fiber 110. The mounting and complementing member 130 may function to prevent the carbon fiber 110 from being detached from the carbon fiber 110 during the tensile test by closely attaching the carbon fiber 110 to the vise of the tensile tester. The mounting complementary member 130 may include various polymeric materials to perform the function and may include at least one of polyamide 6, polyamide 66, polyamide 12, polyamide 610, polyester, vinyl ester, and epoxy And may include any one of them.

고분자 수지 지지 부재(140)는 탄소 섬유(110)는 통과되고 고분자 수지(120)를 수용하여 지지할 수 있다. 고분자 수지 지지 부재(140)는 고분자 수지(120)가 삽입되는 수용 영역(142), 수용 영역(142)의 상부에 위치하고 고분자 수지(120)와 밀착하는 접촉부(144), 접촉부(144)의 중앙에 위치하고 탄소 섬유(110)가 통과되는 개구부(146), 및 수용 영역(142)의 하부에 위치하고 인장시험장치의 바이스에 압착되는 압착부(148)를 포함할 수 있다. 고분자 수지 지지 부재(140)는 금속으로 구성될 수 있고, 예를 들어 철, 알루미늄, 구리, 또는 스테인레스 스틸로 구성될 수 있다.The polymeric resin supporting member 140 can pass the carbon fibers 110 and can receive and support the polymer resin 120. The polymer resin supporting member 140 includes a receiving region 142 into which the polymer resin 120 is inserted, a contact portion 144 positioned on the upper portion of the receiving region 142 and in intimate contact with the polymer resin 120, An opening 146 through which the carbon fibers 110 pass and a crimping portion 148 located under the receiving region 142 and pressed against the vise of the tensile testing device. The polymeric resin supporting member 140 may be made of metal, and may be made of, for example, iron, aluminum, copper, or stainless steel.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 탄소 섬유와 고분자 수지 사이의 계면 전단강도 측정 방법(S100)을 도시하는 흐름도이다.3 is a flow chart showing a method (S100) of measuring an interface shear strength between a carbon fiber and a polymer resin according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 탄소 섬유와 고분자 수지 사이의 계면 전단강도 측정 방법(S100)은, 탄소 섬유를 준비하는 단계(S110); 상기 탄소 섬유의 일단부를 수용하여 결합되는 고분자 수지를 형성하는 단계(S120); 탄소 섬유의 타단부를 수용하여 결합되는 장착보완부재를 형성하는 단계(S130); 상기 탄소 섬유는 통과되고 상기 고분자 수지를 수용하여 지지하는 고분자 수지 부재를 장착하여 계면 전단강도 측정 시편을 형성하는 단계(S140); 상기 계면 전단강도 측정 시편을 인장시험장치에 장착하여 계면 전단강도를 측정하는 단계(S150);를 포함한다.Referring to FIG. 3, a method (S100) for measuring an interface shear strength between a carbon fiber and a polymer resin includes the steps of preparing a carbon fiber (S110); A step S120 of forming a polymer resin which receives and binds one end of the carbon fiber; (S130) forming a mounting complementary member to receive and couple the other end of the carbon fiber; Forming a specimen for measurement of interfacial shear strength by mounting a polymer resin member that receives the carbon fiber and receives and supports the polymer resin; And measuring the interface shear strength by mounting the interface shear strength measurement specimen to the tensile tester (S150).

