KR101627016B1 - Highly dispersible carbon nano structures and method for preparation thereof, and polymer composite comprising the carbon nano structures - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고분산성 탄소나노구조체와 그 제조방법 및 고분산성 탄소나노구조체를 포함하는 고분자 복합체에 관한 것으로, 본 발명에 따른 고분산성 탄소나노구조체는 탄소나노구조체 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부의 친수성 고분자가 함침되어 있는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 고분산성 탄소나노구조체는 고분자 매트릭스 내에서 분산성이 우수하여 높은 도전성과 기계적 강도를 갖는 고분자 복합체를 제조할 수 있고, 고분자 매트릭스에 고배합이 가능하므로 공업적 이용가치가 매우 높다.The present invention relates to a highly dispersible carbon nanostructure, a method for producing the same, and a polymer composite including a highly dispersible carbon nanostructure. The highly dispersible carbon nanostructure according to the present invention comprises 0.1 to 10 parts by weight Characterized in that a hydrophilic polymer is impregnated. The highly-dispersible carbon nanostructure of the present invention is excellent in dispersibility in a polymer matrix and can produce a polymer composite having high conductivity and mechanical strength, and can be highly compounded in a polymer matrix, and thus has a very high industrial value.
Description
본 발명은 고분산성 탄소나노구조체와 그 제조방법 및 고분산성 탄소나노구조체를 포함하는 고분자 복합체에 관한 것이다.
The present invention relates to a highly dispersible carbon nanostructure, a method for producing the same, and a polymer composite including a highly dispersible carbon nanostructure.
탄소나노구조체(carbon nanostructures, CNS)는 나노튜브, 나노파이버, 풀러렌, 나노콘, 나노호른, 나노로드 등 다양한 형상을 갖는 나노크기의 탄소구조물을 지칭하며, 여러 가지 우수한 성질을 보유하기 때문에 다양한 기술분야에서 활용도가 높다. Carbon nanostructures (CNS) refer to nano-sized carbon structures with various shapes such as nanotubes, nanofibers, fullerenes, nanocons, nanohorns, and nanorods. Because of their various properties, It is highly utilized in the field.
대표적인 탄소나노구조체인 탄소나노튜브(Carbon Nanotube,"CNT")는 1991년 이지마 박사의 발견 이래 나노 크기의 소재로서 많은 연구가 진행되어 왔는데, 하나의 탄소가 다른 탄소원자와 육각형 벌집 무늬로 결합되어 튜브 형태를 이루고 있고, 튜브의 직경이 나노미터 수준으로 극히 작아서 특유의 전기화학적 특성을 나타낸다.Carbon nanotubes ("CNTs"), which are typical carbon nanostructures, have been investigated as nano-sized materials since Dr. Ijima's discovery in 1991, when one carbon is combined with other carbon atoms into hexagonal honeycomb patterns The tube is in the form of a tube, and the diameter of the tube is extremely small to the nanometer level, and exhibits unique electrochemical characteristics.
CNT는 통상 직경이 1 내지 100나노미터(nm)이고, 길이는 수 나노미터(nm)부터 수십 마이크로미터(㎛)인, 높은 종횡비(aspect ratio)를 갖는 탄소재료이다. 탄소나노튜브는 탄소 원자 1개가 3개의 다른 탄소 원자와 결합되어 이루어진 벌집모양의 평면형 탄소구조가 말려서 튜브모양을 하고 있다. 탄소나노튜브에는 여러 가지 종류가 있는데, 나노튜브를 구성하는 벽의 개수에 따라서 다중벽 나노튜브(multi-walled nanotube, MWNT)와 단일벽 나노튜브(sigle-walled nanotube)로 분류될 수 있다. 이 중 2개 이상의 벽으로 이루어진 나노튜브를 다중벽 나노튜브라고 하고, 1개의 벽만으로 이루어진 나노튜브를 단일벽 나노튜브라고 한다.CNTs are carbon materials having a high aspect ratio, usually having a diameter of 1 to 100 nanometers (nm) and a length of several nanometers (nm) to several tens of micrometers (占 퐉). Carbon nanotubes have a tubular shape with a honeycomb flat carbon structure in which one carbon atom is combined with three other carbon atoms. There are many types of carbon nanotubes, which can be classified as multi-walled nanotubes (MWNTs) and single-walled nanotubes, depending on the number of walls constituting the nanotubes. Two or more of the walled nanotubes are referred to as multi-walled nanotubes, and single-walled nanotubes are referred to as single-walled nanotubes.
이러한 CNT는 높은 전기 전도성, 열적 안정성, 인장 강도 및 복원성을 가지고 있으므로, 다양한 복합재료의 첨가제로 활용되고 있다. 복합재료의 첨가제로 CNT가 사용되는 경우, CNT 다발이 얼마나 균일하게 분산되어 있는지가 매우 중요한 요소이다. 폴리카보네이트/탄소나노튜브 복합재료의 경우 역시 고분자 매트릭스(matrix)에 탄소나노튜브가 얼마나 균일하게 분산되어있는지에 따라 복합체의 물성이 달라진다. 하지만, CNT는 직경에 비하여 상대적으로 길이가 길고, 탄소나노튜브 상호 간의 인력이 강하므로 고분자에 대하여 매우 낮은 분산도를 갖는다는 문제가 있다. These CNTs have high electrical conductivity, thermal stability, tensile strength and resilience, and thus are used as additives for various composites. When CNT is used as an additive for composites, how uniformly the CNT bundles are dispersed is a very important factor. In the case of the polycarbonate / carbon nanotube composite material, the physical properties of the composite vary depending on how uniformly the carbon nanotubes are dispersed in the polymer matrix. However, there is a problem that CNTs have a relatively long length as compared with their diameters, and very strong dispersion of carbon nanotubes.
