KR20220003689A - Thermoplastic resin with supramolecular structure and Carbon Fiber Reinforced Thermal Plastic comprising the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 초분자 구조의 열가소성 수지 및 이를 포함하는 탄소섬유강화 플라스틱에 관한 것으로 더욱 상세하게는 수소결합 등의 동적 결합을 형성하는 반응기를 열가소성 수지의 말단에 도입함으로써 초분자화 구조를 형성하고, 여기에 탄소섬유를 함침시켜 인장 물성을 향상시킨 탄소섬유강화 플라스틱에 관한 것이다.The present invention relates to a thermoplastic resin having a supramolecular structure and a carbon fiber-reinforced plastic comprising the same, and more particularly, to a supramolecular structure by introducing a reactive group that forms a dynamic bond such as hydrogen bonding at the end of the thermoplastic resin, It relates to carbon fiber-reinforced plastics having improved tensile properties by impregnating carbon fibers.
탄소섬유 강화 플라스틱(CFRP, Carbon Fiber Reinforced Plastic)은 고강도 강 및 알루미늄 합금과 같은 기존의 경량 소재보다 비중이 높고 강성이 강하며 자동차 등의 금속 재질 중형 구조물을 경량으로 대체하기 위하여 연구되고 있으며 1970년대 부터 낚싯대, 테니스 라켓, 골프 샤프트 등의 스포츠 소재와 항공 분야에서 적용하기 시작했다. 자동차 분야에서는 1979년에 Ford가 발표한 LTD 세단이 있으며 이는 기존 모델보다 544㎏ 가벼운 차체를 갖는 세계 최초의 자동차이다. 이후 GM과 BMW, 도요타 자동차, 닛산 자동차가 이를 적용했지만 열경화성 복합재료의 제조 공정의 고비용, 열경화성 수지의 낮은 재활용 등의 문제로 CFRP의 본격적인 적용에는 한계가 있었다.Carbon Fiber Reinforced Plastic (CFRP) has a higher specific gravity and higher rigidity than existing lightweight materials such as high-strength steel and aluminum alloy. Since then, it has been applied to sports materials such as fishing rods, tennis racquets, and golf shafts, and in the aviation field. In the automobile sector, there is the LTD sedan announced by Ford in 1979, which is the world's first car with a body that is 544 kg lighter than the previous model. After that, GM, BMW, Toyota Motors, and Nissan Motors applied it, but there was a limit to the full-scale application of CFRP due to the high cost of the manufacturing process of thermosetting composites and low recycling of thermosetting resins.
따라서 최근 생산성 측면과 원가 절감, 재활용 측면에서 유리한 열가소성 수지를 탄소섬유를 적용하는 매트릭스 수지로 사용하는 CFRTP(Carbon Fiber Reinforced Thermoplastic)가 주목을 받고 있다. CFRTP 시장의 성장을 주도하는 주요 요인으로는 연비가 좋은 차량에 대한 수요 증가, 우주 항공 응용 분야에서의 CFRTP 사용, 복잡한 디자인의 적용의 용이성을 들 수 있다. Therefore, CFRTP (Carbon Fiber Reinforced Thermoplastic), which uses a thermoplastic resin advantageous in terms of productivity, cost reduction, and recycling as a matrix resin to which carbon fiber is applied, has recently attracted attention. Key factors driving the growth of the CFRTP market are the growing demand for fuel-efficient vehicles, the use of CFRTP in aerospace applications, and the ease of application of complex designs.
그러나 열가소성 수지를 이용한 CFRTP 연구 개발을 위해서는 수지의 물성 향상, 탄소섬유와의 계면 접착력 증대, 설계 최적화가 필요하다. 특히, 열가소성 수지를 구조용 CFRTP에 적용하기 위해서는 우수한 강성 및 강도를 가져야 한다. 이와 같은 열가소성 수지는 높은 분자량으로 인해 고점도 특성이 나타나고, 고점도 특성은 CFRTP 제조시, 탄소섬유와의 계면에서 낮은 상호 작용력 작용하거나, 탄소섬유 함침에 따라 내부 기공률이 증가하여 물성이 저하되는 문제점이 있다.However, for CFRTP research and development using thermoplastic resins, it is necessary to improve the physical properties of the resin, increase the interfacial adhesion with carbon fibers, and optimize the design. In particular, in order to apply the thermoplastic resin to structural CFRTP, it must have excellent rigidity and strength. Such a thermoplastic resin exhibits high viscosity characteristics due to its high molecular weight, and the high viscosity characteristics have a problem in that when CFRTP is manufactured, a low interaction force acts at the interface with carbon fibers, or the internal porosity increases due to carbon fiber impregnation, resulting in deterioration of physical properties. .
본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로 열가소성 수지에 다양한 동적 결합 즉, 수소결합, 호스트-게스트 상호작용(Host-guest interactions), 이온 상호작용(Ionic interactions) 및 π-π 상호작용 등을 통하여 초분자화함으로써 인장 물성이 향상된 초분자 구조를 갖는 열가소성 수지를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to solve the above problems, and various dynamic bonds, that is, hydrogen bonds, host-guest interactions, ionic interactions, and π-π interactions, etc. An object of the present invention is to provide a thermoplastic resin having a supramolecular structure with improved tensile properties by supramolecularization through it.
본 발명의 다른 목적은 초분자 구조를 갖는 열가소성 수지에 탄소섬유를 함침시켜 CFRTP(Carbon Fiber Reinforced Thermoplastic)를 제조함으로써 열가소성 수지와 탄소섬유 사이의 계면특성이 향상되고, 기공률이 현저히 낮으며, 인장물성이 우수한 CFRTP(Carbon Fiber Reinforced Thermoplastic)를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to produce CFRTP (Carbon Fiber Reinforced Thermoplastic) by impregnating carbon fibers in a thermoplastic resin having a supramolecular structure, thereby improving the interfacial properties between the thermoplastic resin and carbon fibers, reducing the porosity significantly, and improving tensile properties. Our goal is to provide superior Carbon Fiber Reinforced Thermoplastic (CFRTP).
본 발명의 일 측면에 따르면,According to one aspect of the present invention,
열가소성 수지, 및 상기 열가소성 수지의 말단에 동적 결합(dynamic bonds)을 형성하는 반응기를 포함하는, 반응기가 결합된 열가소성 수지를 포함하고,A thermoplastic resin, and a reactive group comprising a reactive group that forms dynamic bonds at the ends of the thermoplastic resin;
상기 반응기가 결합된 열가소성 수지는 복수로 존재하며, 복수의 상기 반응기가 결합된 열가소성 수지는 상호간 상기 반응기 사이에 동적 결합이 형성되고,A plurality of thermoplastic resins to which the reactive groups are bound exist, and a dynamic bond is formed between the reactive groups of the thermoplastic resins to which a plurality of the reactive groups are bound,
상기 동적 결합은 열에 의해 끊어지는 결합이고, 수소결합, 호스트-게스트 상호작용(Host-guest interactions), 이온 상호작용(Ionic interactions) 및 π-π 상호작용 중에서 선택된 어느 하나인 초분자 구조의 열가소성 수지가 제공된다.The dynamic bond is a bond broken by heat, and a thermoplastic resin having a supramolecular structure, which is any one selected from hydrogen bonds, host-guest interactions, ionic interactions, and π-π interactions provided
상기 열가소성 수지는 폴리아마이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 및 폴리스티렌 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.The thermoplastic resin may be any one selected from polyamide, polyethylene, polypropylene, and polystyrene.
상기 열가소성 수지는 폴리아마이드일 수 있다.The thermoplastic resin may be polyamide.
상기 폴리아마이드는 폴리아마이드 6, 폴리아마이드 12, 폴리아마이드 66, 폴리아마이드 6/66, 폴리아마이드 6/12, 폴리아마이드 6/6T, 폴리아마이드 6/6I 및 이들의 공중합체 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.The polyamide may be any one selected from
상기 동적 결합은 수소결합일 수 있다.The dynamic bonding may be hydrogen bonding.
상기 수소결합은 다중 수소결합일 수 있다.The hydrogen bonding may be multiple hydrogen bonding.
