본 논문에서는 PAN/PVdF의 중량비에 따라 방사용액을 제조한 후 고전압으로 전기방사법에 의해 복합나노섬유를 제조하였다. 제조된 복합나노섬유는 PVdF의 함량이 감소할수록 섬유경이 감소하는 경향을 나타냈다. PAN/PVdF 복합나노섬유의 친수성 정도를 확인하기 위하여 접촉각을 측정한 결과 친유성인 PVdF의 함량이 증가할수록 물과의 접촉각이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 필터측정용 샘플을 $40^{\circ}C$의 온도, 85%의 습도에서 25시간 동안 방치한 후 성능을 평가한 결과 PAN/PVdF 복합나노섬유의 경우 99.95% 이상의 혜파(HEPA)급 및 99.999% 이상의 울파(ULPA)급 성능을 나타냄을 확인할 수 있었으며, 섬유경이 작을수록 필터 성능이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. PAN/PVdF 복합나노섬유의 벌크 인장강도는 5-8MPa, 신도는 10-300% 범위였으며, PVdF의 함량이 증가할수록 강도와 신도가 동시에 증가하는 것을 알 수 있었다. PAN/PVdF 복합나노섬유를 $120^{\circ}C$에서 2시간 열처리한 시료의 인장강도는 3-8MPa정도였다. 인장강도의 경우는 열처리에 의해 거의 변화가 없었으며, 신도는 감소함을 알 수 있었다.
본 논문에서는 PAN/PVdF의 중량비에 따라 방사용액을 제조한 후 고전압으로 전기방사법에 의해 복합나노섬유를 제조하였다. 제조된 복합나노섬유는 PVdF의 함량이 감소할수록 섬유경이 감소하는 경향을 나타냈다. PAN/PVdF 복합나노섬유의 친수성 정도를 확인하기 위하여 접촉각을 측정한 결과 친유성인 PVdF의 함량이 증가할수록 물과의 접촉각이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 필터측정용 샘플을 $40^{\circ}C$의 온도, 85%의 습도에서 25시간 동안 방치한 후 성능을 평가한 결과 PAN/PVdF 복합나노섬유의 경우 99.95% 이상의 혜파(HEPA)급 및 99.999% 이상의 울파(ULPA)급 성능을 나타냄을 확인할 수 있었으며, 섬유경이 작을수록 필터 성능이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. PAN/PVdF 복합나노섬유의 벌크 인장강도는 5-8MPa, 신도는 10-300% 범위였으며, PVdF의 함량이 증가할수록 강도와 신도가 동시에 증가하는 것을 알 수 있었다. PAN/PVdF 복합나노섬유를 $120^{\circ}C$에서 2시간 열처리한 시료의 인장강도는 3-8MPa정도였다. 인장강도의 경우는 열처리에 의해 거의 변화가 없었으며, 신도는 감소함을 알 수 있었다.
In this paper, manufactured composite nanofiber by electrospinning that make spinning solvent according to weight of PAN/PVdF. PVdF content of composite nanofiber decreases, diameter of fiber decreased. Result that measure contact angle to confirm hydrophile property of PAN/PVdF composite nanofiber,...
In this paper, manufactured composite nanofiber by electrospinning that make spinning solvent according to weight of PAN/PVdF. PVdF content of composite nanofiber decreases, diameter of fiber decreased. Result that measure contact angle to confirm hydrophile property of PAN/PVdF composite nanofiber, PVdF content increases, could confirm that contact angle with water increases. After leave filter measurement sample for 25 hours in temperature of $40^{\circ}C$, humidity of 85%, result PAN/PVdF composite nanofiber that estimate efficiency could confirm that display performance of HEPA more than 99.95% and ULPA more than 99.999%. And fiber diameter is small, could confirm that filter performance increases. Tensile strength of bulk of PAN/PVdF composite nanofiber was 5-8MPa, expansion 100-300%. And strength and expansion could know that increase according as PVdF's content increases. Tensile strength was 3-8MPa degree after annealing PAN/PVdF composite nanofiber during 2 hours in 120t. Tensile strength was no change almost by annealing, and expansion could know that decrease.
