페놀 및 에폭시 수지를 갖는 탄소섬유/다종수지 복합재의 화재 안전성 연구

초록

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 프리프레그를최소로 사용하면서 점화시점 및 최대 열 방출률(HRR), 최대 평균 열 방출률(MARHE) 등 화재 안전성에 대한 주요지표가 개선됨을 확인하였다.

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