KR101802074B1 - Method for carbon nano tube fiber having specific strength and carbon nano tube fiber therefrom - Google Patents

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이건홍
임용오
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포항공과대학교 산학협력단
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Abstract

A method for manufacturing carbon nanotube fiber according to the present invention comprises the steps of: arranging unbound carbon nanotube fiber; generating a functional group in the unbound carbon nanotube fiber while removing impurities from the unbound carbon nanotube fiber; and acquiring the carbon nanotube fiber having specific strength increased by cross-linking the functional group. In addition, a method for manufacturing carbon nanotube fiber according to the present invention comprises the steps of: performing acid treatment for unbound carbon nanotube fiber synthesized and manufactured by an aerogel method; inputting a cross-linking agent into the acid treated carbon nanotube fiber; acquiring cross-linked carbon nanotube fiber; and performing heat treatment for the cross-linked carbon nanotube fiber. The present invention provides the carbon nanotube fiber having the specific strength greater than 0.8 N/tex, wherein carbon nanotube forming the carbon nanotube fiber has a mutually cross-linked form of at least one portion, and the cross-linked form is at least one between an ester bond and an amide bond of the carbon nanotubes. The present invention enhances the specific strength of the carbon nanotube fiber by using the functional group generated via the acid treatment.

Description

비강도가 증가된 탄소나노튜브 섬유 제조 방법 및 이에 의한 탄소나노튜브 섬유{METHOD FOR CARBON NANO TUBE FIBER HAVING SPECIFIC STRENGTH AND CARBON NANO TUBE FIBER THEREFROM}METHOD FOR CARBON NANO TUBE FIBER HAVING SPECIFIC STRENGTH AND CARBON NANO TUBE FIBER THEREFOROM BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001]

본 발명은 탄소나노튜브 섬유간의 가교결합을 통해 탄소나노튜브 섬유의 비강도를 증가시키는 방법 및 이에 의한 탄소나노튜브에 관한 것이다.The present invention relates to a method for increasing the specific strength of carbon nanotube fibers through cross-linking between carbon nanotube fibers, and to carbon nanotubes therefrom.

탄소나노튜브는 철보다 강한 인장강도, 구리보다 뛰어난 전기 전도도 등 뛰어난 물성을 보유하고 있어 차세대 소재로써 많은 주목을 받고 있다. 하지만, 탄소나노튜브는 그 길이가 너무 짧아 실제로 응용하는데 한계를 가지고 있는 단점이 있다.Carbon nanotubes are attracting much attention as next generation material because they have excellent properties such as tensile strength stronger than iron and electric conductivity superior to copper. However, carbon nanotubes are too short in length to have practical application limitations.

탄소나노튜브를 꼬아서 만드는 탄소나노튜브 섬유를 만들면 이러한 단점을 극복할 수 있다. 하지만, 아직까지 탄소나노튜브 섬유의 인장강도는 개별 탄소나노튜브가 가지고 있는 인장강도에 크게 미치지 못 하는 상태이다. 따라서 탄소나노튜브 섬유의 인장강도를 높이기 위한 기술 개발이 필요하다. We can overcome these drawbacks by making carbon nanotube fibers that are made by twisting carbon nanotubes. However, the tensile strength of carbon nanotube fibers is still far below the tensile strength of individual carbon nanotubes. Therefore, it is necessary to develop a technique for increasing the tensile strength of carbon nanotube fibers.

한국공개특허공보 등록번호 제1531023호Korean Patent Publication No. 1531023

따라서 본 발명의 목적은 산 처리를 통하여 생성되는 작용기를 활용하여 탄소나노튜브 섬유의 비강도를 향상시키기 위한 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for enhancing the specific strength of carbon nanotube fibers by utilizing functional groups generated through acid treatment.

상기 본 발명의 목적은 탄소나노튜브 제조 방법에 있어서, 미결합 탄소나노튜브 섬유를 마련하는 단계, 미결합 탄소나노튜브 섬유에 존재하는 불순물을 제거하면서 상기 미결합 탄소나노튜브 섬유에 작용기를 생성하는 단계, 작용기를 가교 결합하여 비강도가 증가된 탄소나노튜브 섬유를 수득하는 단계를 포함하는 것에 의해 달성된다.It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing carbon nanotubes, comprising the steps of: preparing unbound carbon nanotube fibers; removing impurities present in the unbound carbon nanotube fibers to form functional groups in the unbound carbon nanotube fibers; And cross-linking the functional groups to obtain carbon nanotube fibers having increased specific strength.

미결합 탄소나노튜브 섬유의 마련은 에어로젤 방법, 포레스트 방법 및 솔루션 방법 중 어느 하나로 수행될 수 있다.The preparation of unbonded carbon nanotube fibers can be performed by any one of an aerosol method, a forest method and a solution method.

불순물 제거는 산 처리로 수행할 수 있다.Removal of impurities can be carried out by acid treatment.

산 처리는 황산 및 질산 중 적어도 어느 하나의 용액으로 수행될 수 있다.The acid treatment may be carried out with a solution of at least one of sulfuric acid and nitric acid.

산 처리를 통해 카르복시기를 생성할 수 있다.Carboxyl groups can be produced through acid treatment.

가교결합은 에스테르화 반응을 이용하여 수행되고, 가교결합 단계는,알코올을 추가하는 단계를 포함하며, 알코올은 알코올을 포함하는 링커로부터 제공될 수 있다.The cross-linking is carried out using an esterification reaction, and the cross-linking step comprises adding an alcohol, wherein the alcohol may be provided from a linker comprising an alcohol.

링커는 에틸렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄다이올, 1,5-펜탄다이올 및 1,6-헥산다이올 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The linker may comprise at least one of ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol and 1,6-hexanediol.

가교결합은 아마이드 반응을 이용하여 수행되고, 아마이드 반응은, 아민을 추가하는 단계를 더 포함하며, 아민은, 아민을 포함하는 링커로부터 제공될 수 있다.The cross-linking is carried out using an amide reaction, and the amide reaction further comprises the step of adding an amine, wherein the amine can be provided from a linker comprising an amine.

링커는 에틸렌디아민 및 1,3-디아미노프로판 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The linker may include at least one of ethylene diamine and 1,3-diaminopropane.

