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논문 국내 국제전문학술지(SCI급) 페놀 및 에폭시 수지를 갖는 탄소섬유/다종수지 복합재의 화재 안전성 연구
- 학술지 구분 국제전문학술지(SCI급)
- 게재년월 2019-09
- 저자명 신광복,연제훈,김정석,박원희,최경후,강동훈
- 학술지명 한국철도학회논문집
- 발행처명 한국철도학회
- 발행국가 국내
- 논문언어 한국어
- 전체저자수 6
논문 초록 (Abstract)
철도차량 경량화에 사용되는 탄소섬유 강화 플라스틱은 주로 기계적 성질이 우수한 에폭시를 기지재로 사용한다. 그러나 에폭시는 화재에 노출 시, 쉽게 열분해 되어 화재 안전성에 취약한 단점이 있다. 본 연구에서는 이를 개선하기 위하여 에폭시 대비 열분해 온도가 높아 화재 안전성이 우수한 탄소섬유/페놀 복합재를 이용하였다. 탄소섬유/다종수지 복합재는 에폭시 수지 층과 페놀 수지 층이 별도로 형성될 수 있도록 각각의 프리프레그(Prepreg)를 분리하여 적층 하였으며, 핫-프레스 공법을 이용해 동시경화 시키는 방법으로 제작하였다. 콘 칼로리미터 화재 안전성 시험결과 에폭시 수지 프리프레그만 사용했을 경우와 비교해 페놀 수지 프리프레그를 5층 적층한 경우 페놀 프리프레그를 최소로 사용하면서 점화시점 및 최대 열 방출률(HRR), 최대 평균 열 방출률(MARHE) 등 화재 안전성에 대한 주요지표가 개선됨을 확인하였다.Because of its good mechanical properties epoxy is used as matrix material of Carbon Fiber Reinforced Plastic (CFRP) for lightweight railway vehicles. However, when exposed to fire, CFRP is easily pyrolyzed. In this study, carbon fiber/phenol composite, which has pyrolysis temperature higher than that of epoxy, was used to improve this situation. To make carbon fiber/multi-resin composite, carbon fiber/epoxy and carbon fiber/phenol prepregs were laminated separately to form layers of each resin. After the lamination, it was co-cured by hot-press process. The results of fire safety test using a cone-calorimeter showed that the case, which consists of 10 layers of carbon fiber/epoxy and 5 layers of carbon fiber/phenol, secures better fire safety performance than that of the carbon fiber/epoxy composite, including such factors as ignition time, maximum HRR (Heat Release Rate), and MARHE (Maximum Average Rate of Heat Emission), while minimizing the amount of carbon fiber/phenol prepreg usage
