신기술: 원유 찌꺼기 제조 저비용 탄소섬유 과정에서 역할 발휘

우리가 알고 있는 탄소섬유 복합재료는 일반적으로 탄소섬유와 에폭시 접착제를 짜서 구성한다.물론 이런 재료는 왕왕 매우 비싸다.폴리아크릴로니트릴 (섬유로 짜는 데 일반적으로 사용되는 전체 화학품) 자체가 상당히 비싸기 때문이다.그래서 과학자들은 더 비용 효율적인 탄소 섬유의 공급원을 찾고 있습니다.　　

원유를 가공하면 지저분한 부산물이 많이 남는다.새로운 연구에 따르면 그 중 몇 가지 물질은 저비용 탄소 섬유를 만드는 데 사용될 수 있으며, 나아가 더 낮은 비용의 탄소 섬유 복합 재료를 만드는 데 사용될 수 있다.

앞서 고려했던 후보물질 중 하나는 아스팔트질로 불리는 분자물질이다.그것들은 원유의 성분으로 정련 과정에서 원유에서 분리된다.이름에서 알 수 있듯이 그들은 아스팔트 생산과 기타 용도로 쓰인다.

비록 이 섬유는 쉽게 끊어지지만, 그것들도 탄소 섬유로 방적할 수 있다.방사 과정의 마지막 열처리 단계 (이 중 아스팔트 섬유가 탄화) 이후 섬유 생산량도 상대적으로 낮다.

이러한 단점을 고려하여 사우디 아라비아의 킹 압둘라 과학 기술 대학 (KAUST)의 Mani Sarathy교수와 그의 동료들은 최근 또 다른 원유 가공 부산물인 수지를 연구했다.

Sarathy 연구소의 연구원 Edwin Guevara Romero앞서 석유 찌꺼기에 대한 연구에서 수지가 아스팔트질 분자를 안정시켜 강력한 분자 친화력을 부각한다는 사실이 밝혀졌다며 아스팔트질과 수지를 혼합하면 탄소섬유 생산에 쓰이는 협동 원료가 나올 수 있다고 추정했다.

실험실 테스트에서 이 아스팔트질-수지 혼합물은 단독 아스팔트질보다 유동성이 더 좋기 때문에 더 낮고 에너지 효율적인 온도에서 실을 짤 수 있다는 것을 발견했다.탄화 후에도 섬유가 잘 끊어지지 않아 기존 중고강도 각방향 동성 탄소섬유와 성능이 비슷하다.

또 아스팔트질과 수지를 수집하면 남은 원유 가공 잔여물을 쉽게 처리할 수 있다.

　　Sarathy 이어 "전통적으로 석유 찌꺼기는 도로 포장 등 매우 낮은 가치의 용도로 사용돼왔다"며 "가장 무거운 아스팔트질과 수지를 추출해 고가치 탄소섬유 제조에 사용하고 남은 잔유도 더 깨끗한 연료나 가치 있는 소분자로 더 쉽게 가공해 이 공정의 경제성을 더욱 높일 수 있다"고 밝혔다.