이러한 문제를 해결하기 위하여 산업적으로 이용되는 종래의 기술 중 하나는 질산, 황산 또는 이들의 혼합 용액에 CNT를 함침시켜 표면을 산화시킴으로써 탄소나노튜브의 분산도를 증가시키는 기술이었다. 다만, 이러한 기술에서는 산 용액을 제조 공정에 사용하므로 안전문제 또는 환경문제 등과 같은 다양한 문제가 발생하며, 대량생산하는 경우 공정안정성을 확보하기 어려운 문제점이 있다.One of the conventional techniques used industrially to solve this problem is to increase the degree of dispersion of carbon nanotubes by oxidizing the surface by impregnating CNT into nitric acid, sulfuric acid or a mixture thereof. However, in such a technique, various problems such as a safety problem or an environmental problem arise because an acid solution is used in the production process, and there is a problem that it is difficult to ensure process stability in mass production.
한편, 폴리카보네이트(polycarbonate)는 엔지니어링 플라스틱의 일종으로 투명하면서도 기계적 강도 및 충격강도가 뛰어날 뿐만 아니라 높은 내열성을 가지고 있어 다양한 분야에서 널리 사용되고 있으며, 특히 전자제품의 하우징 소재로서 각광받고 있다. 전자제품의 하우징 소재는 전자파 차폐 성능이 요구되는 경우가 있는데, 특히 핸드폰 케이스와 같이 전자파 발생이 많은 전자기기의 하우징으로 사용되는 소재에서는 전자파 차폐 성능이 기계적 강도와 더불어 반드시 필요한 물성이 된다. 고분자 재질의 소재에 전자파 차폐성능을 부가하기 위한 기술은 고분자 수지 내에 전자파 차폐기능을 할 수 있는 무기물질 또는 탄소계 물질을 첨가하는 것이지만, 이러한 경우 소재의 성형성이 낮아지는 문제점을 가지고 있다. 따라서, 최근에는 고분자 수지에 탄소나노튜브를 소량으로 첨가하여 우수한 전자파 차폐성능과 성형성을 동시에 만족시키기 위한 연구가 진행되고 있다.On the other hand, polycarbonate is a kind of engineering plastic, which is transparent, has excellent mechanical strength and impact strength, and has high heat resistance, and is widely used in a variety of fields, and is particularly popular as a housing material for electronic products. The housing material of the electronic product is required to have electromagnetic shielding performance. Especially in the case of a material used as a housing of an electronic device such as a mobile phone case which generates a large amount of electromagnetic waves, the electromagnetic wave shielding performance becomes a necessary physical property in addition to the mechanical strength. A technique for adding electromagnetic wave shielding performance to a polymer material is to add an inorganic substance or a carbonaceous substance capable of shielding electromagnetic wave in the polymer resin, but in this case, the moldability of the material is lowered. Therefore, in recent years, studies have been made to add carbon nanotubes to a polymer resin in a small amount to satisfy excellent electromagnetic wave shielding performance and moldability at the same time.
특허문헌 1은 폴리카보네이트와 탄소나노튜브를 용매에 용해하여 예비복합체를 형성한 다음 이를 다시 폴리카보네이트 수지와 압출기에서 혼합하여 고분자/탄소나노튜브 복합체를 제조하는 방법을 개시한다.
특허문헌 2는 중합체 매트릭스내 분산성이 향상된 CNT 분말 조성물을 제조하는 방법에 관한 것으로서, CNT에 비해 과량의 아크릴산을 CNT에 용액 상태로 분무하여 혼입시킨 후 가열하거나, 아크릴산을 개시제와 함께 CNT에 적가한 가열하여 폴리아크릴산을 형성하거나, 아크릴산 증기를 흡착시킨 후 열처리하는 방법 등에 의해 얻은 CNT 분말조성물을 다양한 중합체와 혼합하여 전도성이 향상된 고분자 복합체를 제조한 예를 개시한다. Patent Document 2 is directed to a method for producing a CNT powder composition having improved dispersibility in a polymer matrix, wherein an excessive amount of acrylic acid is injected into a CNT in a solution state in comparison with CNT and mixed and heated, or acrylic acid is added dropwise to CNT together with an initiator A CNT powder composition obtained by heating a polyacrylic acid or adsorbing an acrylic acid vapor followed by a heat treatment is mixed with various polymers to produce an improved polymer composite having improved conductivity.
특허문헌 3은 고분자-탄소나노튜브 복합입자의 제조방법에 관한 것으로서, 초음파 가진기를 이용하여 CNT와 고분자를 용매 중에 분산시킨 현탁액을 분무장치를 이용하여 액정 상태로 한 후 건조하여 상기 복합입자를 제조하는데, CNT와 고분자의 중량비는 0.01:1 내지 0.1:1로 되어 있다. Patent Document 3 relates to a method for producing a polymer-carbon nanotube composite particle, wherein a suspension in which a CNT and a polymer are dispersed in a solvent using an ultrasonic vibrator is converted into a liquid crystal state by using a spraying device, , And the weight ratio of CNT to polymer is 0.01: 1 to 0.1: 1.
특허문헌 4는 비수용성 용제에 열가소성 수지를 용해한 수지 바인더 용액과, 상기 열가소성 수지 100중량부에 대해 100~1500 중량부에 상당하는 탄소나노튜브를 물에 현탁시킨 현탁액을 혼합 교반하여 탄소나노튜브 고배합 수지조성물을 얻고 이를 기체(base) 수지와 배합하여 고분자 복합체를 제조하는 방법을 개시한다. 이때 바인더 수지로는 폴리에틸렌, 폴리비닐클로라이드를 사용하였으며 기체 수지는 ABS를 사용한 예를 개시한다.
