Composites Research

The Korean Society for Composite Materials (한국복합재료학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

A Study on Puncture Properties of Short-fiber Reinforced Rubber

단섬유 강화고무의 관통 특성 연구

  • 류상렬 (영남대학교 기계공학부) ;
  • 이동주 (영남대학교 기계공학부)
  • Published : 2006.12.31
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

The puncture properties under various conditions were investigated for the optimum conditions to yield the best properties. Fiber aspect ratio(AR: length of fiber/diameter of fiber), interphase condition and fiber content were considered as variables which impact the puncture force and friction force. The puncture force of short-fiber reinforced rubber increases up to 3.4 times compared to the virgin material. The better interphase condition shows the higher puncture force at given fiber AR and fiber content. The friction force of the matrix and reinforced rubber with a fiber AR below 155 does not exist. The friction force of the reinforced rubber with the good interphase condition and high fiber AR is higher than puncture force of matrix. Overall, it was found that the interphase condition, fiber AR and fiber content have an important effect on the puncture properties.

다양한 조건 하에서 최상의 관통 특성을 발휘하기 위한 최적 조건에 대해 연구하였다. 섬유 종횡비(AR: 섬유 길이/섬유 직경), 계면 조건 그리고 섬유 함유량을 관통 저항력과 마찰력에 지대한 영향을 미치는 변수들로 고려하였다. 단섬유 강화고무의 관통 저항력은 기지에 비해 최대 3.4배 증가하였다. 동일한 섬유 종횡비와 섬유 함유량에서 계면 조건이 우수할수록 더 높은 관통 저항력을 보였다. 기지와 섬유 종횡비가 155이하인 일부 단섬유 강화고무의 마찰력은 존재치 않았다. 우수한 계면과 높은 섬유 종횡비를 갖는 단섬유 강화고무의 마찰력은 기지의 관통 저항력보다도 더 높았다. 전체적으로 계면 조건과 섬유 종횡비 그리고 섬유 함유량이 단섬유 강화고무의 관통 특성에 지대한 영향이 미침을 확인하였다.

Keywords

References

  1. Termonia Y., 'Puncture resistance of fibrous structures,' Inter. J. of Impact Eng., Vol. 32, 2006, pp. 1512-1520 https://doi.org/10.1016/j.ijimpeng.2004.11.002
  2. Stevenson A. and Ab Malek K., 'On the puncture mechanics of rubber,' Rubber Chemistry and Technology, Vol. 67, 1994, pp. 743-760 https://doi.org/10.5254/1.3538707
  3. Nguyen C. T., Vu-Khanh T. and Lalra J., 'Puncture characterization of rubber membranes,' Theoretical and Applied Fracture Mechanics, Vol. 42, 2004, pp. 25-33 https://doi.org/10.1016/j.tafmec.2004.06.002
  4. Coran, A. Y., Boustany, K. and Hamed, P., 'Short-Fiber Rubber Composites,' Rubber Chemistry and Technology, Vol. 47, 1974, p. 396 https://doi.org/10.5254/1.3540449
  5. Goettler, L. A., Hand Book of Elastomers, Dekker., Inc., 1988, pp. 216-229
  6. 이동주, 류상렬, '단섬유 강화고무의 파열특성 연구' 대한기계학회논문집, Vol. 30, No.5, 2006, pp. 543-549 https://doi.org/10.3795/KSME-A.2006.30.5.543
  7. Ryu, S. R. and Lee, D. J., 'Effects of an Interphase Condition on the Tensile and Fatigue Properties of Short-Fiber Reinforced Rubber,' International J. of Polymeric Materials, Vol. 52, No.5, 2003, pp. 415-429 https://doi.org/10.1080/00914030304927
  8. Ryu, S. R. and Lee, D. J., 'Effect of Fiber Aspect Ratio, Fiber Content, and Bonding Agent on Tensile and Tear Properties of Short-fiber Reinforced Rubber,' Int. J. of KSME, Vol. 15, No.1, 2001, pp. 35-43 https://doi.org/10.1007/BF03184796
  9. 류상렬, 이동주, '계면상 조건과 단섬유 함유량이 강화고무의 동적특성에 미치는 영향,' 한국복합재료학회지, Vol. 13, No.3, 2000, pp. 30-37
  10. 류상렬, 이동주, '단섬유 강화 Chloroprene 고무의 동적특성 연구,' 한국복합재료학회지, Vol. 17, No.3, 2004, pp. 45-50
  11. Krishan, K. C., Composites Materials, Springer-Verlag, 1987, p. 185