탄소 섬유(Carbon Fiber)는 탄소 원자의 결정구조를 이용한 고강도 고기능성 섬유로 복합재료를 제작하는데 가장 주목 받고 있는 섬유이다. 근래에 이러한 탄소섬유의 이슈 중 환경 친화 성(Eco-friendly)가 대두되어 곳곳에서 Recycling의 의무화가 이루어지고 있다. 그 때문에 Recycle 된 탄소섬유를 이용하여 복합재료를 만드는 연구가 지속 되고 있다.[1,6]
복합재료를 이루는 고분자 Matrix의 경우 열경화성 고분자보다 열가소성 고분자를 사용하는 것이 생산성이 높아 많이 이용된다. 이 중 화학적, 물리적으로 뛰어난 폴리 페닐렌 설파이드 (PolyPhenylene Sulfide, PPS)를 이용하여 복합재료를 만들고자 한다. 해리기와 수초지기를 이용하여 습식부직포를 제조하고 핫프레스와 몰드를 이용하여 복합재료를 만들었다.[2]
폴리 페닐렌 설파이드 (PolyPhenylene Sulfide)는 고기능 열가소성 엔지니어링 플라스틱인 폴리 페닐렌 설파이드 수지를 섬유화한 것을 사용하였다. 이러한 폴리 페닐렌 설파이드 섬유는 내열성이 우수하고 상온에서 높은 강성을 가지며 전기적 성질, 화학적 성질이 좋아 탄소섬유와의 친화성이 좋다. 이 때문에 탄소섬유와 복합재료를 제조하게 된다면 여러 분야에 사용될 수 있을 것이라 예상된다.[2~3]
본 연구에서는 재생 탄소섬유와 PPS 섬유에 접착제를 첨가하고 각 섬유를 분산시켜 부직포를 제조한다. 그 후 핫프레스를 이용하여 복합재료를 만들고 그 특성에 대해 살펴보았다. 또한, 일반적인 유리섬유와 PPS 복합재료와 비교를 통해 어느 정도 효율을 가지는지, 유리섬유 복합재료를 대체 할 수 있을지에 대해 알아보았다. 본 연구에서 제작된 복합재료는 뛰어난 물리적 특성을 이용하여 금속 대체 자동차 재료 분야에 사용할 수 있을 것이라 예상된다.