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 도 3의 탄소 섬유와 고분자 수지 사이의 계면 전단강도 측정 방법(S100)에서 고분자 수지를 형성하는 단계(S120)를 설명하는 개략도이다.FIG. 4 is a schematic view illustrating a step (S120) of forming a polymer resin in a method (S100) of measuring the interface shear strength between the carbon fiber and the polymer resin of FIG. 3 according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 몰드(200)는 본체요소(210), 몰딩구획요소(220), 고정요소(230)를 포함한다. 몰드를 사용하여 계면 전단강도 측정 시편을 형성하는 단계는 다음과 같다. 먼저, 탄소 섬유(110)를 몰드의 본체요소 내에 배치한다. 탄소 섬유(110)를 고정하도록, 탄소 섬유(110) 상에 몰딩구획요소(220)와 고정 요소(230)를 배치한다. 몰딩구획요소(220)에 의하여 형성된 영역에 고분자 수지(120)를 투입한다. 몰드(200)를 가열하여 탄소 섬유(110)와 고분자 수지(120)를 결합시킨다.Referring to FIG. 4, the mold 200 includes a body element 210, a molding compartment element 220, and a stationary element 230. The steps of forming the interface shear strength measurement specimen using the mold are as follows. First, the carbon fibers 110 are placed in the body element of the mold. The molding partition element 220 and the fixing element 230 are disposed on the carbon fiber 110 so as to fix the carbon fiber 110. [ The polymer resin 120 is injected into the region formed by the molding partitioning element 220. The mold 200 is heated to bond the carbon fiber 110 and the polymer resin 120 together.

고분자 수지(120)는 몰딩구획요소(220)에 의하여 형성된 영역에 펠렛으로 투입될 수 있다. 몰드(200)를 가열하면, 열가소성 수지인 고분자 수지(120)가 유동성을 가지게 되어 펠렛 형상으로부터 단일체로 변할 수 있고, 이에 따라 탄소 섬유(110)를 수용하고 결합할 수 있다. 도 4에서는, 상기 탄소 섬유는 코팅되지 않거나, 폴리아미드 6,10으로 코팅되거나 폴리나미드 6,10과 탄소나노튜브의 혼합물로 코팅될 수 있다. 또한, 상기 고분자 수지로서 폴리아미드6을 사용할 수 있다. The polymeric resin 120 may be pelletized into the area formed by the molding compartment element 220. When the mold 200 is heated, the polymer resin 120, which is a thermoplastic resin, has fluidity and can be changed from a pellet shape to a monolithic form, thereby accommodating and bonding the carbon fibers 110. In FIG. 4, the carbon fibers may be uncoated, coated with polyamide 6,10, or coated with a mixture of polynamide 6,10 and carbon nanotubes. Further, polyamide 6 may be used as the polymer resin.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 도 3의 탄소 섬유와 고분자 수지 사이의 계면 전단강도 측정 방법(S100)에서 장착보완부재를 형성하는 단계(S130)를 설명하는 사진들이다.FIG. 5 is a photograph illustrating a step S130 of forming a mounting complement member in the method S100 of measuring the interface shear strength between the carbon fiber and the polymer resin of FIG. 3 according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 상기 장착보완부재를 형성하는 단계는, 탄소 섬유의 타탄부를 액상 고분자 물질 내에 침지시킨 후 배출시킴으로써, 상기 타단부에 고상화된 고분자 물질이 결합되어 이루어질 수 있다. 도 5에서는, 고분자 물질로서 에폭시 레진을 사용할 수 있다. Referring to FIG. 5, the step of forming the mounting complementary member may be performed by immersing the carbon fiber tufted portion in the liquid polymer material and discharging the carbon fiber to the solid polymer material at the other end portion. In Fig. 5, an epoxy resin can be used as the polymer substance.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 도 3의 탄소 섬유와 고분자 수지 사이의 계면 전단강도 측정 방법(S100)에서 계면 전단강도를 측정하는 단계(S150)를 설명하는 개략도이다.6 is a schematic view for explaining a step S150 of measuring interface shear strength in the method of measuring interfacial shear strength between the carbon fiber and the polymer resin of FIG. 3 according to an embodiment of the present invention (S100).