상기 동적 결합을 형성하는 반응기는 Upy-NCO(2(6-isocyanatohexylaminocarbonylamino)-6-methyl-4[1H]-pyrimidinone), DAN(2,7-diamido-1,8-naphthyridine), UTr(ureidotriazine), DDA-AAD(cytosine-guanine), 2-아크릴아미도피리딘(2-acrylamidopyridine), 3-N-메틸-6-트리데실우라실(3-N-methyl-6-tridecyluracil), 시스-아미드기를 갖는 비스(아크릴로아미노)트리아진(bis(acyloamino)triazine with cis-amide groups), 및 트랜스-아미드기를 갖는 비스(아크릴로아미노)피리딘(bis(acylamino)pyridine with trans-amide groups) 중에서 선택된 어느 하나로부터 유래된 반응기일 수 있다.The reactive group for forming the dynamic bond is Upy-NCO (2 (6-isocyanatohexylaminocarbonylamino)-6-methyl-4 [1H]-pyrimidinone), DAN (2,7-diamido-1,8-naphthyridine), UTr (ureidotriazine) , DDA-AAD (cytosine-guanine), 2-acrylamidopyridine (2-acrylamidopyridine), 3-N-methyl-6-tridecyluracil (3-N-methyl-6-tridecyluracil), having a cis-amide group Any one selected from bis(acyloamino)triazine with cis-amide groups, and bis(acylamino)pyridine with trans-amide groups It may be a reactor derived from
본 발명의 다른 하나의 측면에 따르면,According to another aspect of the present invention,
초분자 구조의 열가소성 수지층; 및 Thermoplastic resin layer of supramolecular structure; and
상기 초분자 구조의 열가소성 수지에 함침된 탄소섬유를 포함하는 탄소섬유층;을 포함하고,Including; a carbon fiber layer comprising carbon fibers impregnated in the thermoplastic resin of the supramolecular structure;
상기 초분자 구조의 열가소성 수지층은,The thermoplastic resin layer of the supramolecular structure,
열가소성 수지, 및 상기 열가소성 수지의 말단에 동적 결합(dynamic bonds)을 형성하는 반응기를 포함하는, 반응기가 결합된 열가소성 수지를 포함하고,A thermoplastic resin, and a reactive group comprising a reactive group that forms dynamic bonds at the ends of the thermoplastic resin;
상기 반응기가 결합된 열가소성 수지는 복수로 존재하며, 복수의 상기 반응기가 결합된 열가소성 수지는 상호간 상기 반응기 사이에 동적 결합이 형성되고,A plurality of thermoplastic resins to which the reactive groups are bound exist, and a dynamic bond is formed between the reactive groups of the thermoplastic resins to which a plurality of the reactive groups are bound,
상기 동적 결합은 열에 의해 끊어지는 결합이고, 수소결합, 호스트-게스트 상호작용(Host-guest interactions), 이온 상호작용(Ionic interactions) 및 π-π 상호작용 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 탄소섬유강화 플라스틱이 제공된다.The dynamic bond is a bond broken by heat, and carbon fiber, characterized in that it is any one selected from hydrogen bonds, host-guest interactions, ionic interactions, and π-π interactions A reinforced plastic is provided.
상기 탄소섬유강화 플라스틱은 열가소성 수지층과 탄소섬유층이 교대로 반복 적층된 구조일 수 있다.The carbon fiber-reinforced plastic may have a structure in which a thermoplastic resin layer and a carbon fiber layer are alternately repeatedly laminated.
본 발명의 다른 또 하나의 측면에 따르면,According to another aspect of the present invention,
(a) 열가소성 수지와 동적 결합을 형성하는 반응물질을 준비하는 단계; 및(a) preparing a reactant to form a dynamic bond with the thermoplastic resin; and
(b) 상기 열가소성 수지와 동적 결합을 형성하는 반응물질을 반응시켜 상기 열가소성 수지의 말단에 동적 결합을 형성하는 반응기를 도입하고, 상기 반응기 사이에 동적 결합을 형성시켜 초분자 구조의 열가소성 수지를 제조하는 단계;를 포함하는 초분자 구조의 열가소성 수지의 제조방법이 제공된다.(b) reacting a reactant that forms a dynamic bond with the thermoplastic resin to introduce a reactive group that forms a dynamic bond at the end of the thermoplastic resin, and forms a dynamic bond between the reactive groups to produce a thermoplastic resin having a supramolecular structure There is provided a method for producing a thermoplastic resin having a supramolecular structure comprising;
상기 열가소성 수지는 폴리아마이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 및 폴리스티렌 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.The thermoplastic resin may be any one selected from polyamide, polyethylene, polypropylene, and polystyrene.
바람직하게는, 상기 열가소성 수지는 폴리아마이드일 수 있다.Preferably, the thermoplastic resin may be polyamide.
상기 폴리아마이드는 폴리아마이드 6, 폴리아마이드 12, 폴리아마이드 66, 폴리아마이드 6/66, 폴리아마이드 6/12, 폴리아마이드 6/6T, 폴리아마이드 6/6I 및 이들의 공중합체 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.The polyamide may be any one selected from
상기 동적 결합을 형성하는 반응물질은 Upy-NCO(2(6-isocyanatohexylaminocarbonylamino)-6-methyl-4[1H]-pyrimidinone), DAN(2,7-diamido-1,8-naphthyridine), UTr(ureidotriazine), DDA-AAD(cytosine-guanine), 2-아크릴아미도피리딘(2-acrylamidopyridine), 3-N-메틸-6-트리데실우라실(3-N-methyl-6-tridecyluracil), 시스-아미드기를 갖는 비스(아크릴로아미노)트리아진(bis(acyloamino)triazine with cis-amide groups), 및 트랜스-아미드기를 갖는 비스(아크릴로아미노)피리딘(bis(acylamino)pyridine with trans-amide groups) 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.The reactant forming the dynamic bond is Upy-NCO (2 (6-isocyanatohexylaminocarbonylamino)-6-methyl-4 [1H]-pyrimidinone), DAN (2,7-diamido-1,8-naphthyridine), UTr (ureidotriazine) ), DDA-AAD (cytosine-guanine), 2-acrylamidopyridine, 3-N-methyl-6-tridecyluracil, cis-amide group Bis (acryloamino) triazine with bis (acyloamino) triazine with cis-amide groups, and bis (acryloamino) pyridine with trans-amide groups, any one selected from can be one
더욱 바람직하게는, 상기 폴리아마이드는 폴리아마이드 12이고, 상기 반응물질은 Upy-NCO이고,More preferably, the polyamide is
폴리아마이드 12 100중량부를 기준으로 Upy-NCO 4 내지 20중량부를 반응시킬 수 있다.Based on 100 parts by weight of
상기 열가소성 수지는 말단에 카르복실기(-COOH)가 결합된 것일 수 있다.The thermoplastic resin may have a carboxyl group (-COOH) bonded to a terminal thereof.
본 발명의 다른 또 하나의 측면에 따르면,According to another aspect of the present invention,
(1) 열가소성 수지와 동적 결합을 형성하는 반응물질의 제1 혼합분말층을 형성하는 단계;(1) forming a first mixed powder layer of a reactant that forms a dynamic bond with a thermoplastic resin;
(2) 상기 혼합분말층 상에 탄소섬유를 올려 탄소섬유층을 형성하는 단계;(2) forming a carbon fiber layer by placing carbon fibers on the mixed powder layer;
(3) 상기 탄소섬유층 상에 열가소성 수지와 동적 결합을 형성하는 반응물질의 제2 혼합분말층을 형성하여 혼합분말/탄소섬유 적층체를 제조하는 단계; 및(3) preparing a mixed powder/carbon fiber laminate by forming a second mixed powder layer of a reactant that forms a dynamic bond with a thermoplastic resin on the carbon fiber layer; and
(4) 상기 혼합분말/탄소섬유 적층체에 열을 가하면서 가압하여 탄소섬유강화 플라스틱(CFRTP)을 제조하는 단계;를 포함하는 탄소섬유강화 플라스틱(CFRTP)의 제조방법이 제공된다.(4) manufacturing a carbon fiber reinforced plastic (CFRTP) by applying heat to the mixed powder/carbon fiber laminate by pressing; a method for manufacturing carbon fiber reinforced plastic (CFRTP) comprising a is provided.
단계 (2) 및 단계 (3)은 2회 내지 10회 반복수행하여 혼합분말/탄소섬유 적층체를 제조할 수 있다.Steps (2) and (3) may be repeated 2 to 10 times to prepare a mixed powder/carbon fiber laminate.
본 발명의 초분자 구조를 갖는 열가소성 수지는 열가소성 수지에 다양한 동적 결합 즉, 수소결합, 호스트-게스트 상호작용(Host-guest interactions), 이온 상호작용(Ionic interactions) 및 π-π 상호작용 등을 통하여 초분자화 함으로써 인장 물성을 향상시킬 수 있다.The thermoplastic resin having a supramolecular structure of the present invention is a supramolecular resin through various dynamic bonds to the thermoplastic resin, that is, hydrogen bonding, host-guest interactions, ionic interactions, and π-π interactions. It is possible to improve the tensile properties by
또한, 본 발명의 탄소섬유강화 플라스틱은 초분자 구조를 갖는 열가소성 수지에 탄소섬유를 함침시켜 CFRTP(Carbon Fiber Reinforced Thermoplastic)를 제조함으로써 열가소성 수지와 탄소섬유 사이의 계면특성이 향상되고, 기공률이 현저히 낮으며, 인장물성을 향상시킬 수 있다.In addition, the carbon fiber-reinforced plastic of the present invention improves the interfacial properties between the thermoplastic resin and the carbon fiber by impregnating carbon fibers in a thermoplastic resin having a supramolecular structure to produce CFRTP (Carbon Fiber Reinforced Thermoplastic), and the porosity is significantly low. , the tensile properties can be improved.
도 1은 Upy-NCO의 1H-NMR 분석 결과이다.
도 2는 실시예 1의 초분자 폴리아마이드 12의 합성 개요이다.
도 3은 실험예 1의 ATR-IR 분석결과이다.
도 4는 실험예 2의 DSC 열분석 결과이다.
도 5는 실험예 2의 TGA 열분석 결과이다.
도 6은 실험예 3에 따른 필름의 인장물성 측정 결과이다.
