CARBON FIBER-REINFORCED EPOXY COMPOSITES WITH OZONE-TREATED GRAPHITIC NANOFIBERS AND MANUACUTRING METHOD THEREOF

• Main Authors: KIM SEONG HWANG, PARK SOO JIN
• Format: Patent
• Language: English; Korean
• Published: 22.07.2022
• Subjects: AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F,C08G; CHEMISTRY; COMPOSITIONS BASED THEREON; COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONSONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS; METALLURGY; ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; USE OF INORGANIC OR NON-MACROMOLECULAR ORGANIC SUBSTANCES ASCOMPOUNDING INGREDIENTS; WORKING-UP

The present invention is to provide a carbon fiber reinforced epoxy composite material reinforced with ozone-treated graphite nanofibers. Ozone-treated graphite nanofibers and epoxy resin are sonicated and mixed in acetone to obtain a stable dispersion. After removing an organic solvent, mixing with a hardening agent is performed, and manual impregnation into carbon fiber is performed. Then, hardening in a hot press for 3 to 6 hours is performed in three steps to improve interface and mechanical strength. More specifically, a carbon fiber reinforced epoxy composite material reinforced with ozone-treated graphite nanofibers is prepared through the steps of: (1) ozonating graphite nanofibers using an ozone generator; (2) mixing the ozonated graphite nanofibers in step (1) with an epoxy resin using acetone as an organic solvent; (3) stabilizing a mixture prepared in step (2); (4) adding 4,4'-diaminodiphenylmethane as a hardening agent to a mixture prepared in step (3); (5) stabilizing a mixture prepared in step (4) in a vacuum oven; and (6) impregnating and hardening a mixture of the ozonated graphite nanofibers prepared in step (5), an epoxy resin, and a hardening agent into carbon fibers. The present invention provides a carbon fiber reinforced epoxy composite material having improved interfacial adhesion and mechanical strength of the carbon fiber reinforced epoxy composite material by introducing ozone-treated graphite nanofibers. 오존 처리된 흑연나노섬유와 에폭시 수지를 아세톤에서 초음파 처리 및 혼합하여 안정된 분산액을 얻고, 유기용매를 제거한 후 경화제와 혼합하여 탄소섬유에 수작업으로 함침 후, 핫 프레스에서 총 3단계로 3시간에서 6시간 경화시켜 계면 및 기계적 강도가 향상된 오존 처리된 흑연나노섬유로 강화된 탄소섬유 강화 에폭시 복합소재를 제공하기 위한 것이다. 보다 상세하게는 (1) 오존발생기를 사용하여 흑연나노섬유를 오존처리 하는 단계; (2) 상기 (1) 단계에서 오존처리 된 흑연나노섬유를 유기용매로서 acetone을 이용하여 에폭시 수지와 혼합하는 단계; (3) 상기 (2) 단계에서 제조된 혼합물을 안정화하는 단계; (4) 상기 (3) 단계에서 제조된 혼합물에 경화제로서 4,4'-diaminodiphenylmethane를 첨가하는 단계; (5) 상기 (4) 단계에서 제조된 혼합물을 진공오븐에서 안정화하는 단계; (6) 상기 (5) 단계에서 제조된 오존처리된 흑연나노섬유, 에폭시 수지 및 경화제의 혼합물을 탄소섬유에 함침하여 경화하는 단계; 를 포함하는 오존 처리된 흑연나노섬유로 강화된 탄소섬유 강화 에폭시 복합소재를 제조한다. 본 발명은 오존 처리된 흑연나노섬유를 도입하여 탄소섬유 강화 에폭시 복합소재의 계면 접착력 및 기계적 강도가 향상된 탄소섬유 강화 에폭시 복합소재를 제공한다.