By inclusion of cellulose particles, the fracture toughness of modified epoxies was considerably enhanced without loss of its inherent properties, such as modulus and yleld stress. The fracture toughness of modified epoxies is not affected by the crosslinking density of epoxy but affected by aspect ratio of cellulose particles. The maximum fracture toughness can be contained by using cellulose particles with aspect ratio 8. The increase in toughness in this system seems to arise from a combination of processes that include crack bifurcation, crack bridging, ductile fracture of cellulose, particle pull-out, and defibrillation. Among them, crack bridging and pull-out mechanisms are suggested as dominant toughening mechanisms for cellulose-modified epoxies.

분말상 셀루로우스를 이용한 에폭시 수지 강인화의 경우 강인화재의 첨가에 따른 에폭시 고유의 탄성율이나 항복강도 등의 물성 손실은 발생하지 않는 반면 강인화도는 큰 증가를 보였다. 셀룰로오스에의한 강인화 효과는 에폭시 수지의 가교밀도에 영향을 받지 않으나 사용된 분말의 aspect ratio에 따라 크게 좌우 되며 aspect ratio 8에서 최대 강인화 효과를 나타낸다. 분말상 셀를로오스에 의한 주된 강인화 기구는 크랙 bridging 및 입자의 뽑힘현상으로 믿어지며 매트릭스의 소성변형을 동반하는 강인화 기구는 일어나지 않는다. 이 외에 강인화에 기여하는 기구로는 크랙 bifurcation, ductile fracture of celluose, 그리고 defibrillation 등이 있다.

Keywords: epoxy; cellulose; toughening; thermoplastic; toughener; toughening mechanisms