도 6을 참조하면, 계면 전단강도 측정 시편(100)의 고분자 수지(120)를 수용하는 고분자 수지 지지 부재(140)는 인장시험장치(300)의 하부에 위치한 제1 바이스(320)에 의하여 고정된다. 하부 바이스(320)는 고분자 수지 지지 부재(140)를 압착하며 탄소 섬유(110)는 압착하지 않는다. 계면 전단강도 측정 시편(100)의 장착보완부재(130)는 인장시험장치(300)의 상부에 위치한 제2 바이스(330)에 의하여 고정된다. 제2 바이스(330)는 장착보완부재(130)와 탄소 섬유(110)를 함께 압착한다. 이에 따라, 인장시험을 수행하면, 인장시험장치(300)으로부터 유도되는 하측 방향의 제1 인장력은 고분자 수지 지지 부재(140)에 의하여 고분자 수지(120)에만 인가되고 탄소 섬유(110)에는 인가되지 않는다. 인장시험장치(300)으로부터 유도되는 상측 방향의 제2 인장력은 장착보완부재(130)와 탄소 섬유(110)에 모두 인가된다. 결과적으로, 탄소 섬유(110)는 고분자 수지 지지 부재(140)에 의하여 지지되는 고분자 수지(120)로부터 이탈되는 힘을 인가받게 된다. 인장시험장치(300)는 범용 인장시험장치로 구성될 수 있다. 이러한 인장력의 인가 방식은 상술한 바와 같은 풀-아웃 방식과 마이크로본드 방식을 조합한 것이다. 6, the polymeric resin supporting member 140 for receiving the polymer resin 120 of the interface shear strength measuring specimen 100 is fixed by the first vise 320 located at the lower portion of the tensile tester 300, do. The lower vise 320 presses the polymeric resin supporting member 140 and does not press the carbon fibers 110. The mounting complementary member 130 of the interface shear strength measuring specimen 100 is fixed by a second vise 330 located at the upper portion of the tensile tester 300. The second vise 330 presses the mounting complementary member 130 and the carbon fibers 110 together. Accordingly, when the tensile test is performed, the first tensile force in the downward direction derived from the tensile tester 300 is applied only to the polymer resin 120 by the polymer resin supporting member 140 and not applied to the carbon fibers 110 Do not. The second tensile force in the upward direction derived from the tensile tester 300 is applied to both the mounting complement member 130 and the carbon fibers 110. As a result, the carbon fiber 110 is subjected to a force to be separated from the polymer resin 120 supported by the polymer resin supporting member 140. The tensile test apparatus 300 may be constituted by a general purpose tensile test apparatus. This tensile force application method is a combination of the pull-out method and the micro-bond method as described above.

이하에서는, 본 발명의 기술적 사상에 따른 탄소 섬유와 고분자 수지 사이의 계면 전단강도 측정 방법의 실험예를 설명하기로 한다. 인장 시험은 범용인장시험장치를 이용하였으며, 10 mm/분 의 속도로 수행하였다. 샘플은 코팅이 없는 탄소 섬유, 폴리아미드 6,10으로 코팅된 탄소 섬유, 및 폴리아미드 6,10과 탄소나노튜브의 혼합물로 코팅된 탄소 섬유로 세가지로 준비하였다. 폴리아미드 6,10은 폴리아미드 6와 호환성이 좋으므로 계면전단강도 측정에 문제되지 않는다.Hereinafter, an experimental example of the method of measuring the interface shear strength between the carbon fiber and the polymer resin according to the technical idea of the present invention will be described. The tensile test was carried out at a speed of 10 mm / min using a universal tensile tester. The sample was prepared in three ways: carbon fiber coated with no coating, carbon fiber coated with polyamide 6,10, and carbon fiber coated with a mixture of polyamide 6,10 and carbon nanotube. Polyamide 6,10 is compatible with polyamide 6, so it is not problematic to measure interface shear strength.

계면전단강도는 탄소 섬유가 고분자 수지로부터 뽑히거나 끊어질 때 측정되는 강도로서 하기의 식으로 도출될 수 있다.The interfacial shear strength is the strength measured when the carbon fiber is pulled out or broken from the polymer resin and can be derived from the following equation.