미결합 탄소나노튜브를 가교 결합 후에, 열을 가하는 열처리 단계를 더 포함하며, 열처리는 섭씨 120도 내지 240도 범위 이내에서 수행될 수 있다.The carbon nanotubes may further include a heat treatment step of applying heat after cross-linking the unbound carbon nanotubes, and the heat treatment may be performed within a range of 120 to 240 degrees Celsius.

상기 본 발명의 다른 목적은, 탄소나노튜브 섬유 제조 방법에 있어서, 에어로젤 방법으로 합성되어 제조된 미결합 탄소나노튜브 섬유에 산 처리를 수행하는 단계, 산 처리된 탄소나노튜브 섬유에 가교 결합제를 투입하는 단계 및 투입하여 가교된 탄소나노튜브 섬유를 얻는 단계, 가교된 탄소나노튜브 섬유를 열처리하는 단계를 포함하는 것에 의해 달성된다.It is another object of the present invention to provide a method for producing carbon nanotube fibers, which comprises performing acid treatment on unbound carbon nanotube fibers synthesized by an airgel method, adding a crosslinking agent to the acid- To obtain cross-linked carbon nanotube fibers; and heat-treating the cross-linked carbon nanotube fibers.

산 처리를 통해, 상기 탄소나노튜브 섬유에 카르복시산 작용기를 생성할 수 있다.Through the acid treatment, a carboxylic acid functional group can be generated in the carbon nanotube fiber.

가교 결합제는 알코올을 포함하며, 알코올은 알코올을 포함하는 링커로부터 제공되고, 알코올을 포함하는 링커는, 에틸렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄다이올, 1,5-펜탄다이올 및 1,6-헥산다이올 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The crosslinking agent comprises an alcohol, the alcohol is provided from a linker comprising an alcohol, and the linker comprising an alcohol is selected from the group consisting of ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, And 1,6-hexanediol. ≪ / RTI >

가교 결합제는 아민을 포함하며, 아민은 아민을 포함하는 링커로부터 제공되고, 아민을 포함하는 링커는, 에틸렌디아민 및 1,3-디아미노프로판 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The cross-linking agent comprises an amine, the amine is provided from a linker comprising an amine, and the linker comprising an amine may comprise at least one of ethylenediamine and 1,3-diaminopropane.

열처리는 섭씨 120도 내지 240도 범위 이내에서 수행될 수 있다.The heat treatment can be performed within a range of 120 to 240 degrees Celsius.

본 발명의 또 다른 목적은, 비강도가 0.8 N/tex 초과인 탄소나노튜브 섬유이고, 탄소나노튜브 섬유를 구성하는 탄소나노튜브는 적어도 일부가 서로 가교 결합된 형태이며, 가교 결합된 형태는, 탄소나노튜브 간 에스테르 결합 및 아마이드 결합 중 적어도 어느 하나인 것에 의해 달성된다.It is another object of the present invention to provide a carbon nanotube fiber having a specific strength of more than 0.8 N / tex, wherein carbon nanotubes constituting carbon nanotube fibers are at least partially crosslinked with each other, An ester bond between carbon nanotubes and an amide bond.

본 발명에 따르면 산 처리를 통하여 생성되는 작용기를 활용하여 탄소나노튜브 섬유의 비강도를 향상시키기 위한 방법이 제공된다.According to the present invention, there is provided a method for improving the specific strength of carbon nanotube fibers by utilizing functional groups generated through acid treatment.

도 1은 합성된 미결합 탄소나노튜브 섬유를 쿼츠 보트에 올려놓고, 뒤집어서 황산 및 질산 혼합 용액에 함침시킨 모습이다.
도 2는 합성된 미결합 탄소나노튜브 섬유에 산 처리를 하여 카르복시산을 만들어내는 과정과 카르복시산과 알코올의 반응인 에스테르화 반응이 이루어지는 과정의 모식도를 나타낸 것이다.
도 3은 산 처리 이후의 미결합 탄소나노튜브 섬유 표면에 있던 철 입자와 무정형 탄소가 제거된 것을 확인할 수 있는 투과 전자 현미경(Transmission electron microscopy) 사진이다.
도 4는 산 처리된 미결합 탄소나노튜브 섬유와 에스테르화 반응 이후의 가교 결합된 탄소나노튜브 섬유에 존재하는 탄소의 화학 결합 상태를 확인할 수 있는 라만 분광 결과이다.
도 5는 산 처리와 에스테르화 반응 이후의 가교 결합된 탄소나노튜브 섬유의 비강도(Specific strength)와 영계수(Young’s modulus)를 나타낸 결과이다.
FIG. 1 shows a state in which the synthesized unbound carbon nanotube fibers are placed on a quartz boat, inverted and impregnated with a mixed solution of sulfuric acid and nitric acid.
FIG. 2 is a schematic view showing a process of producing a carboxylic acid by acid treatment of the synthesized unbound carbon nanotube fiber and a process of esterification reaction, which is a reaction between a carboxylic acid and an alcohol.
FIG. 3 is a transmission electron microscopy (SEM) image showing that iron particles and amorphous carbon on the surface of unbound carbon nanotube fibers after acid treatment have been removed.
FIG. 4 is a Raman spectroscopic result showing the chemical bonding state of carbon present in acid-treated unbound carbon nanotube fibers and cross-linked carbon nanotube fibers after the esterification reaction.
FIG. 5 shows the results of specific strength and Young's modulus of crosslinked carbon nanotube fibers after the acid treatment and the esterification reaction.

길이가 짧아 응용의 한계를 가지고 있는 탄소나노튜브의 활용성을 높이기 위해, 종래 기술에서는 탄소나노튜브를 꼬아서 탄소나노튜브 섬유를 합성하는 방법을 사용하였다.In order to increase the usability of carbon nanotubes having short application due to their short length, a carbon nanotube fiber is synthesized by twisting carbon nanotubes in the prior art.

그러나 꼬아서 생성된 탄소나노튜브 섬유는 약한 결합인 반데르발스 인력으로 연결되어 있기 때문에, 개별 탄소나노튜브의 비강도 및 인장강도에 크게 미치지 못한다.However, since the twisted carbon nanotube fibers are connected by the van der Waals attractive force, they are not significantly different from the specific strength and tensile strength of the individual carbon nanotubes.

