폴리머 조성에 따른 PAN/PBZ 혼합 섬유의 형태 및 인장강도

초록

기존 Polyacrylonitrile(PAN)/Polybenzoxazine(PBZ) 혼합 섬유의 연구들은 주로 전기방사법을 이용한 부직포 소재와 다공성 구조에 대해 분석하였다. 본 연구에서는 습식방사 공정을 통해 기공이 제어된 PAN/PBZ 혼합 필라멘트사를 제조하고, 그 인장 물성을 평가하였다. 이를 위해 PAN/PBZ 혼합도프의 응고 조건과 및 방사 조건을 검토하였으며, 제조한 PAN/PBZ 혼합 섬유의 경화 반응과 결합 구조를 FTIR 분석으로 확인하였다. SEM 관찰 결과 시 PAN/PBZ 혼합 섬유는 PBZ 함량이 증가할수록 단면 변형이 나타났으나, PBZ 10%가 혼합된 P90B10 섬유는 PBZ 연화에도 불구하고 균일한 원형 단면을 유지하였다. 단면적이 작은 P90B10 섬유는 629.7 MPa의 인장강도를 보여, PAN 섬유보다 약 50% 높은 값을 나타냈다. 이러한 결과는 PAN/PBZ 혼합 섬유가 습식방사 공정을 통해 기존 PAN 섬유보다 미세한 단면과 높은 인장강도를 확보할 수 있음을 나타내며, 부직포뿐만 아니라 직물(Fabric) 및 탄소섬유로의 활용 가능성도 기대된다.