In order to investigate the effect of surface treatment of fiber on the crystallization and interfacial morphology in the carbon fiber/high density polyethylene (CF/HDPE) composite system, carbon fibers were surface-modified with two types of coupling agents, water-dispersible (WDGP) and toluene-soluble(TSGP) HDPE-g-PAAm copolymer prepared by the inverse emulsion graft polymerization. Composite films containing unidirectional CF's were prepared by press molding through the isothermal crystallization process. The change in crystallization temperature(T_c), transcrystallinity, and interfacial bonding state in HDPE composites reinforced with modified carbon fibers were analyzed in terms of the type(or the content of PAAm in a graft copolymer) of the coupling agent by using DSC, polarizing microscope, FTIR, SEM, etc. The surface-treated CF/PE composite systems were found to exhibit better developed interfacial crystal(transcrystal) structure and somewhere incresed T_c compared to the untreated CF/PE system. As the content of the grafted PAAm in a compling agent increased, the fraction of the hydrogen bonding present in a composite system increased, thereby enhancing the interfacial bond strength between fiber and matrix, as confirmed by observation on the tensile fracture surface of the composite. It was also revealed that the treated composite systems had larger transverse tensile moduli than the untreated case probably due to the increased interfacial adhesion, this tendency being more pronounced in the case of the WDGP coupling agent.

탄소섬유의 표면처리가 탄소섬유(CF)/고밀도 polyethylene(HDPE) 복합재료에서의 PE의 결정화와 계면에 미치는 영향을 조사하기 위하여, 역유화중합법으로 합성된 water-dispersible HDPE-g-PAAm(WDGP)와 toluene-soluble HDPE-g-PAAm(TSGP)로 CF를 표면개질하였다. 등온결정화 과정을 통하여 프레스 성형으로 CF가 일방향으로 배향된 복합재료를 제조하였다. 이들 복합재료에서 표면처리제의 종류(또는 그래프트 공중합체중의 PAAm의 함량)에 따른 결정화 온도(T_c) 및 transcrystal의 생성을 검토하였으며, 계면특성의 변화는 DSC, 편광헌미경, IR, SEM등을 이용하여 검토하였다. HDPE-g-PAAm의 표면처리로 인한 탄소섬유의 계면결정(transcrystal)구조는 미처리 탄소섬유의 계면결정구조보다도 크게 발달하였으며, T_c 또한 상승하였다. 표면처리제중의 그래프트된 PAAm의 조성이 클수록 처리시료의 수소결합량이 증가하였으며, 이로 인하여 계면접착상태가 향상됨을 파단면의 관찰로 확인하였다. 표면처리된 CF/PE계가 미처리 CF/PE계보다 계면접착력이 향상되어 횡인장 탄성율이 증가하였으며, 이 경향은 WDGPCF/PE의 경우가 뚜렷하였다.