• Composites Research
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• 제34권1호
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• pp.23-29
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• 2021

탄소섬유는 단위 중량 당 높은 강도 및 모듈러스를 갖기 때문에 고성능 복합 재료 제조 시 탄소보강재로 많이 사용된다. 그러나 탄소 섬유를 제조하는 공정에서 많은 시간과 높은 에너지를 소모하여 제조비용이 크게 증가하기 때문에 상용화에 어려움을 겪고 있다. 따라서 생산 비용 절감을 위하여 제조 공정에 사용되는 에너지를 대체할 수 있는 고속의 저 에너지원을 적극적으로 찾아 연구할 필요가 높아졌다. 폴리아크릴로니트릴(PAN) 전구체(Precursor)로 상용화 된 탄소 섬유는 180~300℃의 대기 분위기에서 안정화 과정이 이루어지고, 1600℃ 이하의 불활성 가스 분위기에서 탄화하여 탄소 섬유를 생산할 수 있다. 이 두 공정은 많은 시간과 높은 에너지를 사용하지만, 고성능 탄소 섬유를 생산하는 데 필수적이며 중요하다. 따라서 최근에는 공정 시간을 단축하고 에너지 소비를 줄일 수 있는 플라즈마, 전자 빔 및 마이크로파와 같은 다양한 다른 에너지원을 보조적으로 사용 함으로써 저 에너지·고속 안정화 공정 기술이 시도되고 있다. 본 연구에서는 플라즈마 공정과 열처리를 연속적으로 수행하여 PAN 전구체 안정화 공정을 연구하였으며, 모폴로지, 구조적 변화, 열적 및 물리적 특성 변화를 연구하였다.

• Membrane and Water Treatment
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• 제15권2호
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• pp.67-78
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• 2024

In this study, a nickel hexacyanoferrate and manganese dioxide-polyacrylonitrile (NM-PAN) composite was synthesized and used for the sorptive removal of Co²⁺, Sr²⁺, and Cs⁺ Cs⁺ in radioactive laundry wastewater. Single- and multi-solute competitive sorptions onto NM-PAN were investigated. The Freundlich (Fr), Langmuir (Lang), Kargi-Ozmıhci (K-O), Koble-Corrigan (K-C), and Langmuir-Freundlich (Lang-Fr) models satisfactorily predicted all the single sorption data. The sorption isotherms were nonlinearly favorable (Freundlich coefficient, N_F = 0.385-0.426). Cs⁺ has the highest maximum sorption capacity (q_mL = 0.855 mmol g^-1) for NM-PAN compared to Co²⁺ and Sr²⁺, wherein the primary mechanism was the physical process (mainly ion-exchange). The competition between the metal ions in the binary and ternary systems reduced the respective sorption capacities. Binary and ternary sorption models, such as the ideal adsorbed solution theory (IAST) model coupled with single sorption models of IAST-Fr, IAST-K-O, IAST-K-C and IAST-Lang-Fr, were fitted to the experimental data; among these, the IAST-Freundlich model showed the most satisfactory prediction for the binary and ternary systems. The presence of cationic surfactants highly affected the sorption on NM-PAN due to the increase in distribution coefficients (K_d) of Co²⁺ and Cs⁺.

• 한국염색가공학회지
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• 제18권2호
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• pp.1-7
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• 2006

In order to prepare PAN nano fiber web, PAN/DMF solution was prepared and electrospun. The diameter of fiber was depended on the polymer concentration (7.5-15wt%) and the applied voltage (10-16kV). The average diameter of fiber increased with an increase of the polymer concentration and decreased with the applied voltage. At 7.5wt% concentration, many beads were found. So, we prepared a nano PAN fiber by electrospinning at concentration of 10wt% and 16kV. PAN fibers were reduced with litium aluminium hydride and the dyeability to acid dye was checked. The reduced nano PAN fiber showed much better dyeability compared with the reduced ordinary PAN fiber. It was considered that the increase of specific surface area have an important role in dyeing with acid dye.

• 공업화학
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• 제18권3호
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• pp.205-212
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• 2007

본 연구는 polyacrylonitrile (PAN)를 dimethyl formamide (DMF)에 용해시켜 전압조건을 8~20 kV, PAN 농도조건을 5~15 wt%, 그리고 tip-to-collector distance (TCD)를 15 cm로 다양한 조건에서 전기방사를 실시하였다. 나노섬유는 $250^{\circ}C$에서 1 h 동안 안정화시켰으며, $800{\sim}1000^{\circ}C$에서 1 h 동안 탄화시켰다. 안정화와 탄화 전후의 나노섬유의 구조 특성은 FT-IR 장비를 이용하여 연구하였으며 나노섬유의 직경분포와 모폴로지 특성을 알기 위해서 SEM 분석장비를 이용하였다. 나노섬유웹의 전기화학적 특성은 순환전류 전압곡선 특성 실험을 통해 고찰하였다. 실험 결과로부터 전기방사한 나노섬유의 직경의 크기는 일반적으로 방사용액의 농도와 인가전압에 영향을 받는다는 것을 확인할 수 있었으며 섬유의 평균 직경은 고분자의 농도 10 wt% 이상 증가함에 따라 감소하며 15 kV의 전압과 15 cm의 TCD 조건에서 섬유의 직경분포가 균일하고 평균직경이 작은 것으로 나타났다.