따라서, 가교 결합을 도입하여 약한 반데르발스 인력을 공유결합으로 대체할 수 있다면, 탄소나노튜브 섬유의 비강도 및 인장강도 향상을 기대할 수 있다. Therefore, if the weak van der Waals attractive force can be replaced by a covalent bond by introducing crosslinking, improvement of the specific strength and tensile strength of the carbon nanotube fiber can be expected.

탄소나노튜브 섬유를 합성하는 방법은 탄소나노튜브 포레스트를 합성한 후, 탄소나노튜브 섬유를 인출하는 포레스트 스피닝, 탄소나노튜브를 분산시킨 용액으로부터 탄소나노튜브만 뭉치게 하여 뽑아내는 솔루션 스피닝 등이 있지만, 탄소나노튜브를 에어로젤 상태로 합성하여 탄소나노튜브 섬유를 제조하는 다이렉트 스피닝이 생산성 측면에서 뛰어나 자주 사용된다.Methods for synthesizing carbon nanotube fibers include forest spinning, in which carbon nanotube fibers are extracted, spinning solutions, in which only carbon nanotubes are aggregated from a solution in which carbon nanotubes are dispersed Direct spinning, which produces carbon nanotube fibers by synthesizing carbon nanotubes in airgel state, is often used because of its excellent productivity.

그러나 다이렉트 스피닝 방식은, 촉매나 활성제로 사용되는 철이나 황 성분이 불순물로 생성되어 이를 제거하는 공정이 더 필요하다. 이러한 공정은 촉매의 양을 감소시키거나, 산 처리를 통해 수행된다. 촉매의 양을 감소시켜 불순물을 감소시키는 공정은, 탄소나노튜브 섬유의 생산성을 저해하기 때문에, 대부분 산 처리를 통해 불순물을 제거하는데, 이때 탄소나노튜브 섬유에는 작용기가 생성된다.However, in the direct spinning method, a process of removing iron and sulfur components used as catalysts or activators from impurities is required. This process is carried out by reducing the amount of catalyst or by acid treatment. The process of reducing the amount of catalyst to reduce the impurities deteriorates the productivity of the carbon nanotube fibers. Therefore, most of the impurities are removed through acid treatment. At this time, functional groups are generated in the carbon nanotube fibers.

그러나 불순물 제거를 위한 산 처리는, 탄소나노튜브 섬유의 비강도 및 인장 강도를 감소시켜, 탄소나노튜브 섬유의 활용성을 저해한다. 따라서, 합성된 탄소나노튜브 섬유의 불순물을 제거하면서도, 비강도 및 인장 강도를 향상시킬 수 있는 방법이 필요하다.However, the acid treatment for impurity removal reduces the strength and tensile strength of the carbon nanotube fibers, thereby deteriorating the usability of the carbon nanotube fibers. Accordingly, there is a need for a method capable of improving the non-strength and tensile strength while removing impurities from the synthesized carbon nanotube fibers.

본 발명은, 산 처리하여 생성된 탄소나노튜브의 작용기를 가교 결합하여, 비강도 및 인장강도를 향상시킨 탄소나노튜브 섬유에 관한 것이다.The present invention relates to a carbon nanotube fiber improved in non-strength and tensile strength by cross-linking functional groups of carbon nanotubes produced by acid treatment.

본 발명에서는 가교 결합을 도입하기 전 모든 탄소나노튜브 섬유를 ‘미결합 탄소나노튜브 섬유’로 정의하며, 가교 결합하지 않은 탄소나노튜브 섬유 간의 어떠한 물리적 혹은 화학적인 결합에 제한되지 않고 모두를 의미한다.In the present invention, all carbon nanotube fibers before introducing crosslinking are defined as 'unbound carbon nanotube fibers', and they are all not limited to any physical or chemical bonds between unbridged carbon nanotube fibers .

본 발명에 따른 탄소나노튜브 섬유 제조 방법은, 미결합 탄소나노튜브 섬유에 존재하는 불순물을 제거하면서 탄소나노튜브에 작용기가 생성하는 단계 및 작용기를 가교 결합하여 비강도가 증가된 탄소나노튜브 섬유를 수득하는 단계를 포함한다.The method for manufacturing carbon nanotube fibers according to the present invention includes the steps of generating functional groups on carbon nanotubes while removing impurities present in unbound carbon nanotube fibers and crosslinking functional groups to form carbon nanotube fibers having increased non- ≪ / RTI >

본 발명에서 사용된 미결합 탄소나노튜브 섬유는, 바람직하게는 탄소나노튜브를 에어로젤 방법으로 합성된 미결합 탄소나노튜브 섬유를 사용할 수 있으나, 이에 제한된 것은 아니다. 포레스트 스피닝 또는 솔루션 스피닝에 의해 합성된 미결합 탄소나노튜브 섬유를 사용하는 등 다양한 실시예가 있을 수 있다.The unbonded carbon nanotube fibers used in the present invention may be uncoated carbon nanotube fibers synthesized by airgel method, but the present invention is not limited thereto. There may be various embodiments such as using unbonded carbon nanotube fibers synthesized by forest spinning or solution spinning.

미결합 탄소나노튜브 섬유에 존재하는 불순물을 제거하는 방법은 산처리를 통해 진행되는데, 이러한 산 처리를 통해 미결합 탄소나노튜브에 작용기가 생성된다.A method of removing impurities present in unbound carbon nanotube fibers proceeds through an acid treatment, and a functional group is generated in unbound carbon nanotubes through such an acid treatment.

여기에 사용된 산은 황산, 질산 또는 이들의 혼합물 용액으로 처리하여 수행할 수 있으나, 이에 제한되지 않으며, 미결합 탄소나노튜브에 작용기가 생성될 수 있다면 다양한 산의 종류가 가능하다. 바람직하게는, 미결합 탄소나노튜브에 카르복시기를 도입할 수 있는 모든 공지된 산 처리 방법이 본 발명의 범위에 포함된다. 또한, 황산, 질산 또는 이들의 혼합물 용액에는 미량의 다른 성분을 포함할 수 있다.The acid used herein may be treated with a solution of sulfuric acid, nitric acid, or a mixture thereof, but the present invention is not limited thereto, and various kinds of acids are possible as long as the functional groups can be generated in unbound carbon nanotubes. Preferably, all known acid treatment methods capable of introducing a carboxyl group into unbound carbon nanotubes are included in the scope of the present invention. Also, the sulfuric acid, nitric acid, or mixture thereof solution may contain minor amounts of other components.