In this paper, manufactured composite nanofiber by electrospinning that make spinning solvent according to weight of PAN/PVdF. PVdF content of composite nanofiber decreases, diameter of fiber decreased. Result that measure contact angle to confirm hydrophile property of PAN/PVdF composite nanofiber, PVdF content increases, could confirm that contact angle with water increases. After leave filter measurement sample for 25 hours in temperature of $40^{\circ}C$, humidity of 85%, result PAN/PVdF composite nanofiber that estimate efficiency could confirm that display performance of HEPA more than 99.95% and ULPA more than 99.999%. And fiber diameter is small, could confirm that filter performance increases. Tensile strength of bulk of PAN/PVdF composite nanofiber was 5-8MPa, expansion 100-300%. And strength and expansion could know that increase according as PVdF's content increases. Tensile strength was 3-8MPa degree after annealing PAN/PVdF composite nanofiber during 2 hours in 120t. Tensile strength was no change almost by annealing, and expansion could know that decrease.
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문제 정의
본 논문에서는 섬유의 직경이 나노사이즈로 구성되어 1例미만의 미세 입자나 바이러스, 세균 등의 침투를 원천적으로 봉쇄시킬 수 있으며 유전특성이 우수한 복합나노섬유의 제조를 위해 전기방사법으로 PAN (Polyacrlyonitrile) 및 PVdF의 중량비에 따라 PAN/ PVdF 복합나노섬유를 제조하여 물성 특성 및 필터 특성을 분석하였다.
제안 방법
PAN/PVdF 복합나노섬유를 열풍 순환로를 사용하여 공기 중에서 120°C 까지 승온하여 2시간 열처리하였다. 열처리는 분극처리를 위하여 섬유를 감기/풀기/ 되감기 등을 반복하면서 전자빔이 차례로 적용되도록 주
PAN과 PVdF를 각각 70:30, 50:50, 30:70의 중량비로 혼합하여 공용매인 DMF(dimethylformamide)를 사용하여 농도가 15%인 방사용액을 제조하였다. 이렇게 제조된 방사용액을 방사구에 연결하고, 〜50kV의 전압을 인가하고, 방사구와 집전체와의 거리를 30cm로 유지한 상태에서 홀당 0.
먼저, 필터측정용 샘플을 40°C의 온도, 85%의 습도에서 25시간 동안 방치한 후 다음과 같은 区P 에어로졸 농도100 mg/m1, 필터면적 lOOcnf, 유속 851/min의 조건으로 성능을 평가 하였다. MPPS(most penetrating
본 논문에서는 PAN/PVdF 복합나노 섬유의 중량비를 0.1 〜&§〜9.9의 비율로 방사용액을 제조하고, 제조된 방사용액에 고전압을 인가하여 전기방사법으로 복합나노섬유를 제조하였다.
사(scanning)하여 주사된 부위에서 고하전의 전자빔의 충격으로 섬유의 분자내 전자분포를 PAN/PVdF 복합나노섬유의 분극(Polarization)시키는 공정과 함께 실시하였다. 그림 5에는 열처리된 PAN/PVdF 복합나노섬유의 주사전자현미경사진((a)PAN/PVdF(70/30), (b)PAN/ PVdF (50/50), (C)PAN/PVdF(30/70)을 나타내었다.
농도가 15%인 방사용액을 제조하였다. 이렇게 제조된 방사용액을 방사구에 연결하고, 〜50kV의 전압을 인가하고, 방사구와 집전체와의 거리를 30cm로 유지한 상태에서 홀당 0.05〜lcc/g으로 토출하여 전기방사를 실시하여 PAN/PVdF 복합나노섬유를 제조하였다.
따라서 PAN/PVdF 복합나노섬유의 내열성이 강화된 모습을 보여주는 것으로 평가될 수 있다. 제조된 PAN/PVdF 복합나노섬유의 친수성 정도를 확인하기 위하여 물을 사용하여 접촉각(contactangle)을 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
대상 데이터
복합나노섬유를 100~160笆에서 열처리하여 제조한다. 분극처리는 제조된 섬유에 정전특성을 부여하여 고유전율을 갖는 섬유의 제조가 가능하게 한다.