In Patent Document 4, a resin binder solution in which a thermoplastic resin is dissolved in a non-aqueous solvent and a suspension in which 100 to 1500 parts by weight of carbon nanotubes are dispersed in water in 100 parts by weight of the thermoplastic resin are mixed and stirred to form carbon nanotubes A method for producing a polymer composite by obtaining a blended resin composition and blending it with a base resin is disclosed. At this time, polyethylene and polyvinyl chloride were used as the binder resin, and ABS resin was used as the gas resin.
본 발명은 전술한 바와 같은 연구의 일환으로, 보다 간단하면서도 효율적인 공정으로 고분자 매트릭스에 대한 분산성이 향상된 탄소나노구조체, 특히 입자가 단단하여 고분자 매트릭스내에 분쇄 및 분산되기 어려운 탄소나노구조체의 분산성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 방법을 제공하고자 한다.
The present invention relates to a carbon nanostructure having improved dispersibility in a polymer matrix by a simpler and more efficient process, and more particularly, to a carbon nanostructure in which the particle is hard and the carbon nanostructure, which is difficult to be pulverized and dispersed in a polymer matrix, And to provide a way to dramatically improve it.
본 발명은 상기 과제를 달성하기 위하여, 탄소나노구조체 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부의 친수성 고분자를 함침시켜 얻은 고분산성 탄소나노구조체를 제공한다. The present invention provides a highly-dispersible carbon nanostructure obtained by impregnating 0.1 to 10 parts by weight of a hydrophilic polymer with respect to 100 parts by weight of a carbon nanostructure.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 탄소나노구조체는 나노튜브, 나노파이버, 카본블랙, 풀러렌, 나노콘, 나노호른 또는 나노로드일 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, the carbon nanostructure may be a nanotube, a nanofiber, a carbon black, a fullerene, a nanocone, a nanohorn, or a nanorod.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 친수성 고분자는 아크릴산 중합체, 아크릴레이트 중합체, 셀룰로오스 중합체 또는 폴리비닐피롤리돈일 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, the hydrophilic polymer may be an acrylic acid polymer, an acrylate polymer, a cellulose polymer or a polyvinyl pyrrolidone.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 친수성 고분자의 중량평균분자량은 1,000 ~ 3,000,000 일 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, the weight average molecular weight of the hydrophilic polymer may be 1,000 to 3,000,000.
본 발명의 더욱 바람직한 실시예에 따르면, 상기 탄소나노구조체는 평균 직경 10 ~ 20 nm, 어스펙트비 50 이상, 벌크밀도 0.15 ~ 0.25 g/㎤ 인 탄소나노튜브일 수 있다. According to a more preferred embodiment of the present invention, the carbon nanostructure may be a carbon nanotube having an average diameter of 10 to 20 nm, an aspect ratio of 50 or more, and a bulk density of 0.15 to 0.25 g / cm 3.
본 발명은 또한, The present invention also relates to
1) 탄소나노구조체 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부의 친수성 고분자를 용매에 용해시키는 단계; 1) dissolving 0.1 to 10 parts by weight of a hydrophilic polymer in a solvent based on 100 parts by weight of the carbon nanostructure;
2) 상기 친수성 고분자가 용해된 용액에 탄소나노구조체 100 중량부를 투입교반하여 상기 탄소나노구조체에 친수성 고분자를 함침시키는 단계; 및2) adding 100 parts by weight of the carbon nano structure to the solution in which the hydrophilic polymer is dissolved and stirring to impregnate the carbon nanostructure with the hydrophilic polymer; And
3) 상기 용매를 제거하는 단계를 포함하는, 고분산성 탄소나노구조체 제조 방법을 제공한다. 3) removing the solvent. The present invention also provides a method for producing a highly-dispersible carbon nanostructure.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 용매는 탄소나노구조체 중량의 2 ~ 4배의 양으로 사용할 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, the solvent may be used in an amount of 2 to 4 times the weight of the carbon nanostructure.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 용매는 물, 에탄올, 아세톤 또는 이들의 혼합물일 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, the solvent may be water, ethanol, acetone or a mixture thereof.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 단계 2)의 함침은 상온에서 3 ~ 12 시간 동안 25 ~ 50 rpm으로 교반하여 실시될 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, the impregnation of step 2) may be carried out by stirring at room temperature for 3 to 12 hours at 25 to 50 rpm.
본 발명은 또한, 본 발명에 따른 고분산성 탄소나노구조체가 고분자 매트릭스에 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 고분자 복합체를 제공한다.The present invention also provides a polymer composite characterized in that the highly dispersible carbon nanostructure according to the present invention is dispersed in a polymer matrix.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 고분자 매트릭스는 폴리카보네이트, 나일론, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 이들의 혼합물일 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, the polymer matrix may be polycarbonate, nylon, polyester, polyethylene, polypropylene or a mixture thereof.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 고분산성 탄소나노구조체와 고분자 매트릭스의 중량비는 10 ~ 100:1 일 수 있다.
According to a preferred embodiment of the present invention, the weight ratio of the highly dispersible carbon nanostructure to the polymer matrix may be 10 to 100: 1.
본 발명의 고분산성 탄소나노구조체는 고분자 매트릭스 내에서 분산성이 우수하여 높은 도전성과 기계적 강도를 갖는 고분자 복합체를 제조할 수 있고, 고분자 매트릭스에 고배합이 가능하므로 공업적 이용가치가 매우 높다. 또한, 본 발명의 고분산성 탄소나노구조체의 제조방법은 상기한 바와 같은 우수한 특성을 갖는 탄소나노구조체를 높은 수율로 신속하게 제조할 수 있으며 친환경적인 장점이 있다.
