KR101967871B1 - Method of manufacturing carbon nano composites using silane material and carbon nano composites using the same - Google Patents
Method of manufacturing carbon nano composites using silane material and carbon nano composites using the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR101967871B1 KR101967871B1 KR1020170159230A KR20170159230A KR101967871B1 KR 101967871 B1 KR101967871 B1 KR 101967871B1 KR 1020170159230 A KR1020170159230 A KR 1020170159230A KR 20170159230 A KR20170159230 A KR 20170159230A KR 101967871 B1 KR101967871 B1 KR 101967871B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- silane
- carbon
- functional group
- nanostructure
- immersing
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/15—Nano-sized carbon materials
Abstract
Description
본 발명의 기술적 사상은 탄소 나노 복합재에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실레인 물질을 이용한 탄소 나노 복합재의 제조 방법 및 이를 이용하여 형성한 탄소 나노 복합재에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a carbon nanocomposite material, and more particularly, to a method for producing a carbon nanocomposite material using a silane material and a carbon nanocomposite material formed using the same.
최근에, 섬유 강화 복합 재료들은 상대적으로 높은 강도, 강성도(stiffness), 및 인성(toughness)을 가지므로, 다양한 분야에 적용되고 있다. 이러한 복합 재료들은 장점들을 제공하지만, 본질적으로 복잡한 구성을 가진다. 강한 섬유들과 적절한 매트릭스로 구성된 복합 재료들은 반드시 강한 재료가 되는 것은 아니다. 이러한 복합 재료의 전체적인 성능을 결정하는 주요한 요소로서 섬유와 매트릭스의 계면 강도 등이 있다. 강한 복합 재료를 위하여는 계면 강도를 증가시켜야 하며, 예를 들어 탄소섬유의 표면 상에 나노 와이어, 나노 로드 또는 나노 튜브 등과 같은 나노 구조체를 성장시키는 기술이 있다. 그러나, 상기 나노 구조체가 형성된 복합재의 기계적 특성을 더욱 강화하려는 요구가 증가되고 있다.Recently, fiber reinforced composites have been applied to various fields because they have relatively high strength, stiffness, and toughness. While these composites provide advantages, they have an inherently complicated construction. Composites composed of strong fibers and suitable matrices are not necessarily strong materials. The main factors that determine the overall performance of these composites are the interfacial strength of the fibers and matrix. For strong composites, the interfacial strength must be increased. For example, there is a technique for growing nanostructures such as nanowires, nanorods, or nanotubes on the surface of carbon fibers. However, there is a growing demand for further strengthening the mechanical properties of the composite in which the nanostructure is formed.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는 우수한 기계적 특성을 제공할 수 있는 실레인 물질을 이용한 탄소 나노 복합재의 제조 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method for producing a carbon nanocomposite material using a silane material which can provide excellent mechanical properties.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는 우수한 기계적 특성을 제공할 수 있는 실레인 물질을 이용한 탄소 나노 복합재의 제조 방법을 이용하여 형성된 탄소 나노 복합재를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a carbon nanocomposite material formed by using a silane-based material, which can provide excellent mechanical properties.