산 처리로 불순물이 제거된 미결합 탄소나노튜브에는 다양한 작용기가 생성되는데, 본 발명은 가장 반응성이 높은 카르복시기를 이용하여, 에스테르화 반응 및 아마이드 반응 중 적어도 하나의 방법으로 가교 결합을 형성한다.Various functional groups are generated in unbound carbon nanotubes from which an impurity is removed by an acid treatment. In the present invention, crosslinking is formed by at least one of esterification and amide reactions using the most reactive carboxyl group.

본 발명에 따른 에스테르화 반응을 이용한 가교 결합 단계는, 알코올을 추가하는 단계를 포함하며, 알코올은 알코올을 포함하는 링커로부터 제공되는 것을 특징으로 한다.The crosslinking step using the esterification reaction according to the present invention comprises the step of adding an alcohol, wherein the alcohol is provided from a linker containing an alcohol.

에스테르화 반응에 이용되는 알코올을 포함하는 링커는, 에틸렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄다이올, 1,5-펜탄다이올 및 1,6-헥산다이올 중 어느 하나 이상을 포함을 포함할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니고, 탄소나노튜브 섬유에 가교 결합이 형성될 수 있다면 다양한 실시예가 가능하다.The linker containing an alcohol used in the esterification reaction may be any one or more of ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, and 1,6- But it is not limited thereto, and various embodiments are possible as long as crosslinking can be formed on the carbon nanotube fibers.

본 발명에 따른 에스테르화 반응은 황산을 포함하는 촉매를 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니고, 미결합 탄소나노튜브 섬유에 가교 결합이 잘 형성될 수 있다면, 다양한 실시예가 가능하다.The esterification reaction according to the present invention may use a catalyst containing sulfuric acid, but is not limited thereto, and various embodiments are possible as long as crosslinking can be well formed in unbound carbon nanotube fibers.

본 발명에 따른 에스테르화 반응은 열처리를 더 포함할 수 있는데, 온도 범위는 섭씨 120도 내지 240도, 바람직하게는 150도 내지 230도, 더 바람직하게는 190도 내지 210도 범위에서 수행되며, 이에 제한된 것은 아니고, 미결합 탄소나노튜브 섬유에 가교 결합이 잘 형성될 수 있다면 다른 온도에서 수행 가능하다. 다만, 반응 온도가 섭씨 120도 미만이면, 에스테르화 반응이 잘 이루어지지 않아, 가교 결합이 잘 형성될 수 없으며, 섭씨 240도 초과이면, 고온으로 인해 합성된 미결합 탄소나노튜브 섬유가 흩어질 수 있다. The esterification reaction according to the present invention may further include a heat treatment, wherein the temperature range is from 120 deg. C to 240 deg. C, preferably from 150 deg. C to 230 deg. C, more preferably from 190 deg. C to 210 deg. But is not limited to, it can be carried out at different temperatures if cross-linking can be well formed in unbonded carbon nanotube fibers. However, if the reaction temperature is lower than 120 deg. C, the esterification reaction is not performed well and crosslinking can not be formed well. If the reaction temperature is more than 240 deg. C, synthesized unbound carbon nanotube fibers may be scattered due to high temperature .

아마이드 반응을 이용한 본 발명의 또 다른 가교 결합 단계는, 아민을 추가하는 단계를 포함하며, 아민은 아민을 포함하는 링커로부터 제공되는 것을 특징으로 한다.Another cross-linking step of the invention using an amide reaction comprises adding an amine, wherein the amine is provided from a linker comprising an amine.

아마이드 반응에 이용되는 아민을 포함하는 링커는, 에틸렌디아민 및 1,3-디아미노프로판 중 어느 하나 이상을 포함을 포함할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니고, 탄소나노튜브 섬유에 가교 결합이 형성될 수 있다면 다른 링커도 사용 가능하다.The linker including an amine used for the amide reaction may include any one or more of ethylene diamine and 1,3-diaminopropane, but is not limited thereto, and may be a crosslinked carbon nanotube fiber Other linkers are available if you can.

본 발명에 따른 아마이드 반응은 무수아세트산을 포함하는 촉매를 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니고, 미결합 탄소나노튜브 섬유에 가교 결합이 잘 형성될 수 있는 다른 촉매도 가능하다.The amide reaction according to the present invention can be carried out using a catalyst containing acetic anhydride, but not limited thereto, and other catalysts capable of forming crosslinked bonds in unbound carbon nanotube fibers are also possible.

본 발명에 따른 아마이드 반응은 열처리를 더 포함할 수 있는데, 온도 범위는 섭씨 120도 내지 240도, 바람직하게는 140 도 내지 220도, 더 바람직하게는 섭씨 160도 내지 210도 범위에서 수행되며, 이에 제한 된 것은 아니다. 반응 온도의 범위가 섭씨 120도 미만이면, 미결합 탄소나노튜브 섬유에 가교 결합이 잘 형성될 수 없고, 섭씨 240도 초과이면, 고온으로 인해, 탄소나노튜브 섬유가 흩어질 수 있다.The amide reaction according to the present invention may further include a heat treatment, wherein the temperature range is from 120 deg. C to 240 deg. C, preferably from 140 deg. C to 220 deg. C, more preferably from 160 deg. C to 210 deg. It is not limited. When the reaction temperature is less than 120 degrees Celsius, crosslinking of the unbound carbon nanotube fibers can not be formed well. If the reaction temperature is more than 240 degrees Celsius, the carbon nanotube fibers may be scattered due to the high temperature.

이하, 본 발명에 따른 에스테르화 반응을 이용한 실시예를 통해 상세히 설명한다. 그러나 이하의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 이하의 실시예에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments using the esterification reaction according to the present invention will be described in detail. However, the following examples are intended to illustrate the present invention and the scope of the present invention is not limited by the following examples.

<실시예 1>&Lt; Example 1 >

1) 실험 방법1) Experimental method

① 미결합 탄소나노튜브 섬유의 합성① Synthesis of Unbound Carbon Nanotube Fibers

1135℃ 온도의 전기로에 탄소 공급원인 메탄을 3.3 x 10-3 mol min-1의 속도로 주입했다. 이때, 촉매인 페로센(ferrocene)을 5.4 x 10-4 mol min-1, 활성제인 싸이오펜(thiophene)을 3.5 x 10-4 mol min-1, 수소 가스를 1.8 x 10-2 mol min-1의 속도로 함께 주입하여, 미결합 탄소나노튜브 섬유를 합성했다. The carbon source of methane was injected into the electric furnace at 1135 ℃ at a rate of 3.3 × 10 -3 mol min -1 . At this time, the catalyst, ferrocene, thiophene, hydrogen, and hydrogen were activated at 5.4 × 10 -4 mol min -1 , 3.5 × 10 -4 mol min -1 , 1.8 × 10 -2 mol min -1 , Speed to synthesize unbonded carbon nanotube fibers.

