응고 조건에 따른 polyacrylonitrile 기반 탄소섬유의 단면 형상 및 기계적 물성의 변화

Abstract

탄소섬유의 물성은 전구체 섬유의 품질과 상관관계가 있다고 알려져 있 다. 고품질의 PAN 전구체 섬유를 제조하기 위하여 방사 용액 제조 조, 방사 조건 등과 같은 다양한 공정 변수에 관하여 많은 연구가 진행되 고 있다. 특히, 상업용 PAN 섬유는 주로 용액 방사를 통해 제조되고 있 어 섬유의 형태와 미세구조에 영향을 미치는 응고 조건에 관한 관심이 높아지고 있다. 방사 용액이 응고욕에 들어가면 용매-비용매 교환이 일어나 섬유의 형태를 이루고, 교환 속도에 따라 섬유의 단면 형상과 기계 적 물성이 변화한다. 기존에는 응고 조건에 따른 전구체 섬유의 단면 형 상에 관한 연구가 많이 이루어졌지만, 전구체 섬유의 단면 형상과 탄소 섬유의 물성과의 상관관계를 분석한 연구는 거의 진행되지 않았다. 본 연구에서는 응고제의 조성비 및 응고욕의 온도에 따른 PAN 전구체 섬 유의 단면 형상 및 기계적 물성의 변화를 확인하였고, 이와 같은 특성에 따른 탄소섬유의 미세구조 및 기계적 물성 변화 또한 분석하였다.