도 7은 실험예 3에 따른 필름의 인장계수 측정 결과이다.
도 8은 실험예 3에 따른 필름의 인장률 측정 결과이다.
도 9는 실험예 4에 따른 CFRTP의 기공률 측정 사진이다.
도 10은 실험예 5에 따른 CFRTP의 인장 강도 측정 결과이다.
도 11은 실험예 5에 따른 CFRTP의 인장계수 측정 결과이다.
도 12는 실험예 5에 따른 CFRTP의 인장률 측정 결과이다.
도 13은 실험예 6에 따른 CFRTP의 측면 SEM 이미지이다.
도 14는 실험예 6에 따른 CFRTP의 층간 전단 강도(ILSS) 측정 결과이다.1 is a 1H-NMR analysis result of Upy-NCO.
2 is a synthesis schematic of the
3 is an ATR-IR analysis result of Experimental Example 1.
4 is a DSC thermal analysis result of Experimental Example 2.
5 is a TGA thermal analysis result of Experimental Example 2.
6 is a measurement result of tensile properties of a film according to Experimental Example 3.
7 is a measurement result of the tensile modulus of a film according to Experimental Example 3.
8 is a measurement result of tensile modulus of a film according to Experimental Example 3.
9 is a porosity measurement photograph of CFRTP according to Experimental Example 4.
10 is a measurement result of tensile strength of CFRTP according to Experimental Example 5.
11 is a measurement result of tensile modulus of CFRTP according to Experimental Example 5;
12 is a measurement result of tensile modulus of CFRTP according to Experimental Example 5;
13 is a side SEM image of CFRTP according to Experimental Example 6.
14 is an interlayer shear strength (ILSS) measurement result of CFRTP according to Experimental Example 6.
이하에서, 본 발명의 여러 측면 및 다양한 구현예에 대해 더욱 구체적으로 설명한다. 이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 그러나, 이하의 설명은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, various aspects and various embodiments of the present invention will be described in more detail. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily carry out the present invention. However, the following description is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and when it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the gist of the present invention in describing the present invention, the detailed description thereof will be omitted. .
본원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is used only to describe specific embodiments, and is not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that a feature, number, step, operation, element, or combination thereof described in the specification exists, and includes one or more other features or It should be understood that the possibility of the presence or addition of numbers, steps, acts, elements, or combinations thereof is not precluded in advance.
이하, 본 발명의 초분자 구조의 열가소성 수지에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, the thermoplastic resin of the supramolecular structure of the present invention will be described.
본 발명의 초분자 구조의 열가소성 수지는 열가소성 수지, 및 상기 열가소성 수지의 말단에 동적 결합(dynamic bonds)을 형성하는 반응기를 포함하는, 반응기가 결합된 열가소성 수지를 포함하고, 상기 반응기가 결합된 열가소성 수지는 복수로 존재하며, 복수의 상기 반응기가 결합된 열가소성 수지는 상호간 상기 반응기 사이에 동적 결합이 형성되고, 상기 동적 결합은 열에 의해 끊어지는 결합이고, 수소결합, 호스트-게스트 상호작용(Host-guest interactions), 이온 상호작용(Ionic interactions) 및 π-π 상호작용 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.The thermoplastic resin of the supramolecular structure of the present invention includes a thermoplastic resin and a reactive group that forms dynamic bonds at the ends of the thermoplastic resin, a reactive group comprising a thermoplastic resin, the reactive group is bound to the thermoplastic resin exists in plurality, and the thermoplastic resin to which the plurality of reactive groups are bonded forms a dynamic bond between the reactive groups with each other, and the dynamic bond is a bond that is broken by heat, hydrogen bonding, host-guest interaction (Host-guest interaction) interactions), ionic interactions, and π-π interactions may be selected.
상기 열가소성 수지는 폴리아마이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 및 폴리스티렌 중에서 선택된 어느 하나인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 폴리아마이드일 수 있다.The thermoplastic resin is preferably any one selected from polyamide, polyethylene, polypropylene, and polystyrene, and more preferably polyamide.
상기 폴리아마이드는 폴리아마이드 6, 폴리아마이드 12, 폴리아마이드 66, 폴리아마이드 6/66, 폴리아마이드 6/12, 폴리아마이드 6/6T, 폴리아마이드 6/6I 및 이들의 공중합체 중에서 선택된 어느 하나일 수 있고, 가장 바람직하게는 폴리아마이드 12일 수 있다.The polyamide may be any one selected from
열가소성 수지 중 탄소섬유강화 플라스틱에 적용하기에 가장 적합한 것으로 폴리아마이드 12를 들 수 있으며, 그 이유는 낮은 녹는점으로 인한 가공편리성, 낮은 수분 흡수율, 높은 치수 안정성이 있기 때문이다.Among the thermoplastic resins,
상기 동적 결합은 수소결합일 수 있고, 바람직하게는 반응기 상호간의 다중 수소결합일 수 있다. 더욱 바람직하게는 3중 또는 4중 수소결합일 수 있고, 더욱 더 바람직하게는 4중 수소결합일 수 있다.The dynamic bonding may be hydrogen bonding, preferably multiple hydrogen bonding between reactors. More preferably, it may be a triple or quadruple hydrogen bond, and even more preferably, it may be a quadruple hydrogen bond.
상기 동적 결합을 형성하는 반응물질은 Upy-NCO(2(6-isocyanatohexylaminocarbonylamino)-6-methyl-4[1H]-pyrimidinone), DAN(2,7-diamido-1,8-naphthyridine), UTr(ureidotriazine), DDA-AAD(cytosine-guanine), 2-아크릴아미도피리딘(2-acrylamidopyridine), 3-N-메틸-6-트리데실우라실(3-N-methyl-6-tridecyluracil), 시스-아미드기를 갖는 비스(아크릴로아미노)트리아진(bis(acyloamino)triazine with cis-amide groups), 및 트랜스-아미드기를 갖는 비스(아크릴로아미노)피리딘(bis(acylamino)pyridine with trans-amide groups) 중에서 선택된 어느 하나로부터 유래된 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 4중 수소결합을 형성하는 Upy-NCO 일 수 있다.The reactant forming the dynamic bond is Upy-NCO (2 (6-isocyanatohexylaminocarbonylamino)-6-methyl-4 [1H]-pyrimidinone), DAN (2,7-diamido-1,8-naphthyridine), UTr (ureidotriazine) ), DDA-AAD (cytosine-guanine), 2-acrylamidopyridine, 3-N-methyl-6-tridecyluracil, cis-amide group Bis (acryloamino) triazine with bis (acyloamino) triazine with cis-amide groups, and bis (acryloamino) pyridine with trans-amide groups, any one selected from One derived from one is preferable, and more preferably, it may be Upy-NCO that forms a quadruple hydrogen bond.
다음으로, 본 발명의 탄소강화섬유 플라스틱에 대해 설명하도록 한다.Next, the carbon-reinforced fiber plastic of the present invention will be described.
본 발명의 탄소강화섬유 플라스틱은 초분자 구조의 열가소성 수지층; 및 상기 초분자 구조의 열가소성 수지에 함침된 탄소섬유를 포함하는 탄소섬유층;을 포함한다.Carbon-reinforced fiber plastic of the present invention is a thermoplastic resin layer of a supramolecular structure; and a carbon fiber layer including carbon fibers impregnated in the thermoplastic resin of the supramolecular structure.
상기 초분자 구조의 열가소성 수지층은,The thermoplastic resin layer of the supramolecular structure,
열가소성 수지, 및 상기 열가소성 수지의 말단에 동적 결합(dynamic bonds)을 형성하는 반응기를 포함하는, 반응기가 결합된 열가소성 수지를 포함하고, 상기 반응기가 결합된 열가소성 수지는 복수로 존재하며, 복수의 상기 반응기가 결합된 열가소성 수지는 상호간 상기 반응기 사이에 동적 결합이 형성되고, 상기 동적 결합은 열에 의해 끊어지는 결합이고, 수소결합, 호스트-게스트 상호작용(Host-guest interactions), 이온 상호작용(Ionic interactions) 및 π-π 상호작용 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.A thermoplastic resin, and a reactive group comprising a reactive group that forms dynamic bonds at the ends of the thermoplastic resin, the reactive group comprises a bound thermoplastic resin, the reactive group is bound to the thermoplastic resin exists in plural, a plurality of the In the thermoplastic resin to which the reactive groups are bonded, a dynamic bond is formed between the reactive groups, and the dynamic bond is a bond that is broken by heat, hydrogen bonding, host-guest interactions, ionic interactions ) and may be any one selected from π-π interactions.
상기 열가소성 수지와 동적 결합에 대한 내용은 상술한 초분자 구조의 열가소성 수지에서 설명한 내용과 동일하므로 상세한 내용은 그 부분을 참조하기로 한다.Since the contents of the dynamic bonding with the thermoplastic resin are the same as those described in the above-described thermoplastic resin having a supramolecular structure, the details thereof will be referred to.
상기 탄소섬유는 탄소섬유강화 플라스틱에 적용가능한 이상 제한없이 사용할 수 있다.The carbon fiber may be used without limitation as long as it is applicable to carbon fiber-reinforced plastics.
