16장 교통운송 유기소재파이버공학과 길 명 섭.

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1 16장 교통운송 유기소재파이버공학과 길 명 섭

2 자동차용 섬유 - 자동차 본체, 타이어용 섬유, 안전벨트, 에어백, 안전모, 자동차 내장재 등 선박용 섬유 - 선박요트, 고무보트, 구명정 항공기용 섬유 - 항공기 본체, 항공기 내장재, 낙하산 및 기구, 우주선

3 1. 자동차용 섬유 섬유 섬유강화복합재료(금속 대체용) 본체 - 요구사항: 무게가 가볍고 강도가 큰 소재
대당 149 kg의 프라스틱 사용

4 자동차 강화 재료 SMC(sheet molding compound) FRP(fiber reinforced plastics)

5 타이어용 소재 - 높은 압력의 공기압을 유지하며 도로 위의 흠집이나 충격에 강해야 함 [타이어의 구조]

6 타이어코드(tire cord) - 타이어 내부에 들어가 타이어의 형태를 잡아주고 고속주행시 안정성을 높이는 역할을 하는 고강도 화학섬유와 강선으로 이루어진 보강재임 - 고강도, 고탄성과 내피로성, 내열성이 좋고 치수안정성이 크며 고무와 접착력이 좋아야 함

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9 안전벨트(safety belt) - 충돌시 승객을 효과적으로 보호할 목적으로 강도와 신도가 중요함 - 내마모성, 내한성, 내열성, 내수성, 내광성이 우수해야 함 - 나일론과 폴리에스터

10 에어백(air bag) 작동원리 - 특정 고체(sodium azide, NaN3)가 화학반응을 통해 기체로 되는 동안에 부피가 엄청나게 커지는 성질을 이용 NaN3를 0.58 몰이 반응시 발생된 N2의 질량

11 충돌시 센서에 의해 발생된 전류가 핸들 후면에 위치한 기체 발생 장치 내의
점화기를 작동시켜 순간적인 높은 열 발생 충돌시

12 충돌감지 팽창장치 작동 에어백 작동

13 에어백의 요구 특성 - 고내열성, 고내압성, 기밀성이 요구됨 네오프렌 고무 또는 실리콘 수지(기밀성) 나일론 66(평직)

14 안전모 내충격성, 내관통성이 우수한 유리섬유 사용 5~6 cm 길이로 절단된 실 형태의 유리섬유를 RTM(resin transfer molding) 방법으로 성형함

15 자동차 내장제 강도, 내구성 외에 방오, 제전, 심미성 요구 시트커버 (니트원단, PET) 도어용내장재 (신축 가공사나 폴리우레탄계) 천장재 (트리코트, 부직포, PET) 바탁카페트 (터프트 카펫-나일론 니들펀치 카펫 - PP, PET)

16 2. 선박용 섬유 선박요트 - 주로 FRP용 섬유로 유리섬유, 탄소섬유, PET, polyamide 섬유 등이 쓰임

17 고무보트 - 합성섬유(나일론)에 합성고무(클로로술폰화 PE)를 피복함

18 구명정 측면부, 바닥부: 고강력 합성섬유(나일론, PET, PVA)에 합성고무 피복 천막: 합성섬유(나일론, PET)에 합성고무 피복

19 3. 항공기용 섬유 본체 - FRP(대형 여객기 15~20%)
- 경량화, 내피로성, 내부식성 등의 성능면에서 우수하며 복잡한 형태를 가진 부품의 일체 성형이 쉽고 가격이 저렴함 (좌측 상단) 탄소섬유 (우측 상단) 유리섬유 (좌측 하단) 탄소섬유 보강 플라스틱

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21 1차 구조부: 주날개, 꼬리날개, 몸통 - CFRP(탄소섬유-에폭시 수지) - BFRP(보론섬유-에폭시 수지) 2차 구조부: 보조날개, 문

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23 낙하산 및 기구 낙하산용 섬유: 고강력 나일론 폴리아마이드 및 초고강력 PE

24 열기구 - 공기가 투과되지 않는 나일론 직물 또는 폴리에스터 직물 - 버너 불꽃에 의한 내화 방지 소재는 메타계 아라미드 직물이 사용됨 구피: 열에 강한 나일론 섬유에 폴리우레탄이나 실리콘을 코팅한 섬유로 만듬 스커트 또는 스쿠프: 소방복과 같은 내열성 재질(보통 노멕스 섬유 사용)로 되어 있어 열에 강함

25 우주선 금속: 알루미늄 합금, 마그네슘 합금, 타이타늄 합금, 철 등 복합재료: GFRP, CFRP, AFRP, BFRP 등 인공위성 아리랑 2호

26 로켓 - 타이타늄 합금 - 노즐은 페놀수지를 매트릭스로 CFRP 및 탄소/탄소 복합재료 사용

27 우주왕복선(space shuttle)