Self-reinforced polyethylene terephthalate (sr-PET) composites are innovative materials with lightweight properties and recyclability, making them highly regarded as sustainable, high-impact performance materials in the automotive and aerospace industries. This study evaluated the tensile and flexural strengths of sr-PET based on the type of Matrix-PET and examined the effects of cooling conditions on PET using a Differential Scanning Calorimeter (DSC). Additionally, the impact resistance of sr-PET(A), which demonstrated superior strength characteristics, was investigated through drop-weight impact tests. As a result, sr-PET(A) exhibited higher tensile strength (165 MPa) and flexural strength (102 MPa) compared to sr-PET(B) and Virgin-PET, demonstrating superior mechanical performance. Slower cooling rates increased the degree of crystallization (18.8%), which was identified as a critical factor in the molding process. Under impact conditions, elastic deformation dominated at 10 J–20 J, whereas interlaminar delamination and fiber breakage occurred above 30J, with plastic deformation becoming the main energy absorption mechanism. Through this study, the influence of Matrix-PET, cooling conditions, and the superior impact resistance of sr-PET composites were validated, contributing to the potential of sr-PET as an environmentally friendly material for diverse applications.

Self-Reinforced Polyethylene Terephthalate (sr-PET) 복합재료는 경량성과 재활용 가능성을 갖춘 혁신적인 기술로 자동차 및 항공 산업에서 지속 가능한 고내충격 성능 소재로써 주목받고 있다. 본 연구에서는 sr-PET의 공정요인에 대한 평가를 위해 Matrix-PET의 종류에 따른 인장 및 굽힘 강도와 시차주사열량계를 이용하여 PET의 냉각 조건에 따른 열특성을 평가하였고, 그 중 강도 특성이 우수한 sr-PET(A) 소재에 대한 중량 낙하 시험을 통해 내충격 특성을 분석하였다. 결과적으로, sr-PET(A)는 높은 인장 강도(165 MPa)와 굽힘 강도(102 MPa)를 나타내어 sr-PET(B) 및 Virgin-PET 대비 우수한 기계적 성능을 보였고, 냉각 속도가 느릴수록 결정화도(18.8%), 용융온도(7^oC)가 증가하였으며, 이는 성형 공정에서 중요한 고려 요소로 확인하였다. 충격 조건에서는 10 J~20 J에서 탄성 변형에 의한 충격저항을 하며, 30 J 이상에서는 층간 박리와 섬유 파손이 발생하며 소성 변형에 의한 에너지 흡수가 주요 메커니즘으로 작용하였다. 본연구를 통해 sr-PET를 구성을 이루는 Martix-PET의 영향과, 냉각조건 그리고 sr-PET의 내충격 특성의 우수성을 입증하였으며, 이는 환경 친화적 소재로서 sr-PET의 활용 가능성을 증가시키는 데 기여할 것으로 기대된다.

Keywords: 자기강화 폴리에틸랜 테래프탈레이트 복합재료(Self-reinforced polyethylene terephthalate composite), 중량낙하충격(Drop-wight impact), 기계적 거동(Mechanical behavior), 재활용 PET(Recyclable PET)