| 초록 |
탄소섬유를 제조하는데 사용되는 프리커서 섬유로는 레이온(rayon)계, PAN계, 그리고 핏치(pitch)계가 있다. 이 중 레이온계 탄소섬유는 제 1 세대로 가장 오래 전에 개발되었으며, 탄소섬유를 제조하는 과정에서 발생되는 유해가스와 환경문제 때문에 현재 민수 및 산업적 응용은 크게 감소하였으나, 열전도도가 매우 낮아 단열 특성이 우수하고 페놀수지와의 계면접착력이 좋아 국방용 내열복합재료의 보강재 등 특수 응용분야에 전통적으로 사용되어 왔다. 레이온계 탄소섬유의 제조는 일반적으로 안정화공정→탄화공정→흑연화공정을 거쳐 상업적으로 제조되나, 사용목적에 따라 섬유의 기계적 물성보다는 절연(thermal insulation) 특성이 더욱 강조되는 내열소재에서는 안정화와 1300℃ 이하의 저온 탄화영역에서 탄소섬유를 제조하기도 한다. 이 과정에서 레이온계 프리커서 섬유는 PAN계나 핏치계보다도 열수축과 중량감소가 두드러지게 발생하고 화학조성도 크게 달라진다. 이러한 특성변화는 안정화공정 뿐만 아니라 탄화공정 인자의 변화를 통해서 제어될 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 레이온 직물을 400℃까지 안정화시킨 후 여러 가지 탄화공정 조건을 변화시켜 얻어진 레이온계 탄소섬유의 화학조성, 섬유 치수변화, 열안정성 및 섬유표면을 조사하였다. 탄화공정은 튜브형 탄화로 내에서 불활성분위기 하에서 진행하였다. 이때, 장력, 최종탄화온도, 승온속도, 승온단계, 체류시간 그리고 섬유표면처리 등 공정인자를 변화시켜 가면서 탄화를 수행하였다.
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