탄소 섬유의 제조 방법이 궁금합니다.

Question

탄소섬유는 내열성, 내충격성이 뛰어나고 화학약품에 강하며 해충 저항성도 크다고 합니다.

알루미늄보다 가볍고, 철에 비해 탄성과 강도가 뛰어나 낚싯대나 골프채, 자전거 등 스포츠용품은 물론이고 항공기 동체, 자동차, 경량 건축재 등으로 다양하게 활용된다고 하는데요.

이러한 탄소 섬유의 제조방법이 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 김경태 전문가입니다.

탄소 섬유의 원료인 아크릴롤트라이머를 제조합니다. 이는 섬유의 특성에 따라 다양한 폴리머 원료를 사용하여 만들어집니다.

원료를 가열하여 카본화합니다. 이 과정에서 원료 중에서 탄소 비율이 높은 부분이 강화되고, 다른 원료는 제거됩니다. 이를 통해 초기 탄소 섬유가 만들어집니다.

초기 탄소 섬유를 열처리하여 연화시킨 후, 섬유화합니다. 이를 통해 최종적으로 탄소 섬유가 만들어집니다.

Answer 2

안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.

탄소 섬유는 크게 PAN계와 피치계 두 가지 방식으로 제조됩니다. PAN계 탄소 섬유는 아크릴로나이트릴을 중합하여 얻은 PAN섬유를 고온에서 탄화하는 방법으로 중합 방사 소성 탄화 흑연화의 단계를 거칩니다.

반면 피치계 탄소 섬유는 석유나 석탄에서 얻은 피치를 열처리하여 탄소 섬유를 만드는 방법으로 소성, 방사, 탄화 흑연화 단계를 포함합니다. PAN계는 일반적으로 고강도와 고탄성률을 제공하는 반면 피치계는 높은 열전도성과 낮은 열팽창률을 특징으로 하고 있습니다