Figure 112017119142493-pat00001
Figure 112017119142493-pat00001

(여기에서, τ0는 계면전단강도, Pmax는 파괴시 응력, df는 샘플의 탄소 섬유의 직경, Le는 뽑히기 전 고분자 수지 내의 탄소 섬유 길이임)(Where τ 0 is the interface shear strength, P max is the fracture stress, d f is the diameter of the carbon fiber of the sample, and L e is the length of the carbon fiber in the polymer resin before being removed)

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 탄소 섬유와 고분자 수지 사이의 계면 전단강도 측정 방법을 이용하여 측정한 복합재의 인장력과 인장 변형율의 관계를 나타내는 그래프이다.FIG. 7 is a graph showing a relationship between a tensile force and a tensile strain of a composite material measured using a method of measuring the interface shear strength between a carbon fiber and a polymer resin according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 코팅이 없는 탄소 섬유("Sized CF/PA6"로 표시됨), 폴리아미드 6,10으로 코팅된 탄소 섬유("PA6,10 Coated CF/PA6"로 표시됨), 및 폴리아미드 6,10과 탄소나노튜브의 혼합물로 코팅된 탄소 섬유("PA6,10 CNT Coated CF/PA6"로 표시됨)에 대한 인장력-인장 변형율이 도시되어 있다. 코팅이 없는 탄소 섬유는 부분적으로 뽑혀나갔으며, 최대 인장력은 28.165 N이었다. 폴리아미드 6,10으로 코팅된 탄소 섬유는 부분적으로 뽑혀나갔으며, 최대 인장력은 41.014 N이었다. 폴리아미드 6,10과 탄소나노튜브의 혼합물로 코팅된 탄소 섬유는 섬유가 파손되었으며, 최대 인장력은 41.974 N이었다.Referring to FIG. 7, there are shown carbonless fibers (denoted as " Sized CF / PA6 "), carbon fibers coated with polyamide 6,10 (denoted as " PA6,10 Coated CF / PA6 "), and polyamide 6 Tensile strain rates for carbon fibers coated with a mixture of 10 and carbon nanotubes (denoted " PA6,10 CNT Coated CF / PA6 "). The uncoated carbon fiber was partially pulled out and the maximum tensile force was 28.165 N. The carbon fibers coated with polyamide 6,10 were partially pulled out and the maximum tensile strength was 41.014 N. The carbon fiber coated with the mixture of polyamide 6,10 and carbon nanotubes was broken and the maximum tensile strength was 41.974 N.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 탄소 섬유와 고분자 수지 사이의 계면 전단강도 측정 방법을 이용하여 측정한 복합재의 계면 전단강도를 나타내는 그래프이다.8 is a graph showing interfacial shear strength of a composite material measured using a method of measuring the interface shear strength between a carbon fiber and a polymer resin according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 상기 코팅이 없는 탄소 섬유는 12.59 N/mm2 의 계면 전단강도를 나타내었다. 상기 폴리아미드 6,10으로 코팅된 탄소 섬유는 14.51 N/mm2 의 계면 전단강도를 나타내었다. 상기 폴리아미드 6,10과 탄소나노튜브의 혼합물로 코팅된 탄소 섬유는 19.77 N/mm2 의 계면 전단강도를 나타내어, 코팅이 없는 탄소 섬유에 비하여 57% 증가되었다.Referring to FIG. 8, the uncoated carbon fiber exhibited an interface shear strength of 12.59 N / mm 2 . The carbon fibers coated with the polyamide 6,10 exhibited an interface shear strength of 14.51 N / mm < 2 & gt ;. The carbon fiber coated with the mixture of polyamide 6,10 and carbon nanotubes showed an interface shear strength of 19.77 N / mm 2 , which was 57% higher than that of uncoated carbon fiber.

