The effect of moisture absorption and fiber surface treatment on the interfacial shear strength and critical aspect ratio between carbon fiber and epoxy resin has been investigated by the single fiber fragmentation technique. The effect of moisture absorption on the mechanical properties of epoxy resin and unidirectional carbon fiber/epoxy resin composites have been also observed. The interfacial shear strength decreased with the amount of moisture absorption and the critical aspect ratio increased as immersion time increased, and the interfacial shear strength of sifted carbon fiber (SCF) was bigger than that of unsized carbon fiber (UCF) in the single fiber fragmentation test. Interfacial shear strength was recovered by specimen drying in oven at 80℃ up to about 40∼70% of the initial one. Tensile strength of epoxy resin decreased with increasing moisture absorption and was recovered up to about 77% of the initial one by specimen drying. In case of unidirectional composites, however, tensile strength did not degrade so much through immersion time.

탄소섬유와 에폭시 수지와의 계면전단강도에 미치는 수분흡수 및 섬유의 표면처리 등의 영향을 검토하기 위해서 single fiber fragmentation 시험법을 사용하였다. 에폭시 수지 및 탄소섬유/에폭시 수지의 일방향 복합재료에서 수분흡수가 기계적 성질에 미치는 영향에 대해서도 검토하였다. 계면전단강도는 수분흡수량이 클수록 작게, sizing한 것이 unsizing한 것보다 크게 나타났으며, 임계 aspect비는 수분흡수량이 클수록 크게 나타났다. 특히 수분흡수에 의해 감소되었던 계면전단강도는 80℃의 건조에 의해서 처음 값의 약 40∼70%까지 회복됨을 나타내었다. 그리고 에폭시 수지의 인장강도 역시 수분흡수량이 클수록 작게 나타났으며, 수분흡수에 의해 감소되었던 인장강도는 건조에 의해서 77%정도 회복됨을 나타내었다. 탄소섬유/에폭시 수지의 일방향 복합재료의 인장강도는 수분흡수율이 증가하여도 큰 열화는 보이지 않았다.

Keywords: fragmentation test; durability; interfacial shear strength; aspect ratio; unidirectional composites