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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 현승균
- 발행연도
- 2019
- 저작권
- 인하대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수23
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최근에는 자동차 산업에서 친환경적인 면과 연료의 효율성이 중시된다. 다양한 재료들 중에서 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic)은 경량, 고강도, 친환경적인 성질로 인해서 많은 주목을 받고 있다. 전 세계적인 환경규제로 인해서 자동차 제조시에 CFRP의 사용이 증가 할 것으로 예측되지만, CFRP를 차체 제조 공정에 적용하기 위해서는 해결해야 할 문제들이 있다. 현재 가장 문제가 되고있는 것은 바로 CFRP와 금속의 CTE(Coefficient of Thermal Expansion)이다. CFRP의 CTE는 금속재료보다 낮으므로 고온에서 경화되는 동안에 접착영역이 파손되거나 잔류응력의 존재 및 접합면적의 감소로 인해서 접착부분이 손상된다는 점이다. 이를 방지하기 위해서는 접착제의 포뮬레이션을 변경하거나 접착강도를 희생시키면서 제조하는 방법까지 고려되어야만 한다. 접착부분의 파단이 발생하지 않더라도 CFRP와 금속 접합부 주변에는 여전히 심한 잔류응력이 존재하기 때문에 경화가 완료된 접착영역은 CTE mismatch로 인한 높은 baking process의 결합응력은 견뎌내야만 한다.
이러한 문제를 해결하기 위해서는 접착제의 경화를 상온에서 적용시키는 방법이 고려되고 있다. 산업현장에서 생산되는 상온에서 경화되는 접착제는 접합강도가 낮게 나오는 문제점이 존재한다. 또한, 제조시에 환경적으로 유해한 물질들이 첨가되는 경우도 발생하는 문제점도 존재한다. 이러한 문제들을 해결하기 위해서는 자동차의 도장공정시에 먼저 상온 접착제를 경화시킨 후에 고온 공정을 진행하는 방법을 고려해야 한다.
위와 같은 문제점들을 해결하기 위해서 본 연구에서는 에폭시, 폴리우레탄 및 아크릴접착제 중에서 몇 가지 종류의 상온경화형 2액형 접착제로 실험을 진행했다. 또한, 레진비율 및 다른 화합물에 대한 변화를 관찰하였으며 상온에서 Single Lap Shear Test 및 T-Peel test를 진행한 후 결과를 분석했다. 또한 DSC와 TGA를 사용해서 화합물 분석을 실시했다. 추가적으로, 분석 및 광학기기를 사용해서 표면부분을 분석후에 여러번의 인장시험을 추가적으로 진행 후 우수한 배합설계를 연구했다.
이러한 문제를 해결하기 위해서는 접착제의 경화를 상온에서 적용시키는 방법이 고려되고 있다. 산업현장에서 생산되는 상온에서 경화되는 접착제는 접합강도가 낮게 나오는 문제점이 존재한다. 또한, 제조시에 환경적으로 유해한 물질들이 첨가되는 경우도 발생하는 문제점도 존재한다. 이러한 문제들을 해결하기 위해서는 자동차의 도장공정시에 먼저 상온 접착제를 경화시킨 후에 고온 공정을 진행하는 방법을 고려해야 한다.
위와 같은 문제점들을 해결하기 위해서 본 연구에서는 에폭시, 폴리우레탄 및 아크릴접착제 중에서 몇 가지 종류의 상온경화형 2액형 접착제로 실험을 진행했다. 또한, 레진비율 및 다른 화합물에 대한 변화를 관찰하였으며 상온에서 Single Lap Shear Test 및 T-Peel test를 진행한 후 결과를 분석했다. 또한 DSC와 TGA를 사용해서 화합물 분석을 실시했다. 추가적으로, 분석 및 광학기기를 사용해서 표면부분을 분석후에 여러번의 인장시험을 추가적으로 진행 후 우수한 배합설계를 연구했다.
목차
목 차국 문 초 록 iv영 문 초 록 v목 차 viList of Figures viiList of Tables ix1. 서 론 12. 이론적 배경 52.1 CFRP의 물성 및 특징 52.2 접착제 및 접착공정 72.2.1 접착제의 정의 72.2.2 접착제의 분류 72.2.3 접착제의 경화방법 82.3 에폭시 접착제의 성질 및 응용 92.4 자동차 차체용 상온 접착제의 필요성 112.5 연구의 내용 133. 실험방법 143.1 접착제 포뮬레이션 143.1.1 합성방법 143.1.2 최적화 지점 163.2 열분석 평가 173.2.1 DSC 분석 173.2.2 TGA 분석 193.3 시험편 제작 및 접합강도 평가 203.3.1 시험편 제작 203.3.2 SLS 평가 203.3.3 T-peel 평가 203.4 CFRP-metal 접착 확인실험 233.4.1 시험편 제작 233.4.2 접합 지점 확인 실험 244. 결과 및 고찰 254.1 접합체의 효과 254.1.1 아민 함량 및 시간 경과에 따른 강도변화 254.1.2 T-peel 실험결과 264.1.3 최적화 실험결과 294.2 고온 적용성 및 열분석 결과 314.3 화학적인 거동 관찰 344.4 접합 지점 확인 374.5 다양한 첨가제에 대한 반응성 395. 결론 416. 참고문헌 42
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