따라서, 상기 폴리아미드 6,10과 탄소나노튜브의 혼합물로 코팅된 탄소 섬유는 섬유가 파손되고, 57% 증가된 계면 전단강도를 나타냄에 따라, 고분자와 섬유 간의 계면 결합이 상기 코팅이 없는 탄소 섬유에 비하여 강한 것으로 분석된다.Therefore, as the carbon fibers coated with the mixture of polyamide 6,10 and carbon nanotubes are broken and exhibit an interface shear strength increased by 57%, the interfacial bonding between the polymer and the fibers results in the formation of carbon- .

이러한 결과로서, 본 발명의 기술적 사상에 따른 탄소 섬유와 고분자 수지 사이의 계면 전단강도 측정 방법은 계면 전단강도에 대한 표준화된 측정 방법으로 제시될 수 있다.As a result, the method of measuring the interface shear strength between the carbon fiber and the polymer resin according to the technical idea of the present invention can be presented as a standardized measuring method for the interface shear strength.

이상에서 설명한 본 발명의 기술적 사상이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명의 기술적 사상이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. Will be apparent to those of ordinary skill in the art.

100: 계면 전단강도 측정 시편, 110: 탄소 섬유,
120: 고분자 수지, 130: 장착보완부재,
140: 지지 부재, 142: 수용 영역, 144: 접촉부,
146: 개구부, 148: 압착부,
200: 몰드, 210: 본체요소,
220: 몰딩구획요소, 230: 고정요소,
300: 인장시험장치, 320: 제1 바이스, 330: 제2 바이스,100: Interfacial shear strength measurement specimen, 110: Carbon fiber,
120: polymer resin, 130: mounting complementary member,
140: support member, 142: receiving area, 144: contact portion,
146: opening part, 148: pressed part,
200: mold, 210: body element,
220: molding compartment element, 230: stationary element,
300: tensile test apparatus, 320: first vise, 330: second vise,

Claims (17)