② 산 처리② Acid treatment

산 처리에는 98%의 황산과 70% 질산을 각각 15ml, 5ml을 혼합한 용액을 사용하였다.For the acid treatment, a mixture of 15 ml and 5 ml of 98% sulfuric acid and 70% nitric acid, respectively, was used.

합성된 미결합 탄소나노튜브 섬유를 도 1과 같이, 쿼츠 보트에 올려놓고, 뒤집어서 미리 제조한 황산 및 질산 혼합 용액에 함침시켰다. 한 시간 후, 미결합 탄소나노튜브 섬유를 꺼내어, 아세톤으로 씻어주면서 표면의 산 용액을 제거했다.The synthesized unbound carbon nanotube fibers were placed on a quartz boat as shown in Fig. 1 and impregnated in a mixed solution of sulfuric acid and nitric acid prepared in advance. After one hour, the unbound carbon nanotube fibers were taken out and rinsed with acetone to remove the acid solution on the surface.

③ 에스테르화 반응③ Esterification reaction

에스테르화 반응에 사용될 알코올을 포함하는 링커로, 1,5-펜탄다이올 10mL을 사용하였으며, 촉매로 98% 황산 100μL를 혼합하여 알코올 용액을 만들었다.10 mL of 1,5-pentanediol was used as a linker containing an alcohol to be used in the esterification reaction, and 100 μL of 98% sulfuric acid as a catalyst was mixed to prepare an alcohol solution.

산 처리된 미결합 탄소나노튜브 섬유를 알코올 용액에 10분간 함침시킨 후 꺼냈다.The acid-treated unbound carbon nanotube fibers were impregnated in an alcohol solution for 10 minutes and taken out.

④ 열처리④ Heat treatment

에스테르화 반응이 끝난 미결합 탄소나노튜브 섬유를 아르곤 기체 분위기의 200℃의 가열로에 흘려주면서 열처리를 했다. 1시간 후, 가교 결합된 탄소나노튜브 섬유를 아세톤으로 씻어주며, 1,5-펜탄다이올을 제거하였다. The unesterified carbon nanotube fibers that had undergone the esterification reaction were heat-treated while being flowed into a heating furnace at 200 ° C in an argon gas atmosphere. After 1 hour, the cross-linked carbon nanotube fibers were rinsed with acetone and 1,5-pentanediol was removed.

2) 결과 분석2) Analysis of results

① 투과 전자 현미경(Transmission Electron Microscopy) 분석Transmission Electron Microscopy Analysis

도 2의 (a)는 본 발명에 따른 미결합 탄소나노튜브 섬유에 산 처리를 하여 카르복시기를 형성하는 과정이며, 도 2의 (b)는 카르복시기와 알코올의 반응인 에스테르화 반응이 이루어지는 과정의 모식도를 나타낸 것이다.FIG. 2 (a) is a process of forming a carboxyl group by subjecting the unbound carbon nanotube fibers according to the present invention to an acid treatment, and FIG. 2 (b) is a schematic diagram of a process in which an esterification reaction as a reaction between a carboxyl group and an alcohol is performed .

도 3은 본 실시예에 따라 실시한 실험이, 도 2의 (a)와 같이 미결합 탄소나노튜브가 산 처리를 통해 불순물이 제거되었는지 확인하기 위해, 투과 전자 현미경으로 관찰한 사진이다.FIG. 3 is a photograph of the untreated carbon nanotube observed with a transmission electron microscope in order to confirm whether the impurity was removed through acid treatment as shown in FIG. 2 (a).

도 3의 (a)는 도 3의 (a)는 산 처리 이전의 미결합 탄소나노튜브 섬유이며, 도 3의 (b)는 산 처리 이후의 미결합 탄소나노튜브 섬유를 도시한 것이다.FIG. 3 (a) is an unbonded carbon nanotube fiber before the acid treatment, and FIG. 3 (b) shows unbound carbon nanotube fibers after the acid treatment.

도 3의 (a)와 (b)를 비교해볼 때, 도 3의 (a)에서 존재하던 철 입자가 도 3의 (b)에서는 사라지는 것을 확인할 수 있으며, 미결합 탄소나노튜브를 감싸고 있는 무정형 탄소 또한 제거된다는 것을 확인할 수 있다. 이를 통해, 산 처리가 미결합 탄소나노튜브 섬유에 존재하는 불순물을 효과적으로 제거한다는 것을 확인할 수 있다.3 (a) and 3 (b), it can be seen that the iron particles that were present in FIG. 3 (a) disappeared in FIG. 3 (b), and the amorphous carbon surrounding the unbound carbon nanotubes It can also be confirmed that it is removed. Thus, it can be confirmed that the acid treatment effectively removes the impurities present in the unbound carbon nanotube fibers.

② 라만 분광법(Raman Spectroscopy) 분석② Raman spectroscopy analysis

도 4는 본 실시예에 따라 실시한 실험에서, 미결합 탄소나노튜브 섬유(‘Pristine’으로 표기), 산 처리 이후의 미결합 탄소나노튜브 섬유(‘Acid treated’로 표기), 에스테르화 반응 이후 가교 결합된 탄소나노튜브 섬유(‘Cross-linked’로 표기)에 존재하는 탄소의 구조 변화를 라만 분광법으로 확인한 것이다.FIG. 4 is a graph showing the results of experiments conducted in accordance with the present embodiment, showing that unbound carbon nanotube fibers (labeled 'Pristine'), unbound carbon nanotube fibers after acid treatment (labeled 'Acid treated'), Raman spectroscopy confirms the structural change of carbon in bonded carbon nanotube fibers ('cross-linked').