그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.However, these problems are illustrative, and the technical idea of the present invention is not limited thereto.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 실레인 물질을 이용한 탄소 나노 복합재의 제조 방법은, 실레인 물질을 알코올계 용매에 용해한 실레인 용액을 제공하는 단계; 상기 실레인 용액에 탄소나노물질을 침지하는 단계; 상기 실레인 용액에 나노 구조체가 성장한 탄소섬유를 침지하는 단계; 상기 알코올계 용매를 제거하는 단계; 및 상기 탄소섬유를 열처리하여 탄소 나노 복합재를 형성하는 단계;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a carbon nanocomposite material using a silane material, the method comprising: providing a silane solution in which a silane material is dissolved in an alcohol-based solvent; Immersing the carbon nanomaterial in the silane solution; Immersing the carbon fiber in which the nanostructure has been grown in the silane solution; Removing the alcoholic solvent; And heat-treating the carbon fibers to form a carbon nanocomposite.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 실레인 용액에 탄소나노물질을 침지하는 단계에서, 상기 실레인 물질과 상기 탄소나노물질 사이의 수소 결합이 이루어질 수 있다.In some embodiments of the present invention, in the step of immersing the carbon nanomaterial in the silane solution, hydrogen bonding between the silane material and the carbon nanomaterial may be performed.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 실레인 용액에 나노 구조체가 성장한 탄소섬유를 침지하는 단계에서, 상기 실레인 물질과 상기 나노 구조체 사이의 수소 결합이 이루어질 수 있다.In some embodiments of the present invention, hydrogen bonding between the silane material and the nanostructure may be performed in the step of immersing the carbon fiber on which the nanostructure has been grown in the silane solution.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 탄소섬유를 열처리하여 탄소 나노 복합재를 형성하는 단계에서, 상기 실레인 물질과 상기 탄소나노물질 사이의 축합 결합이 이루어지고, 상기 실레인 물질과 상기 나노 구조체 사이의 축합 결합이 이루어질 수 있다.In some embodiments of the present invention, in the step of forming the carbon nanocomposite material by heat-treating the carbon fibers, a condensation bond is formed between the silane material and the carbon nanomaterial, and the silane material and the nanostructure Can be made.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 탄소섬유를 열처리하여 탄소 나노 복합재를 형성하는 단계에서, 상기 실레인 물질의 가교 결합에 통하여 상기 나노 구조체와 상기 탄소나노물질이 결합될 수 있다.In some embodiments of the present invention, in the step of forming the carbon nanocomposite by heat-treating the carbon fibers, the nanostructure and the carbon nanomaterial may be bonded through crosslinking of the silane material.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 실레인 용액에 탄소나노물질을 침지하는 단계는, 초음파 교반을 30 분 내지 60 분의 범위로 수행할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the step of immersing the carbon nanomaterial in the silane solution may be performed in a range of 30 minutes to 60 minutes by ultrasonic agitation.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 실레인 용액에 나노 구조체가 성장한 탄소섬유를 침지하는 단계는, 1 시간 내지 5 시간의 범위로 수행할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the step of immersing the carbon fibers having nanostructures grown on the silane solution may be performed in a range of 1 hour to 5 hours.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 알코올계 용매를 제거하는 단계는, 진공상태에서 30℃ 내지 50℃의 온도에서 1 시간 내지 5 시간의 범위로 수행될 수 있다.In some embodiments of the present invention, the step of removing the alcoholic solvent may be performed in a vacuum state at a temperature of 30 DEG C to 50 DEG C for 1 hour to 5 hours.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 탄소섬유를 열처리하여 탄소 나노 복합재를 형성하는 단계는 100℃ 내지 120℃의 온도에서 1 시간 내지 5 시간의 범위로 수행될 수 있다.In some embodiments of the present invention, the step of heat-treating the carbon fibers to form the carbon nanocomposite material may be performed at a temperature of 100 ° C to 120 ° C for 1 hour to 5 hours.