일반적으로 CFRP에 포함되는 탄소섬유는 전구체에 따라 레이온계, PAN계, 피 치계 등으로 나눌 수 있다. 피치계는 전구체인 피치의 종류에 따라 액정 피치계 탄소섬유와 등방성 피치계 탄소섬유로 나눌 수 있다. 등방성 피치계 탄소섬유는 고성능 품질에 비해 저렴한 가격을 가져 범용 탄소섬유라고 불리며, 스테이플 형태의 탄소섬유로 생산되어 고온 단열재나 필터용 활성탄소섬유로 사용되고 있다.In general, carbon fibers included in CFRP can be divided into rayon-based, PAN-based, pitch-based and the like depending on the precursor. Pitch-based carbon fibers can be divided into liquid crystal pitch-based carbon fibers and isotropic pitch-based carbon fibers according to the type of pitch that is a precursor. Isotropic pitch-based carbon fiber is called general-purpose carbon fiber because it has a low price compared to high-performance quality.
상기 탄소섬유강화 플라스틱은 열가소성 수지층과 탄소섬유층이 교대로 반복 적층된 구조일 수 있고, 바람직하게는 열가소성 수지층이 상하부에 노출되는 형태로 제조될 수 있다.The carbon fiber-reinforced plastic may have a structure in which a thermoplastic resin layer and a carbon fiber layer are alternately repeatedly laminated, and preferably may be manufactured in a form in which the thermoplastic resin layer is exposed at upper and lower parts.
이하, 본 발명의 초분자 구조의 열가소성 수지의 제조방법에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, a method for producing a thermoplastic resin having a supramolecular structure of the present invention will be described.
먼저, 열가소성 수지와 동적 결합을 형성하는 반응물질을 준비한다(단계 a).First, a reactant that forms a dynamic bond with a thermoplastic resin is prepared (step a).
상기 열가소성 수지는 폴리아마이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 및 폴리스티렌 중에서 선택된 어느 하나인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 폴리아마이드일 수 있다.The thermoplastic resin is preferably any one selected from polyamide, polyethylene, polypropylene, and polystyrene, and more preferably polyamide.
상기 폴리아마이드는 폴리아마이드 6, 폴리아마이드 12, 폴리아마이드 66, 폴리아마이드 6/66, 폴리아마이드 6/12, 폴리아마이드 6/6T, 폴리아마이드 6/6I 및 이들의 공중합체 중에서 선택된 어느 하나일 수 있고, 가장 바람직하게는 폴리아마이드 12일 수 있다.The polyamide may be any one selected from
열가소성 수지 중 탄소섬유강화 플라스틱에 적용하기에 가장 적합한 것으로 폴리아마이드 12를 들 수 있다.Among the thermoplastic resins,
폴리아마이드 12 100중량부를 기준으로 Upy-NCO 4 내지 20중량부를 반응시키는Based on 100 parts by weight of
상기 열가소성 수지는 말단에 카르복실기(-COOH), 하이드록시기(-OH), 아민기(-NH2) 중에서 선택된 어느 하나가 결합된 것이 바람직하다. 말단에 카르복실기가 결합되어 있으면 상기 반응물질과 결합하여 말단에 동적 결합을 형성하는 반응기의 도입이 용이할 수 있다.The thermoplastic resin preferably has any one selected from a carboxyl group (-COOH), a hydroxyl group (-OH), and an amine group (-NH 2 ) bonded to a terminal thereof. If a carboxyl group is bonded to the terminal, it may be easy to introduce a reactive group that binds to the reactant to form a dynamic bond at the terminal.
상기 동적 결합은 수소결합일 수 있고, 바람직하게는 반응기 상호간의 다중 수소결합일 수 있다. 더욱 바람직하게는 3중 또는 4중 수소결합일 수 있고, 더욱 더 바람직하게는 4중 수소결합일 수 있다.The dynamic bonding may be hydrogen bonding, preferably multiple hydrogen bonding between reactors. More preferably, it may be a triple or quadruple hydrogen bond, and even more preferably, it may be a quadruple hydrogen bond.
상기 동적 결합을 형성하는 반응물질은 Upy-NCO(2(6-isocyanatohexylaminocarbonylamino)-6-methyl-4[1H]-pyrimidinone), DAN(2,7-diamido-1,8-naphthyridine), UTr(ureidotriazine), DDA-AAD(cytosine-guanine), 2-아크릴아미도피리딘(2-acrylamidopyridine), 3-N-메틸-6-트리데실우라실(3-N-methyl-6-tridecyluracil), 시스-아미드기를 갖는 비스(아크릴로아미노)트리아진(bis(acyloamino)triazine with cis-amide groups), 및 트랜스-아미드기를 갖는 비스(아크릴로아미노)피리딘(bis(acylamino)pyridine with trans-amide groups) 중에서 선택된 어느 하나인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 4중 수소결합을 형성하는 Upy-NCO 일 수 있다.The reactant forming the dynamic bond is Upy-NCO (2 (6-isocyanatohexylaminocarbonylamino)-6-methyl-4 [1H]-pyrimidinone), DAN (2,7-diamido-1,8-naphthyridine), UTr (ureidotriazine) ), DDA-AAD (cytosine-guanine), 2-acrylamidopyridine, 3-N-methyl-6-tridecyluracil, cis-amide group Bis (acryloamino) triazine with bis (acyloamino) triazine with cis-amide groups, and bis (acryloamino) pyridine with trans-amide groups, any one selected from It is preferable that there is one, and more preferably, it may be Upy-NCO which forms a quadruple hydrogen bond.
다음으로, 상기 열가소성 수지와 동적 결합을 형성하는 반응물질을 반응시켜 상기 열가소성 수지의 말단에 동적 결합을 형성하는 반응기를 도입하고, 상기 반응기 사이에 동적 결합을 형성시켜 초분자 구조의 열가소성 수지를 제조한다(단계 b).Next, a reactive material that forms a dynamic bond with the thermoplastic resin is reacted to introduce a reactor that forms a dynamic bond at the end of the thermoplastic resin, and a dynamic bond is formed between the reactive groups to prepare a thermoplastic resin having a supramolecular structure (step b).
가장 바람직하게는, 상기 폴리아마이드는 폴리아마이드 12이고, 상기 반응물질은 Upy-NCO일 수 있다. 이때, 폴리아마이드 12 100중량부를 기준으로 Upy-NCO 4 내지 20중량부를 반응시키는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 5 내지 16중량부, 더욱 더 바람직하게는 6 내지 12중량부를 반응시킬 수 있다. Upy-NCO의 함량이 4 내지 20중량부의 범위를 벗어나는 경우에는 인장 물성이 크게 저하될 수 있다.Most preferably, the polyamide is
상기 반응은 200 내지 260℃의 온도에서 수행하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 220 내지 250℃ 더욱 더 바람직하게는 225 내지 245℃에서 수행할 수 있다. 200℃ 미만에서는 열가소성 수지의 말단에 반응기의 도입이 충분히 이루어지지 않으며, 260℃를 초과하는 경우에는 불필요한 열공급으로 공정 비용이 상승될 수 있다.The reaction is preferably carried out at a temperature of 200 to 260 °C, more preferably 220 to 250 °C, even more preferably 225 to 245 °C. If it is less than 200 ℃, the introduction of the reactor at the end of the thermoplastic resin is not sufficiently made, and if it exceeds 260 ℃, the process cost may increase due to unnecessary heat supply.
상기 초분자 구조의 열가소성 수지의 제조시 열을 가하면서 동시에 가압함으로써 필름형 초분자 구조의 열가소성 수지를 제조할 수도 있다.When the thermoplastic resin of the supramolecular structure is prepared, the thermoplastic resin of the film-type supramolecular structure may be prepared by applying heat while simultaneously pressing.
특히, 하기 실시예에는 명시적으로 기재하지는 않았지만, 본 발명에 따른 초분자 구조의 열가소성 수지의 제조방법에 있어서, 열가소성 수지의 종류, 동적 결합을 형성하는 반응물질의 종류, 열가소성 수지와 반응물질의 함량비율, 반응온도를 달리하면서 초분자 구조의 열가소성 수지를 제조하였다. 이와 같이 제조된 초분자 구조의 열가소성 수지의 인장 물성을 확인한 결과, 다른 조건과는 달리 아래의 조건을 모두 만족하는 경우에만, 인장 물성이 현저히 우수한 것으로 특정되었다.In particular, although not explicitly described in the following examples, in the method for producing a thermoplastic resin having a supramolecular structure according to the present invention, the type of the thermoplastic resin, the type of reactant forming a dynamic bond, and the content of the thermoplastic resin and the reactant A thermoplastic resin with a supramolecular structure was prepared while varying the ratio and reaction temperature. As a result of confirming the tensile properties of the thus-prepared supramolecular thermoplastic resin, unlike other conditions, only when all of the following conditions were satisfied, the tensile properties were specified to be remarkably excellent.
열가소성 수지는 폴리아마이드 12이고, 상기 반응물질은 Upy-NCO이고, 폴리아마이드 12 100중량부에 대하여 Upy-NCO이 8 내지 12 중량부이고, 반응온도는 225 내지 245℃인 경우이다.The thermoplastic resin is
다음으로, 탄소섬유강화 플라스틱(CFRTP)의 제조방법에 대해 설명하도록 한다.Next, a method for manufacturing carbon fiber reinforced plastic (CFRTP) will be described.