탄소 섬유;
상기 탄소 섬유의 일단부를 수용하여 결합된 고분자 수지;
상기 탄소 섬유의 타단부를 수용하여 결합된 장착보완부재; 및
상기 탄소 섬유는 통과되고 상기 고분자 수지를 수용하여 지지하는 고분자 수지 지지 부재를 포함하고,
상기 고분자 수지는 상기 고분자 수지 지지 부재와 밀착하는 하나 또는 그 이상의 평면들을 포함하는, 탄소 섬유와 고분자 수지 사이의 계면 전단강도 측정 시편.Carbon fiber;
A polymer resin which receives and binds one end of the carbon fiber;
A mounting complement member coupled to receive the other end of the carbon fiber; And
Wherein the carbon fiber passes through the polymer resin support member to receive and support the polymer resin,
Wherein the polymer resin comprises one or more planes which are in close contact with the polymeric resin support member, the interface shear strength between the carbon fiber and the polymer resin. 청구항 1에 있어서,
상기 탄소 섬유는 다수의 탄소 섬유 필라멘트가 합쳐진 토우로 이루어지는, 탄소 섬유와 고분자 수지 사이의 계면 전단강도 측정 시편.The method according to claim 1,
Wherein the carbon fiber comprises a plurality of carbon fiber filaments joined to each other, and the interface shear strength between the carbon fiber and the polymer resin is measured. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 고분자 수지는 폴리아미드6, 폴리아미드66, 폴리아미드12, 폴리아미드610, 폴리에스테르, 비닐에스터, 및 에폭시 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 탄소 섬유와 고분자 수지 사이의 계면 전단강도 측정 시편.The method according to claim 1,
Wherein the polymeric resin comprises at least one of polyamide 6, polyamide 66, polyamide 12, polyamide 610, polyester, vinyl ester, and epoxy, and the interface resin shear strength between the carbon fiber and the polymer resin. 청구항 1에 있어서,
상기 장착보완부재는 폴리아미드6, 폴리아미드66, 폴리아미드12, 폴리아미드610, 폴리에스테르, 비닐에스터, 및 에폭시 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 탄소 섬유와 고분자 수지 사이의 계면 전단강도 측정 시편.The method according to claim 1,
Wherein the mounting complementary member comprises at least one of polyamide 6, polyamide 66, polyamide 12, polyamide 610, polyester, vinyl ester, and epoxy. 탄소 섬유;
상기 탄소 섬유의 일단부를 수용하여 결합된 고분자 수지;
상기 탄소 섬유의 타단부를 수용하여 결합된 장착보완부재; 및
상기 탄소 섬유는 통과되고 상기 고분자 수지를 수용하여 지지하는 고분자 수지 지지 부재를 포함하고,
상기 고분자 수지 지지 부재는,
상기 고분자 수지가 삽입되는 수용 영역;
상기 수용 영역의 상부에 위치하고 상기 고분자 수지와 밀착하는 접촉부;
상기 접촉부의 중앙에 위치하고 상기 탄소 섬유가 통과되는 개구부; 및
상기 수용 영역의 하부에 위치하고 인장시험장치의 바이스에 압착되는 압착부;를 포함하는, 탄소 섬유와 고분자 수지 사이의 계면 전단강도 측정 시편.Carbon fiber;
A polymer resin which receives and binds one end of the carbon fiber;
A mounting complement member coupled to receive the other end of the carbon fiber; And
Wherein the carbon fiber passes through the polymer resin support member to receive and support the polymer resin,
Wherein the polymeric resin supporting member comprises:
A receiving area into which the polymer resin is inserted;
A contact portion disposed on the upper portion of the accommodation region and closely contacting with the polymer resin;
An opening located at the center of the contact portion and through which the carbon fiber passes; And
And a compression part located at a lower portion of the receiving area and pressed onto a vise of the tensile tester. 청구항 1에 있어서,
상기 고분자 수지 지지 부재는 철, 알루미늄, 구리, 또는 스테인레스 스틸로 구성되는, 탄소 섬유와 고분자 수지 사이의 계면 전단강도 측정 시편.The method according to claim 1,
Wherein the polymeric resin supporting member is made of iron, aluminum, copper, or stainless steel, and the interface shear strength between the carbon fiber and the polymer resin is measured. 삭제delete 탄소 섬유를 준비하는 단계;
상기 탄소 섬유의 일단부를 수용하여 결합되는 고분자 수지를 형성하는 단계;
상기 탄소 섬유의 타단부를 수용하여 결합되는 장착보완부재를 형성하는 단계;
