철도차량용 폐 복합소재에서의 탄소섬유 회수

초록

고분자 물질을 적용하여 제조되는 복합재료에는 크게 PEEK와 같은 열가소성 수지(thermoplastic resin)를 적용한 것과 에폭시, 페놀 및 폴리에스터와 같은 열경화성 수지(thermoset resin)를 적용한 것 이 있다. 가열하면 연화하여 가소성을 나타내고 냉각하면 경화되는 성질을 가진 열가소성 수지는 재활 용이 용의하지만, 기계적 특성이 우수하지 못하여 그 용도가 제한적이다. 산업현장에 많이 적용되고 있 는 열경화성 수지는 열가소성 수지에 비해 기계적 특성이 우수하고 재료의 가공성이 양호하여 여러 형 태의 복합소재로 제조되어 널리 사용되고 있다. 높은 기계적 특성을 필요로 하지 않는 분야에 사용되는 유리섬유 강화 폴리에스터 복합재료에서 항공 우주 산업에 중요하게 사용되는 탄소섬유 보강 에폭시 복 합재료에 이르기까지 유럽에서만 약 1 백만 톤의 복합재료가 매년 제조되고 있는 실정이다. 그러나 열경 화성 수지의 경우 일단 고화되면 재가열하여도 연화되지 않는 특징이 있기 때문에, 열경화성 수지를 사 용한 복합재료는 재활용이 매우 어려워 환경적인 부담을 피할 수 없는 실정이다. 기본적으로 가교 결합을 가진 열경화성 수지들은 용해되거나 용융되지 않기 때문에, 이들 수지들의 일반화된 재활용 방법은 현재까지 거의 없는 실정이다. 그러나 에폭시 수지는 강한 산과 알칼리에 다소 약하다는 점이 알려져 있기 때문에, 이를 이용한 복합소재의 재활용 연구는 몇 가지 방법으로 시도되고 있다.