탄소나노튜브 섬유는 탄소나노튜브의 우수한 특성을 적극 활용한 대표적인 탄소나노튜브의 거시적인 형태이다. 계면활성제를 이용한 수용액 기반의 탄소나노튜브 분산액은 탄소나노튜브 섬유 대량생산에 적합하다. 그러나 계면활성제 기반의 습식방사된 탄소나노튜브 섬유의 물성은 여전히 다른 탄소나노튜브 섬유에 비해 우수하지 않다. 이는 아직 이 시스템에 대한 이해가 부족하기 때문인 것으로 여겨진다. 본 논문에서는 1) 응고액 조성이 습식 방사된 탄소나노튜브 섬유 성능에 미치는 영향과 2) 탄소나노튜브의 ...
탄소나노튜브 섬유는 탄소나노튜브의 우수한 특성을 적극 활용한 대표적인 탄소나노튜브의 거시적인 형태이다. 계면활성제를 이용한 수용액 기반의 탄소나노튜브 분산액은 탄소나노튜브 섬유 대량생산에 적합하다. 그러나 계면활성제 기반의 습식방사된 탄소나노튜브 섬유의 물성은 여전히 다른 탄소나노튜브 섬유에 비해 우수하지 않다. 이는 아직 이 시스템에 대한 이해가 부족하기 때문인 것으로 여겨진다. 본 논문에서는 1) 응고액 조성이 습식 방사된 탄소나노튜브 섬유 성능에 미치는 영향과 2) 탄소나노튜브의 열 산화가 탄소나노튜브 섬유에 미치는 영향을 조사하였다. 습식 방사된 탄소나노튜브 섬유의 단면 형상은 응고 변수인 물질전달률 차이로 설명되었다. 단면 모양이 원형에 가까울수록 섬유 물성이 더 우수했다. 하지만, 에탄올의 경우에는 이런 경향성이 일치하지 않았는데 이는 다른 응고 변수인 응고 강도로 설명되었다. 에탄올은 응고 강도가 약하기 때문에 용매의 영향을 많이 받으며, 섬유의 단면에 탄소나노튜브의 밀도가 높지 않고 다공성인 이유로 물성이 약한 것으로 보인다. 열 산화는 탄소나노튜브 표면에서 비정질 탄소를 제거하고 산소 작용기를 도입한다. 따라서, 이 탄소나노튜브의 구조적인 변화는 계면활성제와 탄소나노튜브 표면 간의 상호작용에 영향을 미치며, 이는 결국 섬유의 물리적인 특성으로 이어진다. 탄소나노튜브 산화 상태에 따라 응고액과의 상호작용도 변화하였으며 탄소나노튜브와 응고액에 따라 섬유의 성질이 변화되었다.
탄소나노튜브 섬유는 탄소나노튜브의 우수한 특성을 적극 활용한 대표적인 탄소나노튜브의 거시적인 형태이다. 계면활성제를 이용한 수용액 기반의 탄소나노튜브 분산액은 탄소나노튜브 섬유 대량생산에 적합하다. 그러나 계면활성제 기반의 습식방사된 탄소나노튜브 섬유의 물성은 여전히 다른 탄소나노튜브 섬유에 비해 우수하지 않다. 이는 아직 이 시스템에 대한 이해가 부족하기 때문인 것으로 여겨진다. 본 논문에서는 1) 응고액 조성이 습식 방사된 탄소나노튜브 섬유 성능에 미치는 영향과 2) 탄소나노튜브의 열 산화가 탄소나노튜브 섬유에 미치는 영향을 조사하였다. 습식 방사된 탄소나노튜브 섬유의 단면 형상은 응고 변수인 물질전달률 차이로 설명되었다. 단면 모양이 원형에 가까울수록 섬유 물성이 더 우수했다. 하지만, 에탄올의 경우에는 이런 경향성이 일치하지 않았는데 이는 다른 응고 변수인 응고 강도로 설명되었다. 에탄올은 응고 강도가 약하기 때문에 용매의 영향을 많이 받으며, 섬유의 단면에 탄소나노튜브의 밀도가 높지 않고 다공성인 이유로 물성이 약한 것으로 보인다. 열 산화는 탄소나노튜브 표면에서 비정질 탄소를 제거하고 산소 작용기를 도입한다. 따라서, 이 탄소나노튜브의 구조적인 변화는 계면활성제와 탄소나노튜브 표면 간의 상호작용에 영향을 미치며, 이는 결국 섬유의 물리적인 특성으로 이어진다. 탄소나노튜브 산화 상태에 따라 응고액과의 상호작용도 변화하였으며 탄소나노튜브와 응고액에 따라 섬유의 성질이 변화되었다.
CNT fiber (CNTF) is a representative macroscopic form of carbon nanotubes (CNTs) that actively utilizes the excellent properties of CNTs. Aqueous dispersion using surfactant is suitable for mass production of CNTFs. However, the properties of surfactant-based wet-spun CNTF are still not as
CNT fiber (CNTF) is a representative macroscopic form of carbon nanotubes (CNTs) that actively utilizes the excellent properties of CNTs. Aqueous dispersion using surfactant is suitable for mass production of CNTFs. However, the properties of surfactant-based wet-spun CNTF are still not as good as other CNTFs. It is believed that this is due to the lack of understanding of this system yet. In this paper, 1) the effect of coagulation bath composition on wet-spun CNTF performance, and 2) the effect of thermal oxidation of CNT on wet-spun CNTF were investigated. The cross-section shape of wet-spun CNT fibers was explained by the mass transfer rate difference, which is a coagulation parameter. The closer the cross-section shape was to circular, the better the fiber properties. However, this was not the case for ethanol, which can be explained by another coagulation parameter, coagulation strength. Since ethanol has weak coagulation strength, it is highly affected by the solvent, and its physical properties seem to be weak because its fiber is porous rather than dense. Thermal oxidation removes amorphous carbon from the CNT surface and introduces oxygen functional groups. Therefore, the structural change of this CNT affects the interaction between the surfactant and the CNT surface, which eventually leads to fiber properties. Depending on the CNT oxidation state, the interaction with the coagulant also changed, and the properties of the fiber varied depending on the CNT and coagulant.
CNT fiber (CNTF) is a representative macroscopic form of carbon nanotubes (CNTs) that actively utilizes the excellent properties of CNTs. Aqueous dispersion using surfactant is suitable for mass production of CNTFs. However, the properties of surfactant-based wet-spun CNTF are still not as good as other CNTFs. It is believed that this is due to the lack of understanding of this system yet. In this paper, 1) the effect of coagulation bath composition on wet-spun CNTF performance, and 2) the effect of thermal oxidation of CNT on wet-spun CNTF were investigated. The cross-section shape of wet-spun CNT fibers was explained by the mass transfer rate difference, which is a coagulation parameter. The closer the cross-section shape was to circular, the better the fiber properties. However, this was not the case for ethanol, which can be explained by another coagulation parameter, coagulation strength. Since ethanol has weak coagulation strength, it is highly affected by the solvent, and its physical properties seem to be weak because its fiber is porous rather than dense. Thermal oxidation removes amorphous carbon from the CNT surface and introduces oxygen functional groups. Therefore, the structural change of this CNT affects the interaction between the surfactant and the CNT surface, which eventually leads to fiber properties. Depending on the CNT oxidation state, the interaction with the coagulant also changed, and the properties of the fiber varied depending on the CNT and coagulant.
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