상기 탄소 섬유는 통과되고 상기 고분자 수지를 수용하여 지지하는 고분자 수지 부재를 장착하여 계면 전단강도 측정 시편을 형성하는 단계; 및
상기 계면 전단강도 측정 시편을 인장시험장치에 장착하여 계면 전단강도를 측정하는 단계;를 포함하고,
상기 탄소 섬유의 일단부를 수용하여 결합되는 고분자 수지를 형성하는 단계는,
상기 탄소 섬유를 몰드의 본체요소 내에 배치하는 단계;
상기 탄소 섬유를 고정하도록, 상기 탄소 섬유 상에 몰딩구획요소 및 고정 요소를 배치하는 단계;
상기 몰딩구획요소에 의하여 형성된 영역에 고분자 수지를 투입하는 단계; 및
상기 몰드를 가열하여 상기 탄소 섬유와 상기 고분자 수지를 결합시키는 단계;를 포함하는, 탄소 섬유와 고분자 수지 사이의 계면 전단강도 측정 방법.Preparing a carbon fiber;
Forming a polymer resin to receive and bind one end of the carbon fiber;
Forming a mounting complement member to receive and couple the other end of the carbon fiber;
Forming a specimen for measurement of interfacial shear strength by mounting a polymer resin member through which the carbon fibers are passed and which receives and supports the polymer resin; And
And measuring the interface shear strength by attaching the interface shear strength measurement specimen to the tensile tester,
The step of forming the polymer resin to receive and bond the one end of the carbon fiber may include:
Placing the carbon fibers in a body element of the mold;
Disposing a molding compartment element and a fixing element on the carbon fiber to fix the carbon fiber;
Injecting a polymer resin into an area formed by the molding partition element; And
And heating the mold to bond the carbon fibers to the polymer resin. 청구항 9에 있어서,
상기 고분자 수지는 상기 몰딩구획요소에 의하여 형성된 영역에 펠렛으로 투입되는, 탄소 섬유와 고분자 수지 사이의 계면 전단강도 측정 방법.The method of claim 9,
Wherein the polymer resin is pelletized in an area formed by the molding partition element. 청구항 9에 있어서,
상기 고분자 수지는 폴리아미드6를 포함하는, 탄소 섬유와 고분자 수지 사이의 계면 전단강도 측정 방법.The method of claim 9,
Wherein the polymer resin comprises polyamide 6, wherein the interface shear strength between the carbon fiber and the polymer resin is measured. 탄소 섬유를 준비하는 단계;
상기 탄소 섬유의 일단부를 수용하여 결합되는 고분자 수지를 형성하는 단계;
상기 탄소 섬유의 타단부를 수용하여 결합되는 장착보완부재를 형성하는 단계;
상기 탄소 섬유는 통과되고 상기 고분자 수지를 수용하여 지지하는 고분자 수지 부재를 장착하여 계면 전단강도 측정 시편을 형성하는 단계; 및
상기 계면 전단강도 측정 시편을 인장시험장치에 장착하여 계면 전단강도를 측정하는 단계;를 포함하고,
상기 장착보완부재를 형성하는 단계는,
상기 탄소 섬유의 타탄부를 액상 고분자 물질 내에 침지시킨 후 배출시킴으로써, 상기 타단부에 고상화된 고분자 물질이 결합되어 이루어지는, 탄소 섬유와 고분자 수지 사이의 계면 전단강도 측정 방법.Preparing a carbon fiber;
Forming a polymer resin to receive and bind one end of the carbon fiber;
Forming a mounting complement member to receive and couple the other end of the carbon fiber;
Forming a specimen for measurement of interfacial shear strength by mounting a polymer resin member through which the carbon fibers are passed and which receives and supports the polymer resin; And
And measuring the interface shear strength by attaching the interface shear strength measurement specimen to the tensile tester,
Wherein forming the mounting complementary member comprises:
Wherein the solidified polymer material is bonded to the other end of the carbon fiber by dipping the carbon fiber in the liquid polymer material and then discharging the carbon fiber material. 청구항 12에 있어서,
상기 액상 고분자 물질은 에폭시 레진을 포함하는, 탄소 섬유와 고분자 수지 사이의 계면 전단강도 측정 방법.The method of claim 12,
Wherein the liquid polymeric material comprises an epoxy resin. 탄소 섬유를 준비하는 단계;
상기 탄소 섬유의 일단부를 수용하여 결합되는 고분자 수지를 형성하는 단계;
상기 탄소 섬유의 타단부를 수용하여 결합되는 장착보완부재를 형성하는 단계;
상기 탄소 섬유는 통과되고 상기 고분자 수지를 수용하여 지지하는 고분자 수지 부재를 장착하여 계면 전단강도 측정 시편을 형성하는 단계; 및
상기 계면 전단강도 측정 시편을 인장시험장치에 장착하여 계면 전단강도를 측정하는 단계;를 포함하고,
상기 계면 전단강도를 측정하는 단계는,
