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고속방사 폴리에스테르섬유의 구조 해명

전문가 제언: ○ 결정성고분자 섬유로부터 얻어지는 광각 X-선 회절(WAXD) 패턴은 미결정이 분자사슬 축 방향을 향해서 원통 대칭으로 배열된 것을 말하는 것으로서 일축 패턴의 특징을 나타낸다. 그러나 섬유구조란 용어가 미결정들로 구성되는 고차구조만을 포함하는 것은 아니며 일반적인 WAXD 측정으로부터 얻어지는 섬유도형의 구조보다도 큰 크기의 고차구조까지 포함하는 경우가 많다.

○ 섬유구조에 관한 모델들이 고분자의 개념이 확립되기 전에 이미 제창된 바 있는데 그 중에서 1965년 Pennings 등에 의해 발견된 신장된 사슬의 결정이 여러 장의 라멜라 정을 관통하는 구조를 가지고 있는 시시커밥 구조는 넓은 형성조건 하에서 다양한 합성고분자에서 형성되는 것으로 알려져 있다.

○ 1950년대에 PET가 상업화된 이래 폴리에스테르섬유는 대표적인 합성섬유로 널리 보급되어 있으며 합성섬유로 현재도 압도적인 생산량을 자랑하고 있으나 근래 고강도화를 중심으로 하는 물성향상을 위한 시도가 되고 있다. 그러나 섬유의 물성향상을 위해서는 이에 직접적으로 관계되는 구조의 제어가 요구되고 있으나 결정화 기구에 대한 파악이 아직은 충분하지 않은 실정이다.

○ 본고에서는 방사 중의 신장이 보다 발달된 섬유구조 발현에 기여할 것으로 기대되는 고속방사법에 의해 제조되는 폴리에스테르섬유의 섬유구조 해명을 목적으로 시시커밥 구조의 생성에 관련된 결과를 소개하고 있다.

○ 고속방사 폴리에스테르 섬유의 구조를 시각적으로 해명하는 방법으로 표면 에칭, 표면 레플리카, 주사전자현미경, 원자간력현미경법, 투과형 전자현미경법 등을 조합하고 또한 TEM에 의한 직접관찰이 가능한 두께의 박막을 고속방사 모델시료로 제작하여 폴리에스테르섬유의 고속방사에서의 라멜라정의 생성과 시시커밥 구조의 형성을 밝히고 있다. 이러한 구조와 관련된 지견은 고부가가치 섬유제품의 개발을 위하여 실용적인 가치가 매우 큰 자료를 제공하고 있다.

저자: TAIYO YOSHIOA, YUTAKA KAWAHARA , MASAKI TSUJI
자료유형: 학술정보