예열 및 가소화 단계는 고체 수지를 작업 가능한 재료로 변환하는 기본적인 준비 단계입니다. 이는 빠르게 경화되는 에폭시 분말을 액체로 녹여 완전한 압력이 가해지기 전에 유리섬유 층 사이로 흐르게 하고 갇힌 공기를 배출할 수 있는 제어된 열 환경을 조성합니다.
이 단계의 주요 기능은 수지를 액화하여 완전한 섬유 포화와 기공 제거를 보장하고, 고강도 복합재료에 필요한 조밀한 내부 구조를 구축하는 것입니다.
예열 단계의 메커니즘
상 변환
원료 에폭시 수지는 일반적으로 고체 분말 형태로 시작됩니다. 가열된 유압 프레스는 이 분말을 흐를 수 있는 용융 상태로 빠르게 변환하기 위한 특정 저온 환경을 제공합니다.
재료 흐름 촉진
가소화되면 수지는 강성을 잃고 이동에 필요한 점도를 얻습니다. 이러한 유동성은 수지가 쌓인 유리섬유 직물의 복잡한 직조 속으로 침투하는 데 필수적입니다.
조기 압력 방지
고체 분말에 높은 압력을 가하면 성형 대신 분쇄가 발생합니다. 이 단계는 재료가 후속 성형 단계에서 사용되는 높은 힘을 물리적으로 받아들일 준비가 되었음을 보장합니다.
구조적 무결성 구축
철저한 섬유 습윤
복합재료가 강도를 가지려면 매트릭스(수지)가 보강재(섬유)를 완전히 코팅해야 합니다. 가소화 단계는 용융된 수지가 번갈아 쌓인 유리섬유 직물 층을 철저하게 적시도록 합니다.
층간 공기 제거
쌓인 층 사이에 갇힌 공기는 최종 제품에 약점을 만듭니다. 수지가 녹고 흐르기 시작하면 이 층간 공기를 배출하여 복합재료 구조에서 밀어냅니다.
조밀한 기초 생성
이 단계는 공기를 제거하고 습윤을 보장함으로써 조밀한 계면 기초를 구축합니다. 이는 최종 고압 경화 단계를 위해 재료를 준비하며, 완성된 판이 균일한 밀도와 치수 안정성을 갖도록 보장합니다.
절충안 이해
조기 경화의 위험
에폭시 수지는 종종 "빠르게 경화"되므로 열에 빠르게 반응합니다. 분말을 녹이는 데 필요한 시간과 수지가 섬유 속으로 완전히 흐르기 전에 경화(경화)될 위험 사이의 균형을 맞춰야 합니다.
열 균일성 문제
예열이 고르지 않으면 일부 영역에서는 수지가 가소화되고 다른 영역에서는 고체 상태로 남아 있을 수 있습니다. 이는 복합재료 시트 전체에 내부 기공과 일관되지 않은 기계적 특성을 초래합니다.
목표에 맞는 올바른 선택
완벽한 복합재료를 얻으려면 특정 성능 요구 사항에 따라 이 단계를 조정해야 합니다.
- 기계적 강도가 주요 초점인 경우: 건조 지점이 구조적 무결성에 치명적이므로 가소화 단계가 100% 섬유 습윤을 달성할 만큼 충분히 길도록 하십시오.
- 외관 마감 및 밀도가 주요 초점인 경우: 표면 기공을 제거하기 위해 경화 주기를 시작하지 않고 가능한 한 오랫동안 흐름 상태를 유지하여 공기 제거를 우선시하십시오.
예열 단계를 마스터하면 화학적으로 최종 형태로 고정되기 전에 원료가 물리적으로 통합됨을 보장합니다.
요약 표:
| 공정 목표 | 주요 조치 | 복합재료에 대한 이점 |
|---|---|---|
| 상 변환 | 고체 에폭시 분말을 용융 액체로 변환 | 섬유 층으로의 재료 흐름 가능 |
| 섬유 습윤 | 액체 수지가 유리섬유 보강재를 코팅 | 최대 기계적 강도 보장 |
| 공기 제거 | 직물 스택 사이의 갇힌 공기 배출 | 층간 기공 및 약점 제거 |
| 구조 준비 | 조밀한 계면 기초 생성 | 균일한 밀도 및 안정성 보장 |
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참고문헌
- Malgorzata Latos‐Brozio, Sebastian Miszczak. Effect of the Addition of Naringenin Derived from Citrus on the Properties of Epoxy Resin Compositions. DOI: 10.3390/molecules29020512
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