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Polymer(Korea), Vol.8, No.2, 132-139, April, 1984
PAN의 안정화 및 탄소화 처리에 의한 물성 변화
A Study on Properties of PAN and Its Copolymers after Heat Treatment
초록
Dralon-T와 Acelan PAN 섬유를 200∼280℃의 온도로 공기중에서 산화시켜 안정화 섬유를 제조하였다. 이들 중 260℃에서 2시간동안 처리한 안정화 섬유를 질소 분위기에서 800∼1,200℃의 온도로 탄소화 처리하여 탄소섬유를 제조하였다. 밀도 변화를 보면 두 섬유 모두, PAN precursor의 경우에 1.17∼1.18g/cm3였으나 260℃에서 2시간 안정화시킨 후에는 1.43g/cm3로 증가하였고 탄소화 처리 후에는 최대 밀도가 Dralon-T의 경우 1.83g/cm3, Acelan의 경우에는 1.76g/cm3로서 Dralon-T에 의한 탄소섬유의 밀도가 다소 높게 나타났다. 섬유 내의 탄소 함량은 260℃에서 2시간 처 리한 안정화 섬유의 경우에 Dralon-T와 Acelan이 각각 62.2%, 57.4%였으나 1,200℃로 탄소화 처린한 후에는 각각 95.3%, 93.9%로서 Dralon-T의 경우에 탄소 함량이 약간 더 많았다. 안정화 과정 중 섬유의 길이 변화는 초기에 수축을 한다가 신장하고 다시 수축하는 3단계 과정을 거치는데 안정화 처리 온도와 섬유에 부하되는 무게의 영항이 크게 작용을 하는 것으로 나타났다.
Stabilized fibers have been formed from Dralon-T and Acelan by oxidation in air at 200-280℃. From the fibers stabilized for two hours at 260℃, carbon fibers have been obtained by heat treatment in nitrogen at 800-1,200℃. The densities of the PAN precursors have changed from 1.17-1.18g/cm3 to 1.43g/cm3 after two-hour stabilization at 260℃. The stabilized precursor of Dralon-T showed the ultimate density of 1.83g/cm3 after carbonization while that of Acelan showed the 1.76g/cm3. Carbon contents of precursors of both Dralon-T and .Acelan stabilized for two hours at 260℃ were 62.2% and 57.4% in weight, respectively and after carbonization 95.3% and 93.9% in weight, respectively. During stabilization the precursors showed three steps ; shrinkage, expansion and shrinkage in length. However, the load applied on the precursors controlled the degree of the length change.