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 탄소 나노 복합재를 세정하는 단계; 및 상기 탄소 나노 복합재를 건조하는 단계;를 더 포함할 수 있다.In some embodiments of the present invention, cleaning the carbon nanocomposite material comprises: And drying the carbon nanocomposite material.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 실레인 물질은 실레인 커플링제를 포함할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the silane material may comprise a silane coupling agent.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 실레인 물질은 아크릴레이트 기능기 실레인, 메타크릴레이트 기능기 실레인, 알데히드 기능기 실레인, 아미노 기능기 실레인, 무수 기능기 실레인, 아지드 기능기 실레인, 카르복실레이트 기능기 실레인, 포스포네이트 기능기 실레인, 설포네이트 기능기 실레인, 에폭시 기능기 실레인, 에스테르 기능기 실레인, 할로겐 기능기 실레인, 히드록실 기능기 실레인, 이소시아네이트 기능기 실레인, 포스핀 기능기 실레인, 포스페이트 기능기 실레인, 설파 기능기 실레인, 비닐 기능기 실레인, 올레핀 기능기 실레인, 다기능 중합 실레인, 자외선 활성 실레인, 형광 실레인, 키랄 실레인, 트리하이드로 실레인, 디포달 실레인, 및 유기 실레인 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the silane material is selected from the group consisting of an acrylate functional group silane, a methacrylate functional group silane, an aldehyde functional silane, an amino functional silane, an anhydrous functional silane, Functional group silane, carboxylate functional group silane, phosphonate functional group silane, sulfonate functional group silane, epoxy functional group silane, ester functional group silane, halogen functional group silane, hydroxyl functional group A silane functional group silane, an isocyanate functional group silane, a phosphine functional group silane, a phosphate functional group silane, a sulfa functional group silane, a vinyl functional group silane, an olefin functional group silane, a multifunctional polymer silane, At least one of fluorescent silane, chiral silane, trihydrosilane, depalotyl silane, and organosilane.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 실레인 물질은 트리메톡시실릴프로필 모디파이드 (폴리에틸렌이민), 디메톡시실릴메틸프로필 모디파이드 (폴리에틸렌이민), 비스(트리메톡시실릴프로필) 우레아, (3-글리시독시프로필) 트리메톡시 실레인, 3-(2,3-에폭시프로폭시) 프로필트리메톡시 실레인, 및 (3-트리메톡시실릴프로필) 디에틸렌-트리아민 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the silane material is selected from the group consisting of trimethoxysilylpropylmodified (polyethyleneimine), dimethoxysilylmethylpropylmodified (polyethyleneimine), bis (trimethoxysilylpropyl) urea, (3-trimethoxysilylpropyl) diethylenetriamine, at least one of (meth) acrylate, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3- (2,3-epoxypropoxy) propyltrimethoxysilane, and . ≪ / RTI >
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 알코올계 용매는 아이소프로판올, 메탄올 및 에탄올 중 적어도 어느 하나를 포함하는 알코올 물질과 물을 포함할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the alcohol-based solvent may include water and an alcohol material including at least one of isopropanol, methanol, and ethanol.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 알코올계 용매에서, 상기 알코올 물질과 상기 물의 부피 비율은 9:1 내지 1:9 범위일 수 있다.In some embodiments of the present invention, in the alcoholic solvent, the volume ratio of the alcohol material to the water may range from 9: 1 to 1: 9.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 탄소나노물질은 탄소나노튜브, 그래핀, 및 그래핀 산화물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the carbon nanomaterial may include at least one of carbon nanotubes, graphene, and graphene oxides.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 나노 구조체는 아연 산화물 나노 구조체, 구리 산화물 나노 구조체, 티타늄 산화물 나노 구조체, 및 주석 산화물 나노 구조체 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the nanostructure may include at least one of a zinc oxide nanostructure, a copper oxide nanostructure, a titanium oxide nanostructure, and a tin oxide nanostructure.