• Fibers and Polymers
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• 제6권2호
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• pp.108-112
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• 2005

Nanocomposite films were prepared by casting the solution of polyacrylonitrile (PAN) and single wall nanotube (SWNT) in nitric acid subsequent to sonication. Even though SWNT shows good dispersion visually, the reinforcing effect was not satisfactory. The G-band Raman spectra of the drawn film clearly demonstrated that SWNTs in the film are well-oriented along the drawing axis of the film. The electrical resistivity of the film prepared using nitric acid was lower than that of the film using DMF. Thus, nitric acid is presumably more effective in dispersing nanotubes than DMF.

• 멤브레인
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• 제23권2호
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• pp.170-175
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• 2013

지지체인 Polyacrylonitrile (PAN) 중공사에 Poly (vinyl alcohol) (PVA)과 가교제인 Glutaraldehyde (GA)를 코팅하여 막을 제조하였으며, 특성평가를 위해 물/Isopropyl alcohol (IPA) 혼합액에 대한 투과증발 실험을 수행하였다. 코팅용액의 조성변화와 반응온도의 조건변화에 따른 투과도 및 선택도를 측정하였고, 공급액의 조성은 85 wt% IPA 수용액을 사용하였으며, 온도는 30, 50, 70, $90^{\circ}C$로 변화시켰다. 투과도는 PVA 3.5 wt%, 공급액 온도가 $90^{\circ}C$일 때 1,870 $g/m^2{\cdot}hr$, 선택도는 PVA 7 wt% 공급액 온도가 $30^{\circ}C$일 때 804로 가장 높은 값을 얻을 수 있었다.

• 폴리머
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• 제26권4호
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• pp.492-500
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• 2002

일반 PAN 섬유를 $240^{\circ}C$에서 산화시킨 후 1 N NaOH 수용액에서 가수분해시켜 oxidized-PAN 섬유 (oxy-PAN)를 제조하였다. 산과 염기용액에서의 oxy-PAN 섬유의 구조를 $^{13}C-NMR$ 분광분석법을 이용하여 분석하였다. 가수분해에 의하여 -COOH 기를 포함하는 oxy-PAN 섬유는 산과 염기 수용액에서 수축 및 팽창 거동을 하였는데, 염기성 수용액에서는 반대전하로 작용하는 $Na^+$이온이 물 분자와 함께 섬유 내부로 침투하면서 팽창하였으며, 산성 수용액에서는 $Na^+$이온이 물 분자와 함께 섬유 기부로 축출되면서 수축하였다. 친수성의 섬유내부로 산/염기 작용기가 자유롭게 침투하여 oxy-PA기 섬유의 화학적인 구조는 쉽게 변화된다는 것을 확인하였으며, 모폴로지도 pH에 의하여 영향을 받는다는 것을 관찰하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제38권1호
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• pp.52-55
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• 2001

Polyacrylonitrile(PAN)-based 탄소섬유와 epoxy resin matrix 내에 장착된 PAN-based 탄소섬유의 전기저항을 탄소섬유와 파괴될 때까지 인장강도를 증가시키며 측정하였다. 탄소섬유가 끊어져 측정 계기가 open-circuit을 나타내기 전까지 탄소섬유의 전기저항 값은 strain이 증가할수록 증가하였으며, epoxy resin은 탄소섬유의 저항값 측정에 거의 영향을 미치지 않았다. 탄소섬유의 저항값 변화는 strain에 대해 정확도 1% 이내로 예측(calibrate)할 수 있었으며 재현성 또한 우수하였다. 따라서 탄소섬유는 재료의 기계적 강도를 증가시키기 위해 사용될 수 있을 뿐만 아니라 구조재료의 파괴를 예측할 수 있는 스마트 센서로서도 사용할 수 있다는 가능성을 확인하였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제29권4호
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• pp.777-781
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• 2008

In this work, silver nanoparticles-containing polyacrylonitrile (PAN) solutions in N,N-dimethylformamide (DMF) were electrospun to be webs consisting of nanofibers. The inputted voltage and PAN content in the solution were fixed at 15 kV and 10 wt.% in DMF with 10 cm of tip-to-collector distance (TCD). The PAN/Ag nanofiber webs were stabilized by oxidation at 250 ${^{\circ}C}$ for 2 h in air and carbonized at 1000 ${^{\circ}C}$ for 2 h in $N_2$. The resultant diameter distribution and morphologies of the nanofibers were evaluated by scanning electron microscope analysis. The electrochemical behaviors of the nanofiber webs were also observed by cyclic voltammetry tests. It was found that the presence of silver nanoparticles in carbon nanofiber webs led to the increase of specific capacitance and the decrease of fiber diameters.

• 한국염색가공학회지
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• 제2권2호
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• pp.7-13
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• 1990

The polyacrylonitrile (PAN)/polypyrrole (PPy) composite films have been prepaxed by exposing the PAN films containing oxidizing agent such as ferric chloride or cupric chloride to pyrrole vapor. The formation of PPy in PAN was confirmed by means of IR spectroscopy and scanning electron microscopy and the X-ray differaction study showed the amorphous structure of PPy. The breaking strength of PAN/PPy composite films was 3-5 times lower but the breaking elongation of them was 4-5 times higher than that of PAN film.