The highly-dispersible carbon nanostructure of the present invention is excellent in dispersibility in a polymer matrix and can produce a polymer composite having high conductivity and mechanical strength, and can be highly compounded in a polymer matrix, and thus has a very high industrial value. In addition, the method for producing a highly-dispersible carbon nanostructure of the present invention can quickly produce carbon nanostructures having excellent properties as described above at a high yield, and is environmentally friendly.
도 1은 비교예 1, 실시예 1 및 2에 따른 고분자 복합체 표면의 SEM 이미지(x10K)이다.
도 2는 비교예 1, 실시예 1 및 2에 따른 고분자 복합체 표면의 SEM 이미지(x30K)이다.1 is an SEM image (x10K) of the surface of the polymer composite according to Comparative Example 1, Examples 1 and 2. Fig.
2 is an SEM image (x30K) of the surface of the polymer composite according to Comparative Example 1, Examples 1 and 2. Fig.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described more specifically.
본 발명의 고분산성 탄소나노구조체는 고분자 복합체 제조시에 고분자 매질에 분산되는 것으로, 탄소나노구조체 및 상기 탄소나노구조체 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 10 중량부의 양으로 함침된 친수성 고분자를 포함하여 이루어진다. 친수성 고분자의 함량은 바람직하게는 0.1 내지 8 중량부, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 5 중량부이다. 친수성 고분자의 함량이 0.1 중량부 미만이면 분산효과가 미미하고, 10 중량부를 초과하면 친수성 고분자가 탄소나노구조체에 코팅되는 양보다 친수성 고분자끼리 뭉치는 양이 많아지기 때문에 효과적인 친수성고분자-탄소나노구조체 응집체를 만들기 어렵다. The highly dispersible carbon nanostructure of the present invention is dispersed in a polymer medium at the time of preparing a polymer composite, and comprises a carbon nanostructure and a hydrophilic polymer impregnated in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the carbon nanostructure. The content of the hydrophilic polymer is preferably 0.1 to 8 parts by weight, more preferably 0.5 to 5 parts by weight. When the content of the hydrophilic polymer is less than 0.1 part by weight, the dispersing effect is insufficient. When the amount of the hydrophilic polymer is more than 10 parts by weight, the amount of the hydrophilic polymer aggregates more than the amount of the hydrophilic polymer is coated on the carbon nanostructure, It is difficult to make.
본 발명에 따른 고분산성 탄소나노구조체는 The highly dispersible carbon nanostructure according to the present invention comprises
1) 탄소나노구조체 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부의 친수성 고분자를 용매에 용해시키는 단계; 1) dissolving 0.1 to 10 parts by weight of a hydrophilic polymer in a solvent based on 100 parts by weight of the carbon nanostructure;
2) 상기 친수성 고분자가 용해된 용액에 탄소나노구조체 100 중량부를 투입교반하여 상기 탄소나노구조체에 친수성 고분자를 함침시키는 단계; 및2) adding 100 parts by weight of the carbon nano structure to the solution in which the hydrophilic polymer is dissolved and stirring to impregnate the carbon nanostructure with the hydrophilic polymer; And
3) 상기 용매를 제거하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있다.
And 3) removing the solvent.
탄소나노구조체Carbon nanostructure
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 탄소나노구조체는 나노튜브, 나노파이버, 카본블랙, 풀러렌, 나노콘, 나노호른 또는 나노로드일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the carbon nanostructure may be a nanotube, a nanofiber, a carbon black, a fullerene, a nanocone, a nanohorn, or a nanorod.
탄소나노튜브는 평균 직경이 300㎚ 이하, 바람직하게는 0.3 ~ 250㎚, 보다 바람직하게는 0.3 ~ 200㎚, 더욱 바람직하게는 0.4 ~ 100㎚ 이다. 평균 직경이 0.3㎚ 이하인 것은 실질적으로 제조가 곤란하고, 300nm 이상인 것은 분산의 개선 효과가 적기 때문에 바람직하지 않다.The average diameter of the carbon nanotubes is 300 nm or less, preferably 0.3 to 250 nm, more preferably 0.3 to 200 nm, and further preferably 0.4 to 100 nm. When the average diameter is 0.3 nm or less, the production is difficult, and when the average diameter is 300 nm or more, the effect of improving the dispersion is small.
또한 평균 어스펙트비의 바람직한 값으로서 상한의 제한은 없지만, 하한으로는 5 이상, 바람직하게는 10 이상이고, 더욱 바람직하게는 50 이상이다. 탄소나노튜브의 평균 직경 및 어스펙트비는 전자 현미경에 의한 관찰로부터 구할 수 있다. 예를 들어, TEM (투과형 전자 현미경) 측정을 행하고, 그 화상으로부터 직접 탄소나노튜브의 직경 및 길이 방향의 길이를 측정하는 것이 가능하다.Although the upper limit is not limited as a preferable value of the average aspect ratio, the lower limit is 5 or more, preferably 10 or more, more preferably 50 or more. The average diameter and aspect ratio of the carbon nanotubes can be obtained by observation with an electron microscope. For example, TEM (transmission electron microscope) measurement can be performed, and it is possible to directly measure the diameter and the length in the longitudinal direction of the carbon nanotubes from the image.
본 발명의 가장 바람직한 실시예에 따르면, 상기 탄소나노구조체는 평균 직경 10 ~ 20 nm, 어스펙트비 50 이상, 벌크밀도 0.15 ~ 0.25 g/㎤ 인 탄소나노튜브일 수 있다. 본 발명은 특히 벌크밀도가 높은 단단한 탄소나노구조체의 분산성을 향상시킴으로써 전기적, 기계적 특성이 우수한 고분자 복합체를 제조할 수 있다. According to a most preferred embodiment of the present invention, the carbon nanostructure may be a carbon nanotube having an average diameter of 10 to 20 nm, an aspect ratio of 50 or more, and a bulk density of 0.15 to 0.25 g / cm 3. The present invention can produce polymer complexes having excellent electrical and mechanical properties by improving the dispersibility of particularly hard carbon nanostructures having high bulk density.
