In this study, we investigated the influence of long-term oil absorption on mechanical properties of carbon fiber reinforced polymer (CFRP) composites for automotive gearbox to identify the adverse effects of lubricant oil on laminated CFRP composites and enhance their oil resistance. The laminated CFRP containing epoxy resin with high glass transition temperature was thermally stable, resulting in a low oil absorption rate. Moreover, as the oil absorption increased, the mechanical strength of CFRP was decreased. The uncured epoxy resins generated a microcrack between the carbon fiber and the resin, which leads to an increased oil absorption through the microcrack and thereby reduces the interfacial adhesion between the carbon fiber and the resin. Consequently, this study affords the optimal material parameters of CFRP for high oil resistance.

본 연구에서는 자동차 기어 박스 응용을 위한 탄소섬유강화 고분자(carbon fiber reinforced polymer, CFRP) 복합재료의 윤활유 영향성을 확인하기 위해 장시간 오일 접촉 환경에서 적층 CFRP 복합재료의 기계적 물성 변화를 분석하여 복합재료의 내유 성능을 증가시킬 방법을 연구했다. 흡유 평가 결과 유리전이온도가 높은 에폭시 수지가 포함된 CFRP가 열안정성이 높아 흡유에 대한 높은 저항성을 나타냈으며, 흡유에 따른 기계적 강도 평가 결과 흡유량이 증가함에 따라 기계적 강도가 감소됨을 확인하였다. 이는 탄소 섬유와 에폭시 수지 사이에서 경화되지 않은 수지가 미세한 균열을 생성하고, 이 균열을 통해 흡유가 이루어져서 탄소 섬유와 수지 사이의 접착력을 감소시키기 때문이다. 결과적으로, 이 연구는 장시간 흡유가 CFRP 복합재료에 미치는 기계적 물성의 영향성을 파악하고, CFRP 복합재료의 내유 성능을 향상시키기 위한 재료의 조건을 제공한다.

Keywords: automotive gearbox, carbon fiber reinforced polymer composite, lubricant oil, mechanical properties, oil absorption.