먼저, 열가소성 수지와 동적 결합을 형성하는 반응물질의 제1 혼합분말층을 형성한다(단계 1).First, a first mixed powder layer of a reactant that forms a dynamic bond with a thermoplastic resin is formed (step 1).
이후, 상기 혼합분말층 상에 탄소섬유를 올려 탄소섬유층을 형성한다(단계 2).Thereafter, a carbon fiber layer is formed by placing carbon fibers on the mixed powder layer (step 2).
다음으로, 상기 탄소섬유층 상에 열가소성 수지와 동적 결합을 형성하는 반응물질의 제2 혼합분말층을 형성하여 혼합분말/탄소섬유 적층체를 제조한다(단계 3).Next, a second mixed powder layer of a reactant that forms a dynamic bond with a thermoplastic resin is formed on the carbon fiber layer to prepare a mixed powder/carbon fiber laminate (step 3).
상기 혼합분말/탄소섬유 적층체에 열을 가하면서 가압하여 탄소섬유강화 플라스틱(CFRTP)을 제조한다(단계 4).The mixed powder/carbon fiber laminate is pressurized while applying heat to prepare carbon fiber reinforced plastic (CFRTP) (step 4).
단계 (2) 및 단계 (3)은 2회 내지 10회 반복수행하여 혼합분말/탄소섬유 적층체를 제조할 수 있고, 더욱 바람직하게는 3 내지 4회 반복수행하여 혼합분말/탄소섬유 적층체를 제조할 수 있다. 반복 수행을 하지 않을 경우에는 탄소섬유에 의한 열가소성 수지의 강화 효과가 충분히 구현되기 어렵고, 10회를 초과하여 반복하는 경우에는 불필요한 공정으로 공정 비용이 상승하고, 적층체가 지나치게 두꺼워져 디테일한 디자인에 적용하기에 어렵다.Steps (2) and (3) may be repeated 2 to 10 times to prepare a mixed powder/carbon fiber laminate, and more preferably, repeated 3 to 4 times to obtain a mixed powder/carbon fiber laminate can be manufactured. If it is not repeated, it is difficult to sufficiently realize the strengthening effect of the thermoplastic resin by carbon fiber. difficult to do
특히, 하기 실시예에는 명시적으로 기재하지는 않았지만, 본 발명에 따른 초분자 구조의 열가소성 수지의 제조방법에 있어서, 열가소성 수지의 종류, 동적 결합을 형성하는 반응물질의 종류, 열가소성 수지와 반응물질의 함량비율, 반응온도, 탄소섬유 종류, 적층 반복 회수, 및 가압 압력을 달리하면서 초분자 구조의 열가소성 수지를 제조하였다. 이와 같이 제조된 초분자 구조의 열가소성 수지의 인장 물성을 확인한 결과, 다른 조건과는 달리 아래의 조건을 모두 만족하는 경우에만, 인장 물성이 현저히 우수한 것으로 특정되었다.In particular, although not explicitly described in the following examples, in the method for producing a thermoplastic resin having a supramolecular structure according to the present invention, the type of the thermoplastic resin, the type of reactant forming a dynamic bond, and the content of the thermoplastic resin and the reactant A thermoplastic resin having a supramolecular structure was prepared while varying the ratio, reaction temperature, carbon fiber type, number of repeated laminations, and pressurization pressure. As a result of confirming the tensile properties of the thus-prepared supramolecular thermoplastic resin, unlike other conditions, only when all of the following conditions were satisfied, the tensile properties were specified to be remarkably excellent.
열가소성 수지는 폴리아마이드 12이고, 상기 반응물질은 Upy-NCO이고, 폴리아마이드 12 100중량부에 대하여 Upy-NCO이 8 내지 12 중량부이고, 반응온도는 225 내지 245℃이고, 탄소섬유는 T700 탄소섬유 원단을 사용하고, 적층 반복 회수는 3회로 하여 탄소섬유층은 3층으로, 열가소성 수지층은 4층으로 형성하고, 가압 압력은 18 내지 22MPa 인 경우이다.The thermoplastic resin is
이하에서는 본 발명에 따른 실시예를 들어 구체적으로 설명하도록 한다. Hereinafter, examples according to the present invention will be described in detail.
[실시예][Example]
실시예 1: 초분자 폴리아마이드 12Example 1:
초분자 구조의 폴리아마이드 12를 구현하기 위해서는 폴리아마이드 12 양말단에 반응성기가 필요하다. 에보닉(Evonik)사의 VESTOSINT 2159 제품은 양말단에 카르복실산을 포함한 폴리아마이드 12인 에보닉(Evonik)사의 VESTOSINT 2159 제품을 사용하였고, 다양한 반응기를 양 말단에 부여할 수 있다는 장점이 있다. THF GPC 분석을 통해 VESTOSINT 2159의 분자량을 분석하였으며, 수평균분자량(Mn) = 7,560, 중량평균분자량(Mw) = 149,00, PDI = 1.96을 나타내었다.In order to implement
한편, 4중 수소결합 반응물질인 2(6-isocyanatohexylaminocarbonylamino)-6-methyl-4[1H]-pyrimidinone(Upy-NCO)는 종래 기술에 따라 합성하였다. 구체적으로, 2-ureido-4-[1H]pyrimidinone(UPy, 1.0 equiv, 40 mmol, 5 g)과 HDI(hexamethylenediisocyanate)(7.0 equiv, 280 mmol, 47 g)을 100℃에서 16시간 동안 질소 분위기에서 반응시킨 후, 헥산 100㎖를 첨가하고 침전물을 필터링하여 얻은 후 헥산(20㎖)으로 3번 정제하고, 50℃ 진공분위기에서 건조하였다(수율 = 90%). 이에 따라 제조된 Upy-NCO의 1H-NMR 분석 결과를 도 1에 나타내었다.Meanwhile, 2(6-isocyanatohexylaminocarbonylamino)-6-methyl-4[1H]-pyrimidinone (Upy-NCO), which is a reactant for quadruple hydrogen bonding, was synthesized according to the prior art. Specifically, 2-ureido-4-[1H]pyrimidinone (UPy, 1.0 equiv, 40 mmol, 5 g) and HDI (hexamethyleneiisocyanate) (7.0 equiv, 280 mmol, 47 g) were mixed at 100° C. for 16 hours in a nitrogen atmosphere. After the reaction, 100 ml of hexane was added, and the precipitate was obtained by filtration, purified three times with hexane (20 ml), and dried in a vacuum atmosphere at 50° C. (yield = 90%). The results of 1 H-NMR analysis of Upy-NCO thus prepared are shown in FIG. 1 .
계산을 통해 예측한 폴리아마이드 12와 Upy-NCO의 이상적인 1:1 반응 중량 비율은 100:7.76 이므로, 이에 따라 폴리아마이드 12 분말과 Upy-NCO 분말의 중량비를 100:4로 하여 Thinky Mixer로 1000rpm으로 10분 동안 혼합하여 폴리아마이드 12와 Upy-NCO 혼합분말을 준비하고, 240℃의 오븐에서 1시간 반응시켰다. 이에 따라 제조된 초분자 폴리아마이드 12의 합성 개요를 도 2에 나타내었다.The ideal 1:1 reaction weight ratio of
실시예 2: 초분자 폴리아마이드 12Example 2:
폴리아마이드 12와 Upy-NCO의 중량비를 100:4 대신에 100:8로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 초분자 폴리아마이드 12를 합성하였다.
실시예 3: 초분자 폴리아마이드 12Example 3:
폴리아마이드 12와 Upy-NCO의 중량비를 100:4 대신에 100:12로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 초분자 폴리아마이드 12를 합성하였다.
실시예 4: 초분자 폴리아마이드 12 필름Example 4:
폴리아마이드 12와 Upy-NCO 분말이 100:4 중량비로 Thinky mixer로 10분 동안 혼합한 혼합분말 5g을 폴리이미드 필름이 깔린 12 cm x 12 cm 핫프레스 몰드에 넣고 230℃ 조건에서 10분 동안 10bar의 압력을 가하여 두께 100㎛인 필름을 제조하였다.5 g of
실시예 5: 초분자 폴리아마이드 12 필름Example 5:
폴리아마이드 12와 Upy-NCO 분말이 100:4 대신에 100:8 중량비로 혼합된 혼합분말을 사용한 것을 제외하고는 실시예 4와 동일한 조건으로 필름을 제조하였다.A film was prepared under the same conditions as in Example 4, except that a mixed powder in which
실시예 6: 초분자 폴리아마이드 12 필름Example 6:
폴리아마이드 12와 Upy-NCO 분말이 100:4 대신에 100:12 중량비로 혼합된 혼합분말을 사용한 것을 제외하고는 실시예 4와 동일한 조건으로 필름을 제조하였다.A film was prepared under the same conditions as in Example 4, except that a mixed powder in which
실시예 7: 초분자 폴리아마이드 12 필름Example 7:
폴리아마이드 12와 Upy-NCO 분말이 100:4 대신에 100:16 중량비로 혼합된 혼합분말을 사용한 것을 제외하고는 실시예 4와 동일한 조건으로 필름을 제조하였다.A film was prepared under the same conditions as in Example 4, except that a mixed powder in which
실시예 8: 탄소섬유 강화 플라스틱(CFRTP)Example 8: Carbon Fiber Reinforced Plastic (CFRTP)
실시예 4의 혼합분말 2.5g을 12 cm x 12 cm CFRTP 제조용 몰드에 고르게 분포시키고 12 cm x 12 cm 규격의 T700 탄소섬유 원단을 혼합분말 위에 올렸다. 탄소섬유 원단 위에 다시 2.5g의 혼합 분말을 고르게 분포시키는 것을 반복하여 5층의 혼합분말층과 그 사이에 형성된 4층의 T700 탄소섬유 원단층이 포함된 CFRTP 적층 구조체를 형성하였다. 이후 230℃에서 20 MPa 압력으로 10분 동안 가압하여 CFRTP를 제조하고 냉각한 후 몰드를 분해하여 CFRTP를 얻었다.2.5 g of the mixed powder of Example 4 was evenly distributed in a 12 cm x 12 cm CFRTP manufacturing mold, and a T700 carbon fiber fabric having a size of 12 cm x 12 cm was placed on the mixed powder. By repeating evenly distributing 2.5 g of the mixed powder again on the carbon fiber fabric, a CFRTP laminated structure including five mixed powder layers and four T700 carbon fiber fabric layers formed therebetween was formed. Thereafter, CFRTP was prepared by pressing at 230° C. at 20 MPa pressure for 10 minutes, and after cooling, the mold was disassembled to obtain CFRTP.