탄소나노튜브의 형상으로는 그라펜 시트가 원통형상으로 감긴 것으로, 이 원통이 단층인 것이어도 복수층으로 이루어지는 것이어도 된다. 또한 그라펜 시트가 컵형상으로 겹쳐진 것이어도 된다. 즉, 본 발명에서의 탄소나노튜브로는 단층 탄소나노튜브, 다층 탄소나노튜브, 컵스택형 탄소나노튜브를 바람직하게 들 수 있다. 이들 탄소나노튜브는 종래 공지된 방법으로 제조되며, 기상 유동법, 촉매담지형 기상 유동법, 레이저 어블레이션법, 고압 일산화탄소법, 아크방전법 등을 들 수 있는데, 이것에 한정되는 것은 아니다.
As for the shape of the carbon nanotubes, the graphene sheet is wrapped in a cylindrical shape, and the cylinder may be a single layer or a plurality of layers. Further, the graphene sheets may be superimposed in a cup shape. That is, examples of the carbon nanotubes in the present invention include single-walled carbon nanotubes, multi-walled carbon nanotubes, and cubic-type carbon nanotubes. These carbon nanotubes are prepared by a conventionally known method and include, but are not limited to, a gas phase flow method, a catalyst-supported gas phase flow method, a laser ablation method, a high-pressure carbon monoxide method, and an arc discharge method.
친수성 고분자Hydrophilic polymer
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 친수성 고분자는 아크릴산 중합체, 아크릴레이트 중합체, 셀룰로오스 중합체 또는 폴리비닐피롤리돈일 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, the hydrophilic polymer may be an acrylic acid polymer, an acrylate polymer, a cellulose polymer or a polyvinyl pyrrolidone.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 친수성 고분자의 중량평균분자량은 1,000 ~ 3,000,000 일 수 있고, 바람직하게는 5,000 ~ 500,000 이다. 상기 분자량이 지나치게 작으면 고온 압출 공정 중 열분해될 수 있고, 반대로 과도하게 높으면 탄소나노구조체에 균일하게 코팅되지 않을 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, the weight average molecular weight of the hydrophilic polymer may be 1,000 to 3,000,000, and preferably 5,000 to 500,000. If the molecular weight is too small, it may be pyrolyzed during the high-temperature extrusion process. On the contrary, if the molecular weight is excessively high, the carbon nanostructure may not be uniformly coated.
상기 아크릴산 중합체는 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산 등을 예로 들 수 있고, 상기 아크릴레이트 중합체는 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리부틸아크릴레이트, 폴리알킬메타크릴레이트와 폴리메타크릴산의 공중합체, 폴리아크릴아미드 등을 예로 들 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.Examples of the acrylic acid polymer include polyacrylic acid and polymethacrylic acid. The acrylate polymer may be selected from the group consisting of polymethyl methacrylate, polybutyl acrylate, a copolymer of polyalkyl methacrylate and polymethacrylic acid, Amides, and the like, but are not limited thereto.
상기 셀를로오스 중합체는 메틸 셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스, 카복시메틸 셀룰로오스, 에틸 (하이드록시에틸)셀룰로오스 등을 예로 들 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. The cellulose may be exemplified by methylcellulose, ethylcellulose, carboxymethylcellulose, ethyl (hydroxyethyl) cellulose and the like, but is not limited thereto.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 용매는 탄소나노구조체 중량의 2 ~ 4 배의 양으로 사용할 수 있다. 상기 용매의 양이 상기 범위를 벗어나면 탄소나노구조체 내로 친수성 수지의 함침이 원활하게 이루어지지 않을 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, the solvent may be used in an amount of 2 to 4 times the weight of the carbon nanostructure. If the amount of the solvent is out of the above range, impregnation of the hydrophilic resin into the carbon nanostructure may not be smoothly performed.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 용매는 물, 에탄올, 아세톤 또는 이들의 혼합물일 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니고, 친수성 고분자를 용해할 수 있고 증발 등에 의한 제거가 용이한 것이면 제한없이 사용가능하다.According to a preferred embodiment of the present invention, the solvent may be water, ethanol, acetone or a mixture thereof, but is not limited thereto, and any solvent can be used without limitation as long as it can dissolve the hydrophilic polymer and can be easily removed by evaporation .
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 친수성 고분자를 탄소나노구조체 내로 함침시키는 단계는 상온에서 3 ~ 12 시간 동안 25 ~ 50 rpm으로 교반하여 실시될 수 있다. 본 발명은 온화하면서도 간단한 공정으로 탄소나노구조체의 고분자 매트릭스 내 분산성을 개선할 수 있다는 점에서 유리하다.According to a preferred embodiment of the present invention, the step of impregnating the hydrophilic polymer into the carbon nanostructure may be carried out by stirring at room temperature for 3 to 12 hours at 25 to 50 rpm. The present invention is advantageous in that the dispersibility in the polymer matrix of the carbon nanostructure can be improved by a mild but simple process.
함침이 완료되면 용매를 제거한 뒤, 필요에 따라 건조단계를 거질 수 있다. 건조를 실시하는 경우 건조 온도는 100 ~ 120℃, 건조 시간은 2 ~ 12시간이 바람직하나, 특별히 제한되는 것은 아니다. After the impregnation is completed, the solvent may be removed and, if necessary, dried. In the case of drying, the drying temperature is preferably 100 to 120 DEG C and the drying time is preferably 2 to 12 hours, but is not particularly limited.
