산화구리 나노와이어의 제어 성장에 의해 기계적 성질이 개선된 직조된 탄소섬유/폴리에스테르 복합체의 제조방법 및 그 복합체

Abstract

본 발명에서는 직조된 탄소섬유(WCF)에 기반을 둔 폴리에스테르 수지 복합체의 기계적 성질의 개선에서 산화구리(CuO) 나노와이어의 효과가 연구되었다. 복합체는 VARTM(vacuum-assisted resin transfer molding) 공정에 의해 제조되었다. 산화구리(CuO) 나노와이어는 시딩(seeding)의 연속적인 단계로 직조된 탄소섬유(WCF) 상에서 다음의 성장 공정에 의해 성장되었다. 주사전자현미경(SEM)은 탄소섬유의 표면 상에서 산화구리(CuO) 나노와이어의 성장을 보여주었다; 이 성장은 시딩(seeding) 사이클의 수와 성장시간의 길이로 증가하였다. 성장 용액의 농도는 의미 있는 효과를 갖지 않았다. 성장의 최대 양은 60mM의 성장 용액과 8시간의 성장 시간으로 8시딩(seeding) 사이클에서 발생하였다. X선 회절기(XRD)와 FTIR(Fourier transform infrared) 분광기에 따라, 중량% 변화의 분석은 상기 결과를 지지하였다. 산화구리(CuO) 나노와이어의 결정라인 피크 높이는 나노와이어의 성장과 함께 증가하였다. FTIR 스펙트럼에서 나타나고 있는 새로운 흡수 피크는 또한 WCF 상에서 산화구리(CuO) 나노와이어의 성장을 나타내었다. 인장강도, 계수 및 충격저항의 면에서 기계적 성질은 탄소섬유 상에서 나노와이어의 성장 후에 현저하게 개선하였다; 계수와 강도는 충격 에너지 흡수가 극소량의 WCF 대비 36.8%까지 증가되는 동안 33.1%와 42.8%에 이르기까지 개선하였다.