Characterization of Carbonized MDF by Scanning Electron Microscopy and X-ray diffraction

As a fundamental study to develop absorbing materials on harmful volatile organic compounds (VOC) such as formaldehyde, structural and crystalline characteristics of MDF carbonized at different temperatures were examined by a scanning electron microscope and an X-ray diffraction method. Fibers in surface layer of MDFs showed more compressed morphology than those in middle layer of MDFs, but the porosity of MDFs increased with increasing the carbonized temperature. The wrinkle shape was frequently surfaces of cell walls was more severe than that at the lumina of cells. The shape of pits in the fibers of carbonized MDFs were hardly changed. The cell walls of MDFs carbonized at $400^{\circ}C$ and over showed an amorphous-like structure without cell layering. X-ray diffratograms from the MDFs carbonized at $400^{\circ}C$ showed a trace of crystalline cellulose. On the other hand, an amorphous diffraction pattern from carbons was obtained with the MDFs carbonized at $1,000^{\circ}C$.

주사전자현미경 및 X선회절법에 의한 탄화 MDF의 특성

포름알데히드 등 유해 휘발성유기화합물(VOC)의 제거성능을 지닌 MDF 탄화보드를 개발하기 위한 기초연구의 일환으로 MDF를 여러 온도에서 탄화하여 주사전자현미경법 및 X선회절법에 의하여 특성을 조사하였다. 주사전자현미경 관찰 결과, 탄화 된 MDF의 내층부 보다 표층부에서, 측면내층부에 비해 측면표층부에서 압착된 섬유의 형태가 나타났으며, 다수의 이물질도 관찰되었다. 그러나 탄화온도가 상승함에 따라서 이물질이 제거되었고 공극의 증가가 관찰되었다. 섬유벽 표면과 내강측에서 주름형태가 관찰되었고 세포내강측 보다 외부 표면의 주름형태가 더욱 뚜렷하였다. 또한 벽공의 손상은 크지 않았고 벽공이 존재하는 부위에서 주름형태가 적게 나타났다. X선회절 결과, 셀룰로오스 결정은 탄화온도 $400^{\circ}C$에서 배향성을 잃으며 붕괴되었으나 약간의 결정성은 남아있는 것이 확인되었다. 그러나, $1,000^{\circ}C$에서 탄화한 MDF는 셀룰로오스 결정이 모두 붕괴되었고 탄소원자에 의한 비결정성 회절강도곡선을 나타내었다.