실시예 9: 탄소섬유 강화 플라스틱(CFRTP)Example 9: Carbon Fiber Reinforced Plastic (CFRTP)
실시예 4의 혼합분말 대신에 실시예 5의 혼합분말을 사용한 것을 제외하고는 실시예 8과 동일한 조건으로 탄소섬유 강화 플라스틱을 제조하였다.A carbon fiber reinforced plastic was prepared under the same conditions as in Example 8, except that the mixed powder of Example 5 was used instead of the mixed powder of Example 4.
실시예 10: 탄소섬유 강화 플라스틱(CFRTP)Example 10: Carbon Fiber Reinforced Plastic (CFRTP)
실시예 4의 혼합분말 대신에 실시예 6의 혼합분말을 사용한 것을 제외하고는 실시예 8과 동일한 조건으로 탄소섬유 강화 플라스틱을 제조하였다.A carbon fiber reinforced plastic was prepared under the same conditions as in Example 8, except that the mixed powder of Example 6 was used instead of the mixed powder of Example 4.
실시예 11: 탄소섬유 강화 플라스틱(CFRTP)Example 11: Carbon Fiber Reinforced Plastic (CFRTP)
실시예 4의 혼합분말 대신에 실시예 7의 혼합분말을 사용한 것을 제외하고는 실시예 8과 동일한 조건으로 탄소섬유 강화 플라스틱을 제조하였다.A carbon fiber reinforced plastic was prepared under the same conditions as in Example 8, except that the mixed powder of Example 7 was used instead of the mixed powder of Example 4.
비교예 1: 폴리아마이드 12Comparative Example 1:
실시예 1의 폴리아마이드 12를 준비하였다.
비교예 2: 폴리아마이드 12 필름Comparative Example 2:
폴리아마이드 12와 Upy-NCO 혼합분말 대신에 폴리아마이드 12 분말을 사용한 것을 제외하고는 실시예 4와 동일한 조건으로 필름을 제조하였다.A film was prepared under the same conditions as in Example 4, except that
비교예 3: 탄소섬유 강화 플라스틱(CFRTP)Comparative Example 3: Carbon fiber reinforced plastic (CFRTP)
폴리아마이드 12와 Upy-NCO 혼합분말 대신에 폴리아마이드 12 분말을 사용한 것을 제외하고는 실시예 8과 동일한 조건으로 탄소섬유 강화 플라스틱을 제조하였다.A carbon fiber reinforced plastic was prepared under the same conditions as in Example 8, except that
[시험예][Test Example]
실험예 1. ATR-IR 분석Experimental Example 1. ATR-IR analysis
실시예 2의 초분자 폴리아마이드 12를 ATR(Attenuated total reflection)-IR 분석하여 그 결과를 도 3에 나타내었다. 여기서, 빨간색 그래프는 Upy-NCO의 반응 전 곡선이고, 파란색 그래프는 Upy-NCO의 반응 후 곡선이다.Attenuated total reflection (ATR)-IR analysis of the
이에 따르면, 2280cm-1의 흡수 피크는 -NCO의 존재를 의미하고, 1시간 반응 후 Upy-NCO의 특성 피크가 완전히 사라졌으며, 이에 따라 Upy-NCO의 아이소시아네이트 반응기가 폴리아마이드12의 양말단과 반응하여 초분자 폴리아마이드 12이 합성되었음을 확인할 수 있었다.According to this, the absorption peak at 2280 cm-1 means the presence of -NCO, and the characteristic peak of Upy-NCO completely disappeared after 1 hour of reaction. Thus, it was confirmed that
실험예 2: DSC 및 TGA 열분석Experimental Example 2: DSC and TGA thermal analysis
실시예 1 내지 3, 및 비교예 1의 시료에 대하여 DSC 분석을 통해 시료의 결정성 변화를 관찰하여 그 결과를 도 4에 나타내었다. 이에 따르면, Upy-NCO의 함량의 증가에 따라, 결정화 온도가 감소하였으며 온도 범위는 증가하였다. 이는, Upy-NCO가 폴리아마이드12 내부의 결정화도를 저해함을 의미하며, 결정성 감소는 물성을 저해하는 요소로 작용할 수 있음을 의미하는 것이다.For the samples of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1, changes in crystallinity of the samples were observed through DSC analysis, and the results are shown in FIG. 4 . According to this, as the content of Upy-NCO increased, the crystallization temperature decreased and the temperature range increased. This means that Upy-NCO inhibits the degree of crystallinity inside
한편, 실시예 1 내지 3, 및 비교예 1의 시료에 대하여 TGA 열분석한 결과를 도 5에 나타내었다. 이에 따르면, Upy-NCO의 함량이 증가함에 따라 열분해 온도가 낮아짐을 확인하였으며, 이는 Upy-NCO기가 열에 의해 분해됨을 의미하는 것이다. Meanwhile, the results of TGA thermal analysis of the samples of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 are shown in FIG. 5 . According to this, it was confirmed that the thermal decomposition temperature was lowered as the content of Upy-NCO increased, which means that the Upy-NCO group was decomposed by heat.
실험예 3: 필름의 인장물성 평가Experimental Example 3: Evaluation of tensile properties of the film
비교예 2, 및 실시예 4 내지 7에 따라 각각 제조된 필름의 기계적 물성 측정을 위해 도그본(dog-bone)형태의 시편을 준비하였으며, 만능 재료 시험기를 이용하여 인장물성을 측정하여 그 결과를 도 6 내지 도 8에 나타내었으며, 이때 가로축은 폴리아마이드 100중량부에 대한 Upy-NCO의 중량부를 의미한다.For the measurement of mechanical properties of the films prepared according to Comparative Example 2 and Examples 4 to 7, a dog-bone type specimen was prepared, and the tensile properties were measured using a universal material tester, and the results were obtained 6 to 8, the horizontal axis means parts by weight of Upy-NCO with respect to 100 parts by weight of polyamide.
도 6은 인장 강도를 측정한 결과이다. 이에 따르면, Upy-NCO를 포함하지 않고 폴리아마이드 12만으로 제조된 비교예 2의 필름은 인장 강도가 48.9 MPa 인데 반해, Upy-NCO가 8중량부 포함된 실시예 5의 필름의 경우 인장 강도가 61.1 MPa까지 향상되는 것으로 나타났다. 그러나 Upy-NCO 함량이 12중량부인 실시예 6과 16중량부 과량으로 포함된 실시예 7의 필름은 Upy-NCO를 인장 강도가 감소하는 것으로 나타났다. 6 is a result of measuring tensile strength. According to this, the film of Comparative Example 2 prepared only with
도 7은 인장 계수(Modulus) 측정 결과이다. 이에 따르면 Upy-NCO가 16 중량부 포함된 실시예 7의 필름이 1560 MPa로 가장 높은 것으로 나타났다.7 is a measurement result of a tensile modulus (Modulus). According to this, the film of Example 7 containing 16 parts by weight of Upy-NCO was found to be the highest at 1560 MPa.