탄소 소재의 가장 특징적인 라만 피크는 sp2 탄소에서 관찰되는 G-band (1580 cm-1)와 sp3 탄소에서 관찰되는 D-band (1350 cm-1)라고 할 수 있는데, 이 두 밴드의 강도 비율 (intensity ratio, IG/ ID)이 클수록 탄소나노튜브에 sp2 탄소가 sp3 탄소보다 상대적으로 많다고 할 수 있다.The most characteristic Raman peak of a carbon material is may be referred to as D-band (1350 cm-1 ) observed at the sp 3 carbon and G-band (1580 cm-1 ) observed in a sp 2 carbon, the strength of these two bands The larger the ratio (intensity ratio, IG / ID), the more sp 2 carbon in carbon nanotubes is said to be relatively larger than sp 3 carbon.

도 4에서 도시된 것과 같이, 산 처리를 거쳤을 때 미결합 탄소나노튜브 섬유의 IG/ ID가 6.44에서 4.35로 줄어든 것을 확인할 수 있다. 이는, 산 처리로 인하여 미결합 탄소나노튜브 섬유에 카르복시기 등의 작용기가 생겼기 때문에 sp2 탄소가 sp3 탄소로 전환되었기 때문으로 볼 수 있다.As shown in FIG. 4, it can be seen that the IG / ID of the unbound carbon nanotube fibers decreased from 6.44 to 4.35 when subjected to an acid treatment. This can be attributed to the conversion of sp 2 carbon to sp 3 carbon because a functional group such as a carboxyl group was formed in the unbound carbon nanotube fiber due to the acid treatment.

③ 비강도의 측정③ Measurement of nasal cavity strength

산 처리 및 가교 결합을 통해 형성된 탄소나노튜브 섬유의 비강도 증가 효과를 확인하기 위해, 각각의 미결합 탄소나노튜브 섬유, 산처리된 미결합 탄소나노튜브 섬유 및 가교 결합된 탄소나노튜브 섬유의 Elongation (%), Force (cN), Linear Density (tex), Specific Strength (N/tex) 및 Modulus (N/tex)을 측정하였다. In order to confirm the effect of increasing the specific strength of the carbon nanotube fibers formed through the acid treatment and crosslinking, it is preferable that each unbound carbon nanotube fiber, acid-treated unconjugated carbon nanotube fiber and crosslinked carbon nanotube fiber elongation (N / tex) and modulus (N / tex) were measured.

Textechno Favimat 장비를 통해, 0.2 N의 load cell, 10-6 N의 resolution, Gauge length 는 10mm, elongation rate은 2mm/min로 비강도를 측정하였다. Through a Textechno Favimat instrument, the specific strength was measured at a load cell of 0.2 N, a resolution of 10 -6 N, a gauge length of 10 mm and an elongation rate of 2 mm / min.

표 1은 각 단계의 탄소나노튜브 섬유들의 해당 값을 각각 네 번씩 측정한 결과를 나타낸 것이다.Table 1 shows the results of four measurements of respective values of the carbon nanotube fibers at each step.

미결합 탄소나노튜브 섬유(‘pristine’으로 표기), 산 처리된 미결합 탄소나노튜브 섬유(‘acid-treated’으로 표기) 및 가교 결합된 탄소나노튜브 섬유(‘cross-linked’으로 표기)의 Elongation (%), Force (cN), Linear Density (tex), Specific Strength (N/tex) 및 Modulus (N/tex)Untreated carbon nanotube fibers (labeled 'pristine'), acid-treated unbound carbon nanotube fibers (labeled 'acid-treated'), and cross-linked carbon nanotube fibers Elongation (%), Force (cN), Linear Density (tex), Specific Strength (N / tex) and Modulus (N / ElongationElongation
(%) (%)
Force Force
(cN)(cN)
Linear DensityLinear Density
(tex)(tex)
Specific Strength Specific Strength
(N/tex)(N / tex)
ModulusModulus
(N/tex)(N / tex)
pristine-1pristine-1 3.093.09 1.721.72 0.040.04 0.40760.4076 31.38231.382 pristine-2pristine-2 3.243.24 1.731.73 0.050.05 0.36870.3687 28.21228.212 pristine-3pristine-3 4.34.3 1.941.94 0.040.04 0.43260.4326 29.41629.416 pristine-4pristine-4 3.423.42 1.941.94 0.060.06 0.30050.3005 22.01822.018 acid-treated-1acid-treated-1 1.91.9 1.311.31 0.150.15 0.08490.0849 8.5418.541 acid-treated-2acid-treated-2 4.674.67 1.781.78 0.120.12 0.15440.1544 9.4589.458 acid-treated-3acid-treated-3 3.23.2 1.31.3 0.080.08 0.16930.1693 11.63211.632 acid-treated-4acid-treated-4 1.541.54 1.471.47 0.150.15 0.0970.097 13.513.5 cross-linked-1cross-linked-1 4.564.56 5.755.75 0.060.06 1.02271.0227 47.57447.574 cross-linked-2cross-linked-2 3.713.71 5.185.18 0.050.05 1.00291.0029 49.22449.224 cross-linked-3cross-linked-3 4.694.69 5.595.59 0.050.05 1.12251.1225 47.5747.57 cross-linked-4cross-linked-4 2.932.93 4.494.49 0.050.05 0.83230.8323 46.07146.071

표 1에서 나타난 바와 같이, 각 단계별 비강도(Specific Strength (N/tex)) 및 영계수(Modulus (N/tex))의 수치를 확인해볼 때, 미결합 탄소나노튜브 섬유를 산 처리를 통해 불순물을 제거하면, 평균적으로 비강도가 급격히 감소하는 것을 볼 수 있다. 그러나 본 실험에 따른 에스테르화 반응으로 형성된 가교 결합을 통해 형성된 탄소나노튜브 섬유는, 산 처리 이전의 미결합 탄소나노튜브 섬유보다 비강도가 크게 향상되었고, 영계수 또한 평균적으로 크게 증가한 것을 볼 수 있었다.As shown in Table 1, when the numerical values of Specific Strength (N / tex) and Young's Modulus (N / tex) of each step are checked, unbound carbon nanotube fibers are treated with acid to remove impurities When removed, the nasal cavity strength decreases sharply on average. However, the carbon nanotube fibers formed through the cross-linking formed by the esterification reaction according to the present invention showed a significantly higher specific strength than that of unconjugated carbon nanotube fibers before the acid treatment, and the average Young's modulus also increased significantly.

