일반기술

전기방사에 의한 폴리아크릴로 나이트릴-폴리이미드 나노복합섬유 제조와 이를 이용한 나노 탄소섬유 및 활성탄소섬유 제조 방법

본 발명은 극세 폴리아크릴로 나이트릴-폴리이미드 복합섬유 및 그를 이용한 탄소섬유, 활성탄소섬유 제조방법에 관한 것으로, 두 종류의 탄소섬유 전구체를 혼합, 방사용액을 제조한 다음, 상기 방사용액에 고전압(∼ 50KV)을 가하여 전기방사한 다음, 산화안정화 또는 이미드화 하여 불융화 섬유를 제조하고 이를 불활성 분위기에서 탄소화 내지는 공기 분위기 하에서 활성화하여 극세 탄소섬유 및 활성탄소섬유를 제조한다. 본 발명에서의 복합적인 성분으로부터 제조된 탄소섬유 및 활성 탄소섬유는 체적에 비해 비표면적이 매우 크기 때문에 전기이중층 슈퍼캐퍼시터용 전극소재, 연료전지용 전극소재, 복합재료용 보강소재, 촉매 지지체, 고성능 흡착소재 등으로 활용이 가능하다.본 발명은 전기방사법에 의해 PAN/PAA복합섬유를 제조하고, 복합비에 따라 기계적인 물성 및 전기적인 특성을 제어함으로서 기능성이 있고 특수 목적에 사용할 수 있는 탄소섬유 및 활성탄소섬유 제조할 수 있다. PAN/PAA의 복합비가 섬유의 직경, 방사성, 탄소화 섬유의 전기전도도, 활성화 속도 등에 영향을 주었으며, 이것은 극세 탄소섬유 및 활성 탄소섬유의 용도 및 특성화에 결정적인 요소가 된다.본 발명에 의해 제조된 나노복합체 섬유는 체적대비 비표면적이 크고, 세공이 표면에 노출되어 있어 고용량·고효율의 슈퍼캐퍼시터(EDLC) 및 연료전지용 전극재로 이용이 가능하며, 고성능 흡착소재, 촉매담체 재료로도 응용이 가능하다. 또한, 각종 복합재료용 보강섬유, 필터소재, 의료부분 등 다양한 산업분야에서 응용이 가능하다.