본 연구는 이단계 용액 침지법을 기반으로 복합재료 층간에 탄소나노튜브(CNTs)를 도입하여 층간 수지 농축과 보강상 부족으로 인한 열가소성 복합재료의 층간 성능 저하 문제를 해결하고자 하였다. 1단계 침지는 수지가 섬유 다발 내부까지 충분히 침투되도록 하며, 2단계에서는 CNTs가 층간 영역에 분산되도록 한다. CNTs 첨가량이 복합재료의 층간 파괴 인성과 면내 기계적 특성에 미치는 영향을 체계적으로 연구하였다. 실험 결과 CNTs 질량분율이 1.0 wt%일 때 복합재료의 층간 파괴 인성이 최적이며, I형 초기 및 확장 파괴 인성이 각각 1.23과 1.27 kJ/m²로 처리되지 않은 복합재료 대비 각각 51.85%와 42.70% 향상되었으며, Ⅱ형 층간 파괴 인성은 1.82 kJ/m²로 44.80% 증가하였다. 또한 이 방법은 재료의 면내 성능을 저해하지 않아 굽힘 강도는 1414 MPa까지 증가하였다. 주사 전자 현미경으로 단면 분석 결과 개질된 복합재료 단면은 더 거칠고 미세 균열 특징을 보여 균열 확장 경로가 복잡함을 나타낸다. 이 방법은 수지가 풍부한 층간 층에서 CNTs 분포를 구현하여 높은 층간 성능 복합재료 제조를 위한 간편하고 효과적인 기술 경로를 제공한다.

탄소나노튜브; 열가소성 복합재료; 층간 파괴 인성; 기계적 특성