Experimental study was performed regarding the effects of disc-like filler orientation and contents on the coefficient of thermal expansion (CTE) of polypropylene composites using the three dimensional ellipsoids (a1 > a2 > a3) analyzed by two aspect ratios(ρα = a1/a3 and ρβ = a1/a2). Measured data were compared with the theoretical approaches proposed by Lee et al. Mica and talc were useed as disk-like fillers in the composites. As experimental results, α11/αm decreased down to ca. 0.56 with mica content of 20 wt% and the aspect ratios, ρα = 13.5, ρβ = 1.8. However, α33/αm increased to more than 1. In the case of talc, α11/αm decreased to ca. 0.63 with 20 wt% and ρα = 3.7, ρβ = 1.4. Finally, the longitudinal CTEs (α11) of polypropylene composites decreased as filler contents increased, but normal CTE (α33) increased in the low filler contents like the theory.

두 가지의 종횡비(ρα = a1/a3 and ρβ = a1/a2)에 의해 특징지어진 3차원 타원체(a1 > a2 > a3)를 사용하여 polypropylene 복합체의 판상형 충전제 함량과 방향이 열팽창률에 미치는 영향에 대해 실험적인 연구를 수행하였다. 측정된 실험적인 값은 Lee와 그의 연구자들이 제안한 이론적인 모델에 의한 계산 값과 비교분석되었다. 판상형 충전제로는 운모와 탈크가 사용되었다. 실험 결과로 운모의 경우 종횡비는 ρα= 13.5, ρβ= 1.8이 사용되어, 20 wt% 함량일 때 α11/αm는 약 0.56으로 감소하였으나, α33/αm는 오히려 1.018로 증가함을 보였다. 탈크의 경우의 종횡비는 ρα = 3.7, ρβ= 1.4이었고 α11/αm는 0.63으로 감소하였다. 결국 운모와 탈크 모두 그 함량증가에 따라 종단방향과 횡단방향에서 열팽창률은 감소하였으나 수직방향에서는 초기 낮은 충전제 함량에서는 오히려 증가하는 경향을 보였다.

Keywords: coefficient of thermal expansion; aspect ratio; composite; PP; filler.