즉, 탄소나노튜브를 꼬아서 생성한 ‘pristine’ 으로 표기된 미결합 탄소나노튜브 섬유는, 불순물 처리 후 비강도가 현저히 떨어지지만, 본 발명에 의한 가교 결합을 통해 형성된 탄소나노튜브 섬유는 산처리된 미결합 탄소나노튜브 섬유 뿐 아니라, 꼬아서 생성된 미결합 탄소나노튜브 섬유보다도 비강도가 향상되었음을 알 수 있었다. 이를 통해, 비강도가 작아 활용성이 적은 종래 기술에 비해, 탄소나노튜브 섬유의 활용성을 크게 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.That is, the unbonded carbon nanotube fibers marked with 'pristine' formed by twisting carbon nanotubes have significantly lowered their specific strength after impurity treatment, but the carbon nanotube fibers formed through cross-linking according to the present invention are acid treated It was found that the specific strength of the unbonded carbon nanotube fiber was improved as compared with the unbonded carbon nanotube fiber produced by twisting. As a result, it was confirmed that the utilization of the carbon nanotube fibers can be greatly improved as compared with the prior art in which the non-rigidity is small and the usability is low.

미결합 탄소나노튜브 섬유(‘pristine’으로 표기), 산 처리된 미결합 탄소나노튜브 섬유(‘acid-treated’으로 표기) 및 가교 결합된 탄소나노튜브 섬유(‘cross-linked’으로 표기)의 strain(%)에 따른 비강도(Specific Strength (N/tex)Untreated carbon nanotube fibers (labeled 'pristine'), acid-treated unbound carbon nanotube fibers (labeled 'acid-treated'), and cross-linked carbon nanotube fibers Specific Strength (N / tex) according to strain (%) strain(%)strain (%) pristinepristine acid-treatedacid-treated cross-linkedcross-linked 00 0.0066490.006649 0.0048160.004816 0.0054330.005433 0.20.2 0.0484830.048483 0.0258140.025814 0.0596050.059605 0.40.4 0.1040120.104012 0.0416930.041693 0.1530710.153071 0.60.6 0.1534420.153442 0.0526390.052639 0.2357510.235751 0.80.8 0.1919210.191921 0.062330.06233 0.3102150.310215 1One 0.2205750.220575 0.0716880.071688 0.377890.37789 1.2199991.219999 0.2451010.245101 0.0819010.081901 0.4475570.447557 1.4199991.419999 0.263350.26335 0.0911660.091166 0.5070680.507068 1.6199991.619999 0.279230.27923 0.1002390.100239 0.5634030.563403 1.8199991.819999 0.293280.29328 0.109560.10956 0.6173240.617324 2.0199992.019999 0.3058090.305809 0.1187310.118731 0.6676220.667622 2.2199992.219999 0.3172790.317279 0.1250220.125022 0.7152940.715294 2.4199982.419998 0.3279140.327914 0.1332590.133259 0.7606120.760612 2.6199982.619998 0.3380130.338013 0.1413370.141337 0.8039820.803982 2.8199982.819998 0.3476140.347614 0.1493540.149354 0.8449020.844902 2.9999982.999998 0.3558510.355851 0.1565030.156503 0.8797290.879729 3.2399983.239998 0.3662810.366281 0.922880.92288 3.3399983.339998 0.3705020.370502 0.9397890.939789 3.6199973.619997 0.9850530.985053 3.7999973.799997 1.0119631.011963 4.1999974.199997 1.065211.06521 4.3999974.399997 1.0883551.088355 4.6199974.619997 1.1114511.111451

도 5의 (a)는 표 1에서 측정된 비강도(Specific Strength (N/tex)) 수치를, 도 5의 (b)는 영계수(Modulus (N/tex))를, 표 2 및 도 5의 (c)는 표 1에서 측정된 각각의 가장 Specific Strength (N/tex) 값을 이용하여 strain(%)과 Specific Strength (N/tex) 값의 상관관계를 도시한 것이다. 5 (a) shows the specific strength (N / tex) value measured in Table 1, FIG. 5 (b) shows the Young's modulus (N / tex) (c) shows the correlation between strain (%) and Specific Strength (N / tex) values using the respective Specific Strength (N / tex) values measured in Table 1.

표 1 및 도 5의 (a) 내지 (c)에서 나타난 바와 같이, 미결합 탄소나노튜브 섬유는 산 처리에 의해 탄소나노튜브 섬유의 일부 파괴로 인해 비강도가 급격히 감소하지만, 산 처리로 인해 생성되는 작용기를 이용하여 가교 결합을 한 결과, 비강도 및 영계수가 증가함을 알 수 있다. 이러한 결과를 통해, 본 실시예를 통한 실험이 성공적으로 이루어졌으며, 카르복시기의 가교 결합으로 형성된 강한 공유결합이 탄소나노튜브 섬유의 비강도를 증가시킨다는 것을 확인할 수 있다. 이러한 결과는, 각 탄소나노튜브 섬유들의 무게가 유사하고, 에스테르화 반응으로 공유 결합된 탄소나노튜브 섬유의 비강도가 증가하였으므로, 인장강도 또한 증가한다고 해석할 수 있다. As shown in Table 1 and FIGS. 5 (a) to 5 (c), the unbonded carbon nanotube fibers show a sharp decrease in the specific strength due to partial destruction of the carbon nanotube fibers by the acid treatment, As a result of the cross-linking using the functional groups, the intrinsic strength and Young's modulus increase. From these results, it can be confirmed that the experiment through this example was successfully conducted, and that the strong covalent bond formed by the crosslinking of the carboxyl group increases the specific strength of the carbon nanotube fiber. These results indicate that the weight of each carbon nanotube fiber is similar and that the tensile strength also increases because the specific strength of the carbon nanotube fiber covalently bonded by the esterification reaction is increased.

본 발명에 따른 탄소나노튜브 섬유의 비강도를 향상시키는 방법은, 불순물이 제거된 탄소나노튜브 섬유를 이용하여, 종래의 방법보다 순수하며, 비강도 및 인장강도 또한 향상된 탄소나노튜브 섬유를 생성할 수 있다. 또한, 본 발명에 따라 형성된 가교 결합은 탄소나노튜브 섬유의 산 처리를 통해 생성된 작용기를 이용하기 때문에 간편할 뿐 아니라, 종래의 꼬아서 길게 형성된 탄소나노튜브 섬유보다 비강도 및 인장강도가 향상되기 때문에 보다 넓은 활용성을 기대할 수 있다. The method for improving the specific strength of the carbon nanotube fibers according to the present invention is a method for improving the specific strength of the carbon nanotube fibers by using the carbon nanotube fibers from which the impurities have been removed, . In addition, the cross-linking formed according to the present invention is not only simple because it uses the functional groups generated through the acid treatment of the carbon nanotube fibers, but also enhances the specific strength and tensile strength of the carbon nanotube fibers Therefore, it can be expected to have a wider utility.