본 발명에 따른 고분자 복합체는 고분자 매트릭스 및 상기 고분자 매트릭스 내에 분산되어 있는 상기 본 발명에 따른 고분산성 탄소나노구조체를 포함하여 이루어진다. The polymer composite according to the present invention comprises a polymer matrix and the highly dispersive carbon nanostructure according to the present invention dispersed in the polymer matrix.
고분산성 탄소나노구조체와 고분자 매트릭스는 관련업계에서 통상적으로 사용하는 방법으로 용융혼련되어 고분자 복합체를 형성할 수 있다. The highly dispersive carbon nanostructure and the polymer matrix can be melt-kneaded by a method commonly used in the related art to form a polymer composite.
상기 고분자 복합체의 제조에 있어서, 고분자 매트릭스로는 결정성 고분자 또는 비결정성 고분자 모두가 사용될 수 있으며 특별한 제한은 없으나, 나일론, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌이 대표적으로 사용될 수 있다.In the production of the polymer composite, as the polymer matrix, both crystalline polymer and amorphous polymer can be used, and nylon, polycarbonate, polyester, polypropylene, or polyethylene can be typically used, though there is no particular limitation.
본 발명에 따른 고분산성 탄소나노구조체 및 고분자 매트릭스의 중량비는 10 ~ 100: 1 이 바람직할 수 있는데, 탄소나노구조체의 첨가량이 상기 수치범위 이내이면, 전기적 및 기계적 물성 향상을 기대할 수 있고, 가공성도 더욱 우수하게 유지할 수 있다.The weight ratio of the highly dispersible carbon nanostructure and the polymer matrix according to the present invention may be preferably 10 to 100: 1. If the amount of the carbon nanostructure added is within the above range, improvement in electrical and mechanical properties can be expected, Can be maintained even more excellent.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시 예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
Hereinafter, a specific embodiment of the present invention will be described. However, the embodiments according to the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments. Embodiments of the invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art.
실시예Example 1 One
<CNT 촉매의 제조>≪ Preparation of CNT catalyst >
Co(NO3)2-6H2O을 37.039 g을 200 ml 수용액에 용해시킨 플라스크(flask) A와 (NH4)6Mo7O24-4H2O를 32.30 g을 200ml 수용액에 용해시킨 플라스크 B를 준비하여 Al2O3(D50=76 micron, pore volume: 0.64 cm3/g, surface area: 237 m2/g, Saint Gobain 제조) 50 g이 담긴 플라스크 C에 상기 플라스크 A, B를 순차적 또는 함께 첨가시켜60 분 이상 교반하며 촉매활성 금속 전구체를 충분히 Al2O3에 담지시킨 후, 10 마이크론 필터 페이퍼(10micron filter paper) 또는 4X 글라스 필터(4X glass filter)를 이용하여 감압 여과하여 촉매활성 금속 전구체가 담지된 필터케이크를 분리한 다음 증류수로 세척하여 회수하였다. 회수된 필터 케이크를 120 ℃ 오븐에서 24 시간 건조시켰다. 건조된 촉매를 600 ℃에서 3 시간 소성시켜 CNT 촉매를 제조하였다.A flask A in which 37.039 g of Co (NO 3 ) 2 -6H 2 O was dissolved in 200 ml of an aqueous solution and a flask B prepared by dissolving 32.30 g of (NH 4 ) 6 Mo 7 O 24 -4 H 2 O in 200 ml of an aqueous solution were prepared The flasks A and B were added sequentially or together to a flask C containing 50 g of Al 2 O 3 (D50 = 76 microns, pore volume: 0.64 cm 3 / g, surface area: 237 m 2 / g, manufactured by Saint Gobain) The catalyst precursor was supported on Al 2 O 3 sufficiently by stirring for 60 minutes or longer and then filtered under reduced pressure using a 10 micron filter paper or a 4 × glass filter to carry the catalytically active metal precursor The filter cake was separated and washed with distilled water. The recovered filter cake was dried in an oven at 120 캜 for 24 hours. The dried catalyst was calcined at 600 ° C for 3 hours to prepare a CNT catalyst.
<CNT 제조><CNT Manufacturing>
상기 CNT 촉매 5 g을 직경 55 mm, 높이 1 m의 수직형(vertical type) 유동층 반응기의 분산판(버블캡(bubble cap) 또는 시브(sieve) 형태) 상단에 충진하고, 반응기체 (C2H4:H2:N2=1:1:1)를 상기 반응기의 하부에 연결된 반응기체 공급관을 통해 3,000 ml/min의 속도로 상기 반응기에 주입하였으며, 800 ℃에서 1 시간 동안 CNT를 합성하였다. 합성된 CNT의 평균직경은 10 ~ 20 nm, 어스펙트비 약 200, 벌크밀도는 0.158 g/㎤ 이었다. 5 g of the CNT catalyst was charged on top of a dispersion plate (bubble cap or sieve) of a vertical type fluidized bed reactor having a diameter of 55 mm and a height of 1 m and a reaction gas (C 2 H 4 : H 2 : N 2 = 1: 1: 1) was injected into the reactor at a rate of 3,000 ml / min through a reaction gas supply pipe connected to the lower portion of the reactor, and CNT was synthesized at 800 ° C. for 1 hour. The synthesized CNTs had an average diameter of 10 to 20 nm, an aspect ratio of about 200, and a bulk density of 0.158 g / cm 3.
