To study the effects of the acid group of functionalized MWNT (multiwalled carbon nanotube) on the thermal and mechanical properties of polyacrylonitrile(PAN) nanofibers, acid (H2SO4 /HNO3) treated MWNT (O-MWNT) were further functionalized by diazonium salt reaction with 5- aminoisophthalic acid (IPA). Compared to O-MWNT, IPA-MWNT with isophthalic acid group showed a better dispersion stability in polar solvents and IPA-MWNT/PAN composite film displayed lower heat of reaction (ΔH ) than that of homo PAN when stabilized under air atmosphere. The continuous electrospun fibers were prepared using a conductive water bath. PAN fibers containing 1 wt% of IPA-MWNT showed an increase of tensile strength by 100% and tensile modulus by 240% compared to the PAN fibers without IPA-MWNT.

다중벽 탄소나노튜브(MWNT)의 표면이 산성기로 처리된 MWNT가 polyacrylonitrile(PAN) 섬유의 열적, 기계적 물성에 미치는 영향을 알아 보고자 질산, 황산으로 처리한 MWNT(O-MWNT)를 디아조늄염 반응을 이용하여 MWNT 표면에 이소프탈산(isophthalic acid)을 추가로 도입하였다. O-MWNT와 비교하여 볼 때 이소프탈산으로 처리된 MWNT(IPA-MWNT)가 극성용매 내에서 더 우수한 분산 안정성을 나타내었으며 이를 호모 PAN과 혼합하여 필름을 제조한 후 공기 중에서 열안정화 반응을 모사하였을 때 호모 PAN과 비교시 발열량이 감소하였다. PAN 공중합체와 IPA-MWNT를 혼합한 용액을 전도성 수조 콜렉터를 이용하여 전기방사를 한 결과 연속상의 배향된 섬유제조가 가능하였다. 1 wt%의 IPA-MWNT를 포함한 연속상의 전기방사된 PAN 섬유는 순수한 PAN 섬유와 비교하여 볼 때 인장강도가 100% 증가하였으며, 탄성률은 160% 증가되었다.

Keywords: polyacrylonitrile; carbon nanotubes; carbon fibers; electrospinning; mechanical properties.