도 8은 인장률(Strain) 측정 결과이다. 이에 따르면, 폴리아마이드 12만으로 제조된 비교예 2의 필름은 159%를 나타내었으며, Upy-NCO가 4, 8, 12 중량부로 포함된 비교예 4, 비교예 5 및 비교예 6은 각각 203%, 201%, 182%의 향상된 값을 나타내었다. 그러나 Upy-NCO가 16중량부 포함된 실시예 7의 필름은 12%로 급격한 감소를 나타내었다. 이는 과량의 Upy-NCO가 잔류 수분과의 부반응을 통해 수지 내부에 가교 구조를 형성한 것으로 예측된다. 실험결과, 실시예 5의 필름이 가장 우수한 인장 강도 및 인장률을 나타내었으며, 이를 통해 초분자 폴리아마이드 12 필름에서는 폴리아마이드 12와 Upy-NCO이 100:8의 중량비로 혼합하는 것이 가장 적합한 것으로 확인되었다.8 is a tensile rate (Strain) measurement result. According to this, the film of Comparative Example 2 prepared only with
실험예 4: CFRTP의 기공률 측정Experimental Example 4: Measurement of porosity of CFRTP
실시예 10에 따라 제조된 초분자 폴리아마이드 12가 포함된 CFRTP의 기공률을 측정하기 위하여 Micro-CT 분석을 수행하였으며, 기공률은 3.4%로 매우 낮게 측정되었다. 이에 따라 제조된 초분자 폴리아마이드 12가 포함된 CFRTP의 사진을 도 9에 나타내었다.Micro-CT analysis was performed to measure the porosity of CFRTP containing
실험예 5: CFRTP의 인장 특성 평가Experimental Example 5: Evaluation of tensile properties of CFRTP
비교예 3, 및 실시예 8 내지 11에 따라 각각 제조된 CFRTP 시편에 대하여 인장 특성을 평가하였고, 인장강도 측정 결과는 도 10, 인장 계수 측정 결과는 도 11, 인장률 측정 결과는 도 12에 각각 나타내었다.Tensile properties were evaluated for the CFRTP specimens prepared according to Comparative Example 3 and Examples 8 to 11, respectively, the tensile strength measurement result is shown in Fig. 10, the tensile modulus measurement result is shown in Fig. 11, and the tensile modulus measurement result is shown in Fig. 12, respectively. indicated.
도 10에 따르면, CFRTP의 인장 강도는 Upy-NCO의 함량이 증가함에 따라 594에서 최대 800MPa까지 증가하는 것으로 측정되었다. 이를 통해, Upy-NCO가 CFRTP의 인장 강도를 크게 증가시킴을 확인할 수 있었다.According to FIG. 10, the tensile strength of CFRTP was measured to increase from 594 to a maximum of 800 MPa as the content of Upy-NCO increased. Through this, it was confirmed that Upy-NCO significantly increased the tensile strength of CFRTP.
도 11에 따르면, CFRTP의 인장 계수는 Upy-NCO가 포함되지 않은 비교예 3의 CFRTP이 52.3 GPa인데 반해 Upy-NCO 12 중량부인 실시예 10에서 63.9 GPa로 증가한 것으로 나타났다. Upy-NCO가 16 중량부인 실시예 11은 56.2 GPa로 오히려 인장 계수가 감소하는 것으로 측정되었다. 이를 통해, Upy-NCO는 CFRTP의 인장 강도를 증가시킬 뿐만 아니라, 인장 계수의 증가에도 큰 영향을 미치는 것을 확인하였다.According to FIG. 11 , the tensile modulus of CFRTP increased to 63.9 GPa in Example 10 with 12 parts by weight of Upy-NCO, whereas CFRTP of Comparative Example 3 without Upy-NCO was 52.3 GPa. Example 11, in which Upy-NCO was 16 parts by weight, was 56.2 GPa, and it was measured that the tensile modulus was rather decreased. Through this, it was confirmed that Upy-NCO not only increased the tensile strength of CFRTP, but also had a significant effect on the increase of the tensile modulus.
도 11에 따르면, CFRTP의 인장률은 초분자 폴리아마이드 12 내부의 Upy-NCO의 함량에 관계없이 1.9에서 2.3% 사이의 값을 나타내었으며, 이러한 인장률은 CFRTP의 고유한 인장 특성에 크게 영향을 받기 때문이다. According to FIG. 11, the tensile modulus of CFRTP exhibited a value between 1.9 and 2.3% regardless of the content of Upy-NCO in the
이와 같은 CFRTP의 인장 특성 평가를 통해 초분자 폴리아마이드 12 필름과는 달리, CFRTP에서는 폴리아마이드 12 100중량부 대비 Upy-NCO가 12 중량부 포함된 실시예 10이 가장 우수한 물성을 나타내었다. Unlike the
실험예 6: CFRTP의 층간 전단 강도(ILSS) 측정Experimental Example 6: Interlaminar Shear Strength (ILSS) Measurement of CFRTP
비교예 3, 및 실시예 8 내지 10에 따라 각각 제조된 CFRTP에 대하여 탄소 섬유와 초분자 폴리아마이드 12 사이의 계면 특성을 확인하기 위하여 만능재료시험기를 통해 층간 전단 강도(Interlaminar shear strength)를 측정하였다. 비교예 3, 및 실시예 8 내지 10에 따라 각각 제조된 CFRTP의 측면 SEM 이미지를 도 13에 나타내었고, 층간 전단 강도의 측정 결과를 도 14에 나타내었다.For CFRTP prepared according to Comparative Example 3 and Examples 8 to 10, interlaminar shear strength was measured through a universal testing machine to confirm the interface characteristics between carbon fibers and
이에 따르면, 층간 전단 강도가 Upy-NCO가 포함되지 않은 비교예 3의 CFRTP은 165 MPa인데 반해 Upy-NCO가 12중량부 포함된 실시예 10의 CFRTP은 306 MPa까지 약 85% 증가하였다. 이는 일부 Upy-NCO의 아이소시아네이트기가 탄소 섬유 표면의 하이드록시기와 반응하게 되어, 탄소 섬유 표면에 도입된 4중 수소결합기가 초분자 폴리아마이드 12와 같이 결합하여 우수한 층간 전단 강도가 나타난 것으로 파악된다. 이를 통해, 초분자 폴리아마이드 12는 CFRTP의 인장 특성을 향상시킬 뿐만 아니라, 층간 전단 강도 또한 크게 향상시킬 수 있는 우수한 수지라는 것을 확인할 수 있었다.According to this, the interlayer shear strength of CFRTP of Comparative Example 3 without Upy-NCO was 165 MPa, whereas the CFRTP of Example 10 containing 12 parts by weight of Upy-NCO increased by about 85% to 306 MPa. It is understood that the isocyanate group of some Upy-NCO reacts with the hydroxyl group on the surface of the carbon fiber, and the quadruple hydrogen bonding group introduced on the surface of the carbon fiber bonds with the
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.In the above, although embodiments of the present invention have been described, those of ordinary skill in the art can add, change, delete or add components within the scope that does not depart from the spirit of the present invention described in the claims. The present invention may be variously modified and changed by, etc., and this will also be included within the scope of the present invention.
Claims (18)
상기 반응기가 결합된 열가소성 수지는 복수로 존재하며, 복수의 상기 반응기가 결합된 열가소성 수지는 상호간 상기 반응기 사이에 동적 결합이 형성되고,
상기 동적 결합은 열에 의해 끊어지는 결합이고, 수소결합, 호스트-게스트 상호작용(Host-guest interactions), 이온 상호작용(Ionic interactions) 및 π-π 상호작용 중에서 선택된 어느 하나인 초분자 구조의 열가소성 수지.A thermoplastic resin, and a reactive group comprising a reactive group that forms dynamic bonds at the ends of the thermoplastic resin;
A plurality of thermoplastic resins to which the reactive groups are bound exist, and a dynamic bond is formed between the reactive groups of the thermoplastic resins to which a plurality of the reactive groups are bound,
The dynamic bond is a bond that is broken by heat, and a thermoplastic resin having a supramolecular structure that is any one selected from hydrogen bonds, host-guest interactions, ionic interactions, and π-π interactions.
상기 열가소성 수지는 폴리아마이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 및 폴리스티렌 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 초분자 구조의 열가소성 수지.According to claim 1,
The thermoplastic resin has a supramolecular structure, characterized in that any one selected from polyamide, polyethylene, polypropylene, and polystyrene.
상기 열가소성 수지는 폴리아마이드인 것을 특징으로 하는 초분자 구조의 열가소성 수지.According to claim 1,
The thermoplastic resin is a thermoplastic resin with a supramolecular structure, characterized in that the polyamide.
상기 폴리아마이드는 폴리아마이드 6, 폴리아마이드 12, 폴리아마이드 66, 폴리아마이드 6/66, 폴리아마이드 6/12, 폴리아마이드 6/6T, 폴리아마이드 6/6I 및 이들의 공중합체 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 초분자 구조의 열가소성 수지.4. The method of claim 3,
The polyamide is any one selected from polyamide 6, polyamide 12, polyamide 66, polyamide 6/66, polyamide 6/12, polyamide 6/6T, polyamide 6/6I, and copolymers thereof A thermoplastic resin with a supramolecular structure.
상기 동적 결합은 수소결합인 것을 특징으로 하는 초분자 구조의 열가소성 수지.According to claim 1,
The dynamic bonding is a thermoplastic resin with a supramolecular structure, characterized in that hydrogen bonding.
상기 수소결합은 다중 수소결합인 것을 특징으로 하는 초분자 구조의 열가소성 수지.According to claim 1,
The hydrogen bond is a thermoplastic resin of a supramolecular structure, characterized in that multiple hydrogen bonds.