<고분산 CNT 제조>≪ Production of highly dispersed CNTs >
친수성 고분자로서 중량평균분자량 450,000의 폴리아크릴산을 상기에서 얻은 CNT 100 중량부에 대하여 1 중량부가 되도록 에탄올 352 중량부에 용해하였다. 상온의 용액에 CNT 100 중량부를 혼합하고 30 rpm 으로 5시간 동안 교반하였다. 그 후 로타리증발기를 이용하여 400 mbar, 80℃에서 4시간 6시간 동안 용매를 증발시켜 제거하였다. 100℃ 오븐에서 2시간 동안 건조하여 폴리아크릴산이 함침된 고분산성 CNT 를 얻었다. Polyacrylic acid having a weight average molecular weight of 450,000 as a hydrophilic polymer was dissolved in 352 parts by weight of ethanol so as to be 1 part by weight based on 100 parts by weight of the CNT obtained above. 100 parts by weight of CNT was mixed with a solution at room temperature and stirred at 30 rpm for 5 hours. The solvent was then removed by evaporation at 400 mbar, 80 ° C for 4 hours and 6 hours using a rotary evaporator. And then dried in an oven at 100 ° C for 2 hours to obtain highly dispersed CNT impregnated with polyacrylic acid.
<고분자 복합체 제조><Polymer composite preparation>
상기와 같이 얻은 고분산성 CNT 3 중량부를 폴리카보네이트 (용융지수 MI-22) 100 중량부와 함께, 이축압출기 (twin-screw extruder)를 이용하여 280℃에서 용융 혼련(melt mixing)하여 고분자 복합체를 제조하였다.
3 parts by weight of the highly-soluble CNT obtained as described above was melt-mixed at 280 DEG C using a twin-screw extruder together with 100 parts by weight of polycarbonate (melt index MI-22) to prepare a polymer composite Respectively.
실시예Example 2 2
폴리아크릴산의 함량을 CNT 100 중량부 대비 3 중량부로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 고분산성 CNT가 분산된 고분자 복합체를 제조하였다.
Polymer composite in which highly dispersible CNTs were dispersed was prepared in the same manner as in Example 1, except that the content of polyacrylic acid was changed to 3 parts by weight relative to 100 parts by weight of CNT.
비교예Comparative Example 1 One
친수성 고분자를 함침시키지 않은 CNT를 폴리카보네이트와 배합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 고분자 복합체를 제조하였다.
A polymer composite was prepared in the same manner as in Example 1, except that CNT not impregnated with a hydrophilic polymer was blended with polycarbonate.
물성평가Property evaluation
(1) SEM 이미지(1) SEM image
도 1 및 도 2는 비교예 1, 실시예 1 및 2에서 제조한 고분자 복합체에 대하여 압출 및 사출 후 산소플라즈마 처리를 통해 폴리카보네이트를 제거하고 표면을 관찰한 SEM 이미지(각각 x10K 및 x30K)이다. 실시예 1 및 2의 경우 폴리아크릴산 코팅으로 인해 표면에 CNT가 더 많아지는 것을 확인할 수 있다. 1 and 2 are SEM images (x10K and x30K, respectively) of the polymer composite prepared in Comparative Example 1, Examples 1 and 2, in which polycarbonate was removed by extrusion and oxygen plasma treatment after the injection and the surface was observed. In the case of Examples 1 and 2, it can be confirmed that the CNT is increased on the surface due to the polyacrylic acid coating.
(2) 표면저항(2) Surface resistance
실시예 1과 2 및 비교예 1의 고분자 복합체 시편에 대하여 표면저항 테스터(SRM-110)를 이용하여 IEC6009에 따라 25℃ 및 습도 60%의 분위기에서 측정하였다.The polymer composite specimens of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 were measured using an SRM-110 (Surface Resistance Tester) according to IEC 6009 in an atmosphere at 25 ° C and a humidity of 60%.
(3) 충격강도(3) Impact strength
충격강도 측정장치인 Zwick UTM(Universal Testing Machine)을 이용하여 ASTM 256에 아이조드 충격강도를 측정하였다.
Izod impact strength was measured on ASTM 256 using a Zwick Universal Testing Machine (UTM).
(ohm/sq)Surface resistance
(ohm / sq)
(kgfm/m)Impact strength
(kgfm / m)
상기 표 1의 결과로부터, 실시예 1 및 2의 고분자 복합체가 비교예 1의 고분자 복합체에 비해 표면저항이 훨씬 낮아 전기전도도가 상대적으로 높음을 알 수 있다. From the results shown in Table 1, it can be seen that the polymer complexes of Examples 1 and 2 have much lower surface resistivity than the polymer complex of Comparative Example 1, and thus the electric conductivity is relatively high.
또한 충격강도도 실시예 1 및 2의 경우가 비교예 1의 경우보다 매우 높은 것으로 보아 CNT의 고분자 매트릭스 내 분산성이 대폭 향상되었음을 확인할 수 있다.In addition, the impact strength of Examples 1 and 2 is much higher than that of Comparative Example 1, which indicates that the dispersibility of the CNT in the polymer matrix is greatly improved.
Claims (12)
상기 친수성 고분자가 아크릴산 중합체, 아크릴레이트 중합체, 셀룰로오스 중합체 또는 폴리비닐피롤리돈이고,
상기 친수성 고분자의 중량평균분자량이 5,000 ~ 500,000이며,
상기 고분자 매트릭스와 고분산성 탄소나노구조체의 중량비는 10 ~ 100 :1인 것인, 고분산성 탄소나노구조체를 포함하는 고분자 복합체.The highly dispersible carbon nanostructure obtained by impregnating 0.1 to 10 parts by weight of the hydrophilic polymer with respect to 100 parts by weight of the carbon nanostructure is dispersed in the polymer matrix,
Wherein the hydrophilic polymer is an acrylic acid polymer, an acrylate polymer, a cellulose polymer or polyvinylpyrrolidone,
Wherein the hydrophilic polymer has a weight average molecular weight of 5,000 to 500,000,
Wherein the weight ratio of the polymer matrix to the highly dispersible carbon nanostructure is 10 to 100: 1.
