Abstract:
Phenol-group ultra-fine carbon fibers and activated carbon fibers and a manufacturing method thereof by using the electro-spinning are provided to add a curing agent into the phenol-group resin with the low viscosity, thereby manufacturing the fiber with a nano unit as a non-woven cloth state. In the first process, HMTA(Hexa Methylene Tetra Amine) of 10 to 15 % to the weight of the novolak phenol resin is added into the novolak phenol resin and dissolved into alcohol solvent so that the spinning solution is manufactured. In the second process, the spinning solution is previously heat-treated. In the third process, the ultra-fine phenol fiber web is formed through an electro spinning manner. In the fourth process, the thermosetting operation of the web is performed so that the ultra-fine phenol curing fiber is manufactured. In the fifth process, the phenol curing fiber is carbonated so that the ultra-fine carbon fiber is manufactured.
Abstract:
본 발명은 고성능의 전자재료나 흡착재료에서 요구되는 초고비표면적의 특성을 구현하기 위해 페놀계 섬유를 탄소화 및 활성화 하여 초극세 활성 탄소섬유를 제조하는 것에 관한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 점도가 낮아 전기방사가 불가능한 페놀계 수지에 경화제를 첨가하여 나노단위의 섬유를 부직포상태로 제조가능한 전기방사를 실시할 수 있는 특성을 제공한다. 또한 방사용액 단계에서 예비열처리 함으로써 열가소성수지인 페놀섬유를 열경화성 수지로 변환시킬 수 있으며 방사된 페놀섬유를 가교 촉진용액에 침지하여 열경화처리시 섬유가 녹아 융착현상이 나타나는 것을 방지하는 특징을 제공한다. 이와 같은 방법으로 제조된 초극세 페놀 경화섬유를 불활성 가스 분위기하에서 열처리하여 초극세 탄소섬유를 제조하며, 경화섬유나 탄소섬유에 활성가스 분위기나 약품처리를 함으로써 초극세 활성탄소섬유를 제조할 수 있다. 이와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 각종 복합재료용 필러, 단열재, 촉매지지체, 전기이중층 슈퍼캐퍼시터 및 연료전지용 전극재, 각종 고성능 흡착재 등의 다양한 산업분야에 활용이 가능한 초고비표면적의 활성탄소섬유를 저가에 해당하는 페놀수지를 이용하여 안정화 과정 없이 제조할 수 있다. 전기방사, 페놀수지, 나노 탄소섬유, 나노 활성탄소섬유, 전기이중층슈퍼캐퍼시터