숏 카본 파이버는 탄소 섬유를 짧게 자른 것입니다. 여기서 탄소 섬유는 탄소 섬유 필라멘트에서 짧은 필라멘트로 형태학적으로만 변화했을 뿐, 숏 카본 파이버 자체의 성능은 변하지 않습니다. 그렇다면 왜 좋은 필라멘트를 짧게 자르려고 할까요?
먼저, 복합재의 성형 공정부터 시작해야 합니다. 일반적으로 탄소 섬유 필라멘트를 탄소 섬유 천으로 직조하거나 탄소 섬유 프리프레그로 만든 후,성형 공정, RTM, 진공 포장, 핫프레스 캔 및 기타 공정다양한 탄소 섬유 복합재 제품을 생산합니다. 물론, 중간재 없이 탄소 섬유 필라멘트를 직접 통과시켜 성형하는 풀트루전(Pultrusion) 성형, 와인딩(Winding) 성형 등도 있습니다.
탄소 섬유를 탄소 섬유 천이나 프리프레그로 직조하여 제품을 만드는 것은 금형에 잘 붙지 않는 단점이 있습니다. 금형은 복합재에 형상을 부여하는 역할을 하며, 금형이 어떤 형상을 가지면 최종 복합재도 어떤 형상을 가지게 됩니다. 그러나 탄소 섬유 천이나 프리프레그가 금형에 잘 맞지 않으면 복합재의 형상이 금형의 형상과 일치하지 않습니다. 또한, 일부 모서리 부분에서 탄소 섬유 천이 쉽게 엉겨붙어 국부적인 공동을 형성하여 궁극적으로 탄소 섬유 복합재 제품의 성능을 저하시킵니다.
탄소 섬유 천이나 프리프레그 내부의 탄소 섬유 필라멘트는 결합되어 있어 움직이기 어렵습니다. 특히 압력이 가해지면 수지와 탄소 섬유 필라멘트의 유동성이 매우 낮아져 결국 성형이 어려워지거나 성능이 저하됩니다.
길이가 짧을수록 유동성이 좋아집니다.다진 탄소 섬유사출 성형은 플라스틱 성형 공정에서 가장 널리 사용되고 성숙한 기술이라는 점을 알아야 합니다. 복합 소재 생산에 적용된다면 획기적인 변화를 가져올 것입니다.
그러나 단축 탄소 섬유의 길이는 단축될 수 없습니다. 단축 탄소 섬유의 길이가 짧아질수록 수지와 탄소 섬유의 결합이 약해지기 때문입니다. 수지와 탄소 섬유의 결합력은 접촉 면적에 정비례하기 때문에, 길이가 짧아지면 접촉 면적은 당연히 줄어듭니다.
여기서 모순이 발생합니다. 바로 단축 섬유의 성능과 유동성 사이의 모순입니다. 섬유 길이가 길수록 분산성이 떨어지고 섬유와 섬유가 서로 엉키기 쉽지만, 섬유와 수지의 결합력이 강할수록 복합재의 성능이 향상됩니다. 섬유 길이가 짧을수록 분산성이 좋아지고 유동성은 좋아지지만, 섬유와 수지의 결합력이 다소 약해집니다. 이러한 모순을 어떻게 균형 있게 조절할지 연구해야 하며, 일반적으로 1~9mm 길이의 단축 탄소 섬유 강화 플라스틱 펠릿을 제작합니다.
탄소 섬유와 수지 사이의 결합력을 강화하는 방법도 있는데, 바로 사이징제입니다. 일반적으로 탄소 섬유 표면에는 사이징제가 도포되어 있습니다.탄소 섬유공장에서는 포장, 이송, 작업 과정에서 탄소섬유가 융해되는 것을 방지하기 위해 사용되며, 반면에 탄소섬유와 수지를 결합시켜 접합강도를 높이는 역할을 합니다.
하지만 이 사이징제는 기본적으로 열경화성 수지용입니다. 펠릿 제조에 사용되는 수지는 대부분 열가소성 수지이므로 사이징제를 재조정해야 합니다. 하나는 기존 사이징제를 소각하여 새로운 사이징제 층을 만드는 것입니다. 다른 하나는 기존 사이징제를 소각하여 새로운 사이징제 층을 만드는 것입니다. 다른 하나는 기존 사이징제를 기반으로 다시 사이징제를 소각하는 것인데, 이를 2차 사이징이라고 합니다.
사출성형용 과립을 만드는 것 외에도,다진 탄소 섬유탄소 섬유 매트 또는 탄소 섬유 종이로 제작하는 등 다른 용도로도 사용할 수 있습니다. 과립용 다진 탄소 섬유의 길이는 다진 섬유 길이보다 길어야 합니다.
또한, 무질서하게 잘린 탄소 섬유 외에도 다발로 잘린 탄소 섬유도 있습니다. 이 단축 섬유는 탄소 섬유를 특정 유형으로 견인하기 전에 단축으로 잘린 후, 잘린 단축 섬유는 다발의 특성을 가지며, 다른 단축 섬유보다 훨씬 많은 양의 레진을 함유합니다.
게시 시간: 2024년 10월 8일