상기 탄소 섬유가 상기 고분자 수지 지지 부재에 의하여 지지되는 상기 고분자 수지로부터 이탈되는 힘을 인가받아 수행되는, 탄소 섬유와 고분자 수지 사이의 계면 전단강도 측정 방법.Preparing a carbon fiber;
Forming a polymer resin to receive and bind one end of the carbon fiber;
Forming a mounting complement member to receive and couple the other end of the carbon fiber;
Forming a specimen for measurement of interfacial shear strength by mounting a polymer resin member through which the carbon fibers are passed and which receives and supports the polymer resin; And
And measuring the interface shear strength by attaching the interface shear strength measurement specimen to the tensile tester,
The step of measuring the interface shear strength may include:
Wherein the carbon fiber is subjected to a force to separate the carbon fiber from the polymer resin supported by the polymer resin support member. 청구항 9 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
상기 계면 전단강도를 측정하는 단계는,
상기 고분자 수지 지지 부재는 상기 인장시험장치의 제1 바이스에 의하여 고정되고, 상기 장착보완부재는 상기 인장시험장치의 제2 바이스에 의하여 고정되어 수행되는, 탄소 섬유와 고분자 수지 사이의 계면 전단강도 측정 방법.The method according to any one of claims 9 to 14,
The step of measuring the interface shear strength may include:
Wherein the polymeric resin supporting member is fixed by a first vise of the tensile tester and the mounting complementary member is fixed by a second vise of the tensile tester to perform an interfacial shear strength measurement between the carbon fiber and the polymer resin Way. 탄소 섬유를 준비하는 단계;
상기 탄소 섬유의 일단부를 수용하여 결합되는 고분자 수지를 형성하는 단계;
상기 탄소 섬유의 타단부를 수용하여 결합되는 장착보완부재를 형성하는 단계;
상기 탄소 섬유는 통과되고 상기 고분자 수지를 수용하여 지지하는 고분자 수지 부재를 장착하여 계면 전단강도 측정 시편을 형성하는 단계; 및
상기 계면 전단강도 측정 시편을 인장시험장치에 장착하여 계면 전단강도를 측정하는 단계;를 포함하고,
상기 계면 전단강도를 측정하는 단계는,
상기 인장시험장치으로부터 유도되는 제1 인장력은 상기 고분자 수지 지지 부재에 의하여 상기 고분자 수지에만 인가되고 상기 탄소 섬유에는 인가되지 않고, 상기 인장시험장치으로부터 유도되는 제2 인장력은 상기 장착보완부재와 상기 탄소 섬유에 모두 인가되어 수행되는, 탄소 섬유와 고분자 수지 사이의 계면 전단강도 측정 방법.Preparing a carbon fiber;
Forming a polymer resin to receive and bind one end of the carbon fiber;
Forming a mounting complement member to receive and couple the other end of the carbon fiber;
Forming a specimen for measurement of interfacial shear strength by mounting a polymer resin member through which the carbon fibers are passed and which receives and supports the polymer resin; And
And measuring the interface shear strength by attaching the interface shear strength measurement specimen to the tensile tester,
The step of measuring the interface shear strength may include:
Wherein the first tensile force derived from the tensile tester is applied only to the polymer resin by the polymeric resin supporting member and is not applied to the carbon fiber, and a second tensile force derived from the tensile tester is applied to the mounting complementary member and the carbon A method for measuring interfacial shear strength between a carbon fiber and a polymer resin, the method comprising: 청구항 9 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
상기 탄소 섬유는 폴리아미드 6,10으로 코팅되거나 폴리나미드 6,10과 탄소나노튜브의 혼합물로 코팅된, 탄소 섬유와 고분자 수지 사이의 계면 전단강도 측정 방법.The method according to any one of claims 9 to 14,
Wherein the carbon fiber is coated with a polyamide 6,10 or coated with a mixture of a polynamide 6,10 and a carbon nanotube, wherein the interface shear strength between the carbon fiber and the polymer resin is measured.
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