Reactive Diluent-Induced Trade-Offs: Unraveling the Interplay between Resin Flow and Volatility for Multilayer GFRP

Abstract

반응성 희석제의 첨가는 유리섬유 강화 복합재(GFRP)의 가공성과 기계적 성능을 향상시키는 데 매우 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 진공 수지 주입 공정(VARTM)을 활용하여 제조된 GFRP의 구조적 기계적 특성에 대해 반응성 희석제인 스타이렌의 함량 변화(0, 20, 40, 60 wt%)가 미치는 영향을 체계적으로 분석하였다. 그 결과, 20 wt% 첨가 시 수지 점도가 낮아지며 섬유 함침성이 향상되어 충격강도와 층간 전단강도가 가장 높았고, 기공률은 가장 낮게 나타났다. 하지만 40~60 wt% 수준에서는 스타이렌의 휘발성 증가로 인해 기공이 많이 발생하였고, 이로 인해 기계적 특성이 저하되었다. 미세구조 분석(FE-SEM micro-CT, burn-off, 아르키메데스 밀도 측정을 통해 기공률과 성능 저하 간의 상관관계를 명확히 확인할 수 있었다. 본 연구는 반응성 희석제의 최적 함량 설정이 고성능 GFRP 개발에 있어 핵심임을 시사한다.