이론/모형
PAN/PVdF 복합나노섬유를 적외선 분광법(FT-IR) 을 이용하여 평가하여 그림 3에 나타냈다.
성능/효과
PAN/PVdF 복합나노섬유의 경우 99.95% 이상의 헤파(HEPA) 급 및 99.999% 이상의 울파(ULPA)급 성능을 나타냄을 확인할 수 있었으며, 섬유경이 작을수록 필터 성능이 증가하는 것을 확인할 수 있었다.
PAN/PVdF 복합나노섬유의 벌크 인장강도는 PVdF 의 함량이 증가할수록 강도와 신도가 동시에 증가하는 것을 알 수 있었으며, 이때 인장강도는 5~8MPa, 신도는 100〜300% 범위였다.
PANZPVdF 복합나노섬유를 120°C에서 2시간 열처리한 시료의 인장강도는 3〜8MPa정도였으며, 신도는 2 0〜70%로 열처리에 의해 감소하였다. 인장강도의 경우는 열처리에 의해 거의 변화가 없었으며, 신도는 감소하는 경향을 나타냈다.
나타냈다. 그림 2에서 보는바와 같이 약 350°C 부근까지 중량감소가 일어나지 않다가 그 이상의 온도에서 PAN과 PVdF의 분해에 의한 중량감소가 급격하게 일어남을 확인할 수 있었다. 특히, PVdF의 함량이 증가할
대표적인 친유성인 PVdF의 함량이 증가할수록 물과의 접촉각이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 접촉
본 논문에서는 PAN/PVdF의 중량비에 따라 방사 용액을 제조하고 방사용액에 고전압을 전기 방사하여 복합나노섬유를 제조하였으며, PVdF의 함량이 감소할수록 섬유경이 감소하는 경향을 나타냈다.
나타냈다. 열처리에 의한 인장강도는 3〜8MPa정도였으며, 신도는 20〜70%로 열처리에 의해 감소하였다. 인장강도의 경우는 열처리에 의해 거의 변화가 없었으며, 신도는 감소하는 경향을 나타냈다.
제조된 PAN/PVdF 복합나노섬유의 친수성 정도를 확인하기 위하여 물을 사용하여 접촉각(contactan典le)을 측정한 결과 대표적인 친유성인 PVdF의 함량이 증가할수록 물과의 접촉각이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 필터측정용 샘플을 40°C의 온도, 85%의 습도에서 25시간 동안 방치한 후 如P 에어로졸 농도 100m#in', 필터면적 lOOcnf, 유속 851/min의 조건으로 성능을 평가한 결과 PAN/PVdF 복합나노섬유의 경우 99.
필터측정용 샘플을 40°C의 온도, 85%의 습도에서 25시간 동안 방치한 후 如P 에어로졸 농도 100m#in', 필터면적 lOOcnf, 유속 851/min의 조건으로 성능을 평가한 결과 PAN/PVdF 복합나노섬유의 경우 99.95% 이상의 헤파(HEPA) 급 및 99.999% 이상의 울파CULPAS 성능을 나타냄을 확인할 수 있었으며, 섬유경이 작을수록 필터 성능이 증가하는 것을 확인할 수 있었다.
후속연구
이상과 같은 결과에 의해 본 논문에 의하여 제조된 PAN/PVdF 복합나노섬유는 제조방법이 간단하고, 내열성, 내화학성, 기계적 특성이 우수하며, 섬유의 직경이 나노 사이즈로 구성되어 있기 때문에 1例미만의 미세 입자나 바이러스, 세균 등의 침투를 원천적으로 봉쇄시킬 수 있으며 유전특성이 우수하여 정전필터용 여재, 혈액 적합성 백혈구 필터용 여재, 각종 2차전지용 분리막 등으로 사용될 수 있을 것으로 생각된다.
참고문헌 (11)
산업기술동향분석-Nano섬유소재, 한국산업기술평가원, 2006
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