상기 탄소나노구조체는 나노튜브, 나노파이버, 카본블랙, 풀러렌, 나노콘, 나노호른 또는 나노로드인 것을 특징으로 하는 고분자 복합체. The method according to claim 1,
Wherein the carbon nanostructure is a nanotube, a nanofiber, a carbon black, a fullerene, a nanocone, a nanohorn, or a nanorod.
상기 탄소나노구조체는 평균 직경 10 ~ 20 nm, 어스펙트비 50 이상, 벌크밀도 0.15 ~ 0.25 g/㎤ 인 탄소나노튜브인 것을 특징으로 하는 고분자 복합체. The method according to claim 1,
Wherein the carbon nanostructure is a carbon nanotube having an average diameter of 10 to 20 nm, an aspect ratio of 50 or more, and a bulk density of 0.15 to 0.25 g / cm 3.
2) 상기 친수성 고분자가 용해된 용액에 탄소나노구조체 100 중량부를 투입교반하여 상기 탄소나노구조체에 친수성 고분자를 함침시키는 단계;
3) 상기 용매를 제거하여 고분산성 탄소나노구조체를 제조하는 단계; 및
4) 상기 고분산성 탄소나노구조체를 고분자 매트릭스에 분산하는 단계를 포함하며,
상기 친수성 고분자가 아크릴산 중합체, 아크릴레이트 중합체, 셀룰로오스 중합체 또는 폴리비닐피롤리돈이고,
상기 친수성 고분자의 중량평균분자량이 5,000 ~ 500,000이고,
상기 고분자 매트릭스와 고분산성 탄소나노구조체의 중량비는 10 ~ 100 :1인,
제1항의 고분자 복합체 제조 방법. 1) dissolving 0.1 to 10 parts by weight of a hydrophilic polymer in a solvent based on 100 parts by weight of the carbon nanostructure;
2) adding 100 parts by weight of the carbon nano structure to the solution in which the hydrophilic polymer is dissolved and stirring to impregnate the carbon nanostructure with the hydrophilic polymer;
3) removing the solvent to produce a highly-dispersible carbon nanostructure; And
4) dispersing the highly dispersible carbon nanostructure in a polymer matrix,
Wherein the hydrophilic polymer is an acrylic acid polymer, an acrylate polymer, a cellulose polymer or polyvinylpyrrolidone,
Wherein the hydrophilic polymer has a weight average molecular weight of 5,000 to 500,000,
Wherein the weight ratio of the polymer matrix to the highly dispersible carbon nanostructure is 10 to 100:
A method for producing a polymer composite according to claim 1.
상기 용매는 탄소나노구조체 중량의 2 ~ 4 배의 양으로 사용하는 것을 특징으로 하는 방법. The method according to claim 6,
Wherein the solvent is used in an amount of 2 to 4 times the weight of the carbon nanostructure.
상기 용매는 물, 에탄올, 아세톤 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 방법. The method according to claim 6,
Wherein the solvent is water, ethanol, acetone or a mixture thereof.
상기 단계 2)의 함침은 상온에서 3 ~ 12 시간 동안 25 ~ 50 rpm으로 교반하여 실시되는 것을 특징으로 하는 방법. The method according to claim 6,
Wherein the impregnation of step 2) is carried out by stirring at room temperature for 3 to 12 hours at 25 to 50 rpm.
상기 고분자 매트릭스는 폴리카보네이트, 나일론, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 고분자 복합체 제조 방법. The method according to claim 6,
Wherein the polymer matrix is a polycarbonate, a nylon, a polyester, a polyethylene, a polypropylene or a mixture thereof.
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Cited By (2)
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Families Citing this family (7)
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|---|---|---|---|---|
| KR102432060B1 (en) * | 2014-12-22 | 2022-08-16 | 솔브레인 주식회사 | Oxidized carbon nano-particle, method for preparing the same, organic-inorganic complex comprising the same, and method for preparing the organic-inorganic complex |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| FR2893947A1 (en) | 2005-11-30 | 2007-06-01 | Arkema Sa | Obtaining pulverulent compositions, useful as polymeric materials, reinforcement and/or modifying agent, comprises contact of carbon nanotubes e.g. with a monomer (mixture), optional heat treatment, purification and/or separation |
| KR100757100B1 (en) * | 2006-01-26 | 2007-09-10 | 일진나노텍 주식회사 | Method of preparing a carbon nanotube paste having high dispersability |
| JP4787892B2 (en) | 2009-06-16 | 2011-10-05 | 株式会社ナノストラクチャー研究所 | Carbon nanotube high compounding resin granular material and manufacturing method thereof |
| KR101135055B1 (en) | 2009-06-26 | 2012-04-13 | 고려대학교 산학협력단 | Fabrication method of polymer/carbon nanotube composite with good electromagnetic interference shielding efficiency and polymer/carbon nanotube composite using the same |
| KR101303899B1 (en) | 2011-05-04 | 2013-09-05 | (주)마크스톤 | Method for preparing of polymer-carbon nanotube composite particles |
-
2013
- 2013-05-13 KR KR1020130053912A patent/KR101627016B1/en active IP Right Grant
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Surface Modification of Nanotube Fillers, First Edition. Edited by Vikas Mittal, 2011.* |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102082916B1 (en) | 2019-05-09 | 2020-03-04 | 무림피앤피 주식회사 | Method for preparing polymer composite having hydrophobized cellulose powder and polymer composite prapared therefrom |
| KR20230066951A (en) | 2021-11-08 | 2023-05-16 | 한국전기연구원 | Non-oxidized carbon nanotube dispersion using alkylamine, manufacturing method thereof, and conductive fiber using same |
Also Published As
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