전술한 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 예시로서, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양하게 변형하여 본 발명을 실시하는 것이 가능할 것이므로, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허 청구 범위에 의해 정해져야 할 것이다.The above-described embodiments are illustrative of the present invention, and the present invention is not limited thereto. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims.

Claims (17)

미결합 탄소나노튜브 섬유를 마련하는 단계;
상기 미결합 탄소나노튜브 섬유에 존재하는 불순물을 제거하면서 상기 미결합 탄소나노튜브 섬유에 작용기를 생성하는 단계;
상기 작용기를 가교 결합하여 비강도가 증가된 탄소나노튜브 섬유를 수득하는 단계;를 포함하고,
상기 가교 결합은 에스테르화 반응 및 아마이드 반응 중 어느 하나를 이용하여 수행되며,
상기 에스테르화 반응을 이용하여 수행되는 가교 결합은,
알코올을 추가하는 단계;를 포함하고,
상기 알코올은, 알코올을 포함하는 링커로부터 제공되며,
상기 아마이드 반응을 이용하여 수행되는 가교 결합은,
아민을 추가하는 단계;를 포함하고,
상기 아민은, 아민을 포함하는 링커로부터 제공되는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 섬유 제조 방법.
Providing unbonded carbon nanotube fibers;
Forming functional groups on the unbound carbon nanotube fibers while removing impurities present in the unbound carbon nanotube fibers;
And cross-linking the functional groups to obtain carbon nanotube fibers having increased specific strength,
The crosslinking is carried out using either an esterification reaction or an amide reaction,
The crosslinking, which is carried out using the esterification reaction,
Adding an alcohol,
Wherein the alcohol is provided from a linker comprising an alcohol,
The crosslinking, which is carried out using the amide reaction,
Adding an amine,
Wherein the amine is provided from a linker comprising an amine.
제1항에 있어서,
상기 미결합 탄소나노튜브 섬유의 마련은 에어로젤 방법, 포레스트 방법 및 솔루션 방법 중 어느 하나로 수행되는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 섬유 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the unconjugated carbon nanotube fibers are prepared by any one of an airgel method, a forest method, and a solution method.
제1항에 있어서,
상기 불순물 제거는 산 처리로 수행하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 섬유 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the impurity removal is performed by an acid treatment.
제3항에 있어서,
상기 산 처리는 황산 및 질산 중 적어도 어느 하나의 용액으로 수행되는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 섬유 제조 방법.
The method of claim 3,
Wherein the acid treatment is performed in a solution of at least one of sulfuric acid and nitric acid.
제3항에 있어서,
상기 산 처리를 통해 카르복시기를 생성하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 섬유 제조 방법.
The method of claim 3,
Wherein the carboxyl group is formed through the acid treatment.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 링커는 에틸렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄다이올, 1,5-펜탄다이올 및 1,6-헥산다이올 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 섬유 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the linker comprises at least one of ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol and 1,6-hexanediol. Fiber.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 링커는 에틸렌디아민 및 1,3-디아미노프로판 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 섬유 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the linker comprises at least one of ethylene diamine and 1,3-diaminopropane.
제1항에 있어서,
상기 미결합 탄소나노튜브를 가교 결합 후에, 열을 가하는 열처리 단계;
를 더 포함하며,
상기 열처리는 섭씨 120도 내지 240도 범위 이내에서 수행되는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 섬유 제조 방법.
The method according to claim 1,
A heat treatment step of applying heat after cross-linking the unbound carbon nanotubes;
Further comprising:
Wherein the heat treatment is performed at a temperature in the range of 120 to 240 degrees Celsius.
에어로젤 방법으로 합성되어 제조된 미결합 탄소나노튜브 섬유에 산 처리를 수행하는 단계;
상기 산 처리된 탄소나노튜브 섬유에 가교 결합제를 투입하는 단계; 및 투입하여 가교된 탄소나노튜브 섬유를 얻는 단계;및
상기 가교된 탄소나노튜브 섬유를 열처리하는 단계;
를 포함하고,
상기 가교 결합제는 알코올 및 아민 중 어느 하나를 포함하며,
상기 알코올은 상기 알코올을 포함하는 링커로부터 제공되고,
상기 알코올을 포함하는 링커는, 에틸렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄다이올, 1,5-펜탄다이올 및 1,6-헥산다이올 중 적어도 어느 하나를 포함하며,
상기 아민은 상기 아민을 포함하는 링커로부터 제공되고,
상기 아민을 포함하는 링커는, 에틸렌디아민 및 1,3-디아미노프로판 중 적어도 어느 하나를 포함하는 탄소나노튜브 섬유 제조 방법.
Performing acid treatment on unbonded carbon nanotube fibers synthesized by an airgel method;
Introducing a cross-linking agent into the acid-treated carbon nanotube fibers; And injecting to obtain cross-linked carbon nanotube fibers; and
Heat treating the cross-linked carbon nanotube fibers;
Lt; / RTI &gt;
Wherein the cross-linking agent comprises any one of an alcohol and an amine,
Wherein the alcohol is provided from a linker comprising the alcohol,
The linker containing the alcohol includes at least one of ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol and 1,6-hexanediol,
Wherein said amine is provided from a linker comprising said amine,
Wherein the amine-containing linker comprises at least one of ethylene diamine and 1,3-diaminopropane.
제12항에 있어서,
상기 산 처리를 통해, 상기 탄소나노튜브 섬유에 카르복시산 작용기를 생성하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 섬유 제조 방법.
13. The method of claim 12,
Wherein a carboxylic acid functional group is formed in the carbon nanotube fiber through the acid treatment.
삭제delete 삭제delete 제12항에 있어서,
상기 열처리는 섭씨 120도 내지 240도 범위 이내에서 수행되는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 섬유 제조 방법.
13. The method of claim 12,
Wherein the heat treatment is performed at a temperature in the range of 120 to 240 degrees Celsius.
삭제delete
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