CFRP 재활용 기술이 회수된 탄소 섬유의 물리적 특성에 미치는 영향
Effect of CFRP Recycling Techniques on the Physical Properties of Recovered Carbon Fibers
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초록
탄소섬유(CF)를 포함한 복합재의 사용이 증가함에 따라, 높은 제조 에너지 비용을 고려할 때 재활용은 환경적 지속가능성과 경제성 측면에서 필수적입니다. 본 연구는 열분해, 초임계유체(SCF), 과열증기(SHS), 화학적 산화 등 다양한 방법으로 회수된 재활용 탄소섬유(r-CF)의 표면 형상, 화학적 기능, 기계적 특성, 고분자 수지와의 계면 접착력 등을 비교 분석하였습니다. 그 결과, 화학적 산화는 산소 작용기를 효과적으로 도입하면서 구조 손상을 최소화하여 고온·고압 열처리보다 우수한 r-CF 특성을 유지하였고, 특히 에폭시 수지와의 계면 접착력을 향상시켰습니다. 이는 탄소섬유 복합재의 지속 가능한 재활용 전략 수립에 기여할 수 있습니다.
Abstract
As the use of carbon fiber (CF)-reinforced composites increases, recycling has become essential for both environmental sustainability and economic feasibility due to the high energy cost of CF production. This study systematically compared recycled CFs (r-CFs) obtained via pyrolysis, supercritical fluid (SCF), superheated steam (SHS), and chemical oxidation, analyzing surface morphology, chemical functionality, mechanical properties, and interfacial adhesion with polymer resins. Results showed that chemical oxidation effectively introduced oxygen functional groups while minimizing structural damage, preserving the mechanical and electrical properties of r-CFs better than high-temperature methods. Notably, it significantly enhanced interfacial adhesion with epoxy resin. These findings contribute to sustainable recycling strategies for CFRP waste.