상기 동적 결합을 형성하는 반응기는 Upy-NCO(2(6-isocyanatohexylaminocarbonylamino)-6-methyl-4[1H]-pyrimidinone), DAN(2,7-diamido-1,8-naphthyridine), UTr(ureidotriazine), DDA-AAD(cytosine-guanine), 2-아크릴아미도피리딘(2-acrylamidopyridine), 3-N-메틸-6-트리데실우라실(3-N-methyl-6-tridecyluracil), 시스-아미드기를 갖는 비스(아크릴로아미노)트리아진(bis(acyloamino)triazine with cis-amide groups), 및 트랜스-아미드기를 갖는 비스(아크릴로아미노)피리딘(bis(acylamino)pyridine with trans-amide groups) 중에서 선택된 어느 하나로부터 유래된 반응기인 것을 특징으로 하는 초분자 구조의 열가소성 수지. According to claim 1,
The reactive group for forming the dynamic bond is Upy-NCO (2 (6-isocyanatohexylaminocarbonylamino)-6-methyl-4 [1H]-pyrimidinone), DAN (2,7-diamido-1,8-naphthyridine), UTr (ureidotriazine) , DDA-AAD (cytosine-guanine), 2-acrylamidopyridine (2-acrylamidopyridine), 3-N-methyl-6-tridecyluracil (3-N-methyl-6-tridecyluracil), having a cis-amide group Any one selected from bis(acyloamino)triazine with cis-amide groups, and bis(acylamino)pyridine with trans-amide groups A thermoplastic resin with a supramolecular structure, characterized in that it is a reactive group derived from
상기 초분자 구조의 열가소성 수지에 함침된 탄소섬유를 포함하는 탄소섬유층;을 포함하고,
상기 초분자 구조의 열가소성 수지층은,
열가소성 수지, 및 상기 열가소성 수지의 말단에 동적 결합(dynamic bonds)을 형성하는 반응기를 포함하는, 반응기가 결합된 열가소성 수지를 포함하고,
상기 반응기가 결합된 열가소성 수지는 복수로 존재하며, 복수의 상기 반응기가 결합된 열가소성 수지는 상호간 상기 반응기 사이에 동적 결합이 형성되고,
상기 동적 결합은 열에 의해 끊어지는 결합이고, 수소결합, 호스트-게스트 상호작용(Host-guest interactions), 이온 상호작용(Ionic interactions) 및 π-π 상호작용 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 탄소섬유강화 플라스틱.Thermoplastic resin layer of supramolecular structure; and
Including; a carbon fiber layer comprising carbon fibers impregnated in the thermoplastic resin of the supramolecular structure;
The thermoplastic resin layer of the supramolecular structure,
A thermoplastic resin, and a reactive group comprising a reactive group that forms dynamic bonds at the ends of the thermoplastic resin;
A plurality of thermoplastic resins to which the reactive groups are bound exist, and a dynamic bond is formed between the reactive groups of the thermoplastic resins to which a plurality of the reactive groups are bound,
The dynamic bond is a bond that is broken by heat, and carbon fiber, characterized in that it is any one selected from hydrogen bonds, host-guest interactions, ionic interactions, and π-π interactions reinforced plastic.
상기 탄소섬유강화 플라스틱은 열가소성 수지층과 탄소섬유층이 교대로 반복 적층된 구조인 것을 특징으로 하는 탄소섬유강화 플라스틱.9. The method of claim 8,
The carbon fiber-reinforced plastic is carbon fiber-reinforced plastic, characterized in that the structure in which a thermoplastic resin layer and a carbon fiber layer are alternately repeatedly laminated.
(b) 상기 열가소성 수지와 동적 결합을 형성하는 반응물질을 반응시켜 상기 열가소성 수지의 말단에 동적 결합을 형성하는 반응기를 도입하고, 상기 반응기 사이에 동적 결합을 형성시켜 초분자 구조의 열가소성 수지를 제조하는 단계;를 포함하는 초분자 구조의 열가소성 수지의 제조방법. (a) preparing a reactant to form a dynamic bond with the thermoplastic resin; and
(b) reacting the thermoplastic resin with a reactant forming a dynamic bond to introduce a reactive group that forms a dynamic bond at the end of the thermoplastic resin, and forming a dynamic bond between the reactive groups to produce a thermoplastic resin having a supramolecular structure A method for producing a thermoplastic resin having a supramolecular structure, comprising the steps of:
상기 열가소성 수지는 폴리아마이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 및 폴리스티렌 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 초분자 구조의 열가소성 수지의 제조방법.11. The method of claim 10,
The thermoplastic resin is a method for producing a thermoplastic resin with a supramolecular structure, characterized in that any one selected from polyamide, polyethylene, polypropylene, and polystyrene.
상기 열가소성 수지는 폴리아마이드인 것을 특징으로 하는 초분자 구조의 열가소성 수지의 제조방법.12. The method of claim 11,
The thermoplastic resin is a method for producing a thermoplastic resin with a supramolecular structure, characterized in that the polyamide.
상기 폴리아마이드는 폴리아마이드 6, 폴리아마이드 12, 폴리아마이드 66, 폴리아마이드 6/66, 폴리아마이드 6/12, 폴리아마이드 6/6T, 폴리아마이드 6/6I 및 이들의 공중합체 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 초분자 구조의 열가소성 수지의 제조방법.13. The method of claim 12,
The polyamide is any one selected from polyamide 6, polyamide 12, polyamide 66, polyamide 6/66, polyamide 6/12, polyamide 6/6T, polyamide 6/6I, and copolymers thereof Method for producing a thermoplastic resin with a supramolecular structure, characterized in that.
상기 동적 결합을 형성하는 반응물질은 Upy-NCO(2(6-isocyanatohexylaminocarbonylamino)-6-methyl-4[1H]-pyrimidinone), DAN(2,7-diamido-1,8-naphthyridine), UTr(ureidotriazine), DDA-AAD(cytosine-guanine), 2-아크릴아미도피리딘(2-acrylamidopyridine), 3-N-메틸-6-트리데실우라실(3-N-methyl-6-tridecyluracil), 시스-아미드기를 갖는 비스(아크릴로아미노)트리아진(bis(acyloamino)triazine with cis-amide groups), 및 트랜스-아미드기를 갖는 비스(아크릴로아미노)피리딘(bis(acylamino)pyridine with trans-amide groups) 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 초분자 구조의 열가소성 수지의 제조방법.12. The method of claim 11,
The reactant forming the dynamic bond is Upy-NCO (2 (6-isocyanatohexylaminocarbonylamino)-6-methyl-4 [1H]-pyrimidinone), DAN (2,7-diamido-1,8-naphthyridine), UTr (ureidotriazine) ), DDA-AAD (cytosine-guanine), 2-acrylamidopyridine, 3-N-methyl-6-tridecyluracil, cis-amide group Bis (acryloamino) triazine with bis (acyloamino) triazine with cis-amide groups, and bis (acryloamino) pyridine with trans-amide groups, any one selected from Method for producing a thermoplastic resin of a supramolecular structure, characterized in that one.
상기 폴리아마이드는 폴리아마이드 12이고, 상기 반응물질은 Upy-NCO이고,
폴리아마이드 12 100중량부를 기준으로 Upy-NCO 4 내지 20중량부를 반응시키는 것을 특징으로 하는 초분자 구조의 열가소성 수지의 제조방법.12. The method of claim 11,
The polyamide is polyamide 12, the reactant is Upy-NCO,
A method for producing a thermoplastic resin having a supramolecular structure, characterized in that 4 to 20 parts by weight of Upy-NCO are reacted based on 100 parts by weight of polyamide 12.
상기 열가소성 수지는 말단에 카르복실기(-COOH), 하이드록시기(-OH), 아민기(-NH2) 중에서 선택된 어느 하나가 결합된 것을 특징으로 하는 열가소성 수지의 제조방법.13. The method of claim 12,
The thermoplastic resin is a method for producing a thermoplastic resin, characterized in that any one selected from a carboxyl group (-COOH), a hydroxyl group (-OH), an amine group (-NH 2 ) is bonded to the terminal.
(2) 상기 혼합분말층 상에 탄소섬유를 올려 탄소섬유층을 형성하는 단계;
(3) 상기 탄소섬유층 상에 열가소성 수지와 동적 결합을 형성하는 반응물질의 제2 혼합분말층을 형성하여 혼합분말/탄소섬유 적층체를 제조하는 단계; 및
(4) 상기 혼합분말/탄소섬유 적층체에 열을 가하면서 가압하여 탄소섬유강화 플라스틱(CFRTP)을 제조하는 단계;를 포함하는 탄소섬유강화 플라스틱(CFRTP)의 제조방법.(1) forming a first mixed powder layer of a reactant that forms a dynamic bond with a thermoplastic resin;
(2) forming a carbon fiber layer by placing carbon fibers on the mixed powder layer;
(3) preparing a mixed powder/carbon fiber laminate by forming a second mixed powder layer of a reactant that forms a dynamic bond with a thermoplastic resin on the carbon fiber layer; and
(4) manufacturing the carbon fiber reinforced plastic (CFRTP) by applying heat to the mixed powder/carbon fiber laminate by pressing;
단계 (2) 및 단계 (3)은 2회 내지 10회 반복수행하여 혼합분말/탄소섬유 적층체를 제조하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유강화 플라스틱의 제조방법.18. The method of claim 17,
Steps (2) and (3) are repeated 2 to 10 times to prepare a mixed powder/carbon fiber laminate.
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2020
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