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 실레인 물질을 이용한 탄소 나노 복합재의 제조 방법은, 트리메톡시실릴프로필 모디파이드 (폴리에틸렌이민)을 아이소프로판올 용매에 용해한 실레인 용액을 제공하는 단계; 상기 실레인 용액에 탄소나노튜브를 침지하는 단계; 상기 실레인 용액에 아연 산화물 나노 로드가 성장한 탄소섬유를 침지하는 단계; 상기 아이소프로판올 용매를 제거하는 단계; 및 상기 탄소섬유를 열처리하여 탄소 나노 복합재를 형성하는 단계;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for producing a carbon nanocomposite material using a silane material, which comprises providing a silane solution in which trimethoxysilylpropylmethylated (polyethyleneimine) is dissolved in an isopropanol solvent step; Immersing the carbon nanotubes in the silane solution; Immersing the carbon fiber having the zinc oxide nanorod grown therein in the silane solution; Removing the isopropanol solvent; And heat-treating the carbon fibers to form a carbon nanocomposite.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 실레인 물질을 이용한 탄소 나노 복합재는, 탄소섬유; 상기 탄소섬유 상에 성장한 나노 구조체; 상기 나노 구조체와 축합 결합된 제1 실레인 물질; 상기 제1 실레인 물질과 가교 결합된 제2 실레인 물질; 및 상기 제2 실레인 물질과 축합 결합된 탄소나노물질;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a carbon nanocomposite material using a silane material. A nanostructure grown on the carbon fiber; A first silane material condensed with the nanostructure; A second silane material crosslinked with the first silane material; And a carbon nanomaterial that is condensed with the second silane material.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 나노 구조체는 아연 산화물 나노 로드를 포함할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the nanostructure may comprise a zinc oxide nanorod.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 탄소나노물질은 탄소나노튜브, 그래핀, 및 그래핀 산화물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the carbon nanomaterial may include at least one of carbon nanotubes, graphene, and graphene oxides.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 실레인 물질과 상기 제2 실레인 물질은 동일한 물질일 수 있다.In some embodiments of the present invention, the first and second silane materials may be the same material.
본 발명의 기술적 사상에 따른 실레인 물질을 이용한 탄소 나노 복합재의 제조 방법은 실레인의 축합 및 가교 결합에 의하여 탄소섬유 상에 성장한 나노 구조체와 탄소나노물질을 결합시킬 수 있다. 실레인을 사용함에 따라 탄소나노물질의 표면에 실레인이 코팅되어 탄소나노물질의 분산성을 증가시킬 수 있고, 실레인의 작용기를 이용한 공유 결합을 통하여 서로 다른 물성을 가진 두 가지 물질, 즉 나노 구조체와 탄소나노물질의 결합력을 강화시킬 수 있다. 나노 구조체의 나노 로드 형상에 의하여 나노 구조체와 탄소나노물질의 기계적 결착이 형성될 수 있다. 이에 따라, 탄소 나노 복합재의 기계적 특성을 향상시킬 수 있다.According to the technical idea of the present invention, a method of manufacturing a carbon nanocomposite material using a silane material can bond a carbon nanomaterial with a nanostructure grown on a carbon fiber by condensation and cross-linking of silane. As silane is used, silane is coated on the surface of carbon nanomaterials to increase the dispersibility of carbon nanomaterials. Through covalent bonding using silane functional groups, two materials having different physical properties, namely, nano The bonding strength between the structure and the carbon nanomaterial can be enhanced. The nanorod structure of the nanostructure can form a mechanical bond between the nanostructure and the carbon nanomaterial. Thus, the mechanical properties of the carbon nanocomposite can be improved.
상술한 본 발명의 효과들은 예시적으로 기재되었고, 이러한 효과들에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The effects of the present invention described above are exemplarily described, and the scope of the present invention is not limited by these effects.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실레인 물질을 이용한 탄소 나노 복합재의 제조 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 실레인 물질을 이용한 탄소 나노 복합재의 제조 방법에서의 화학적 결합을 설명하는 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 실레인 물질을 이용한 탄소 나노 복합재의 제조 방법에 의하여 형성한 탄소 나노 복합재를 도시하는 주사전자현미경 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 실레인 물질을 이용한 탄소 나노 복합재의 제조 방법에 의하여 형성한 탄소 나노 복합재에서 실레인이 결합된 탄소나노물질을 도시하는 투과전자현미경 사진이다.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a carbon nanocomposite material using a silane material according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic view illustrating chemical bonding in a method for producing a carbon nanocomposite material using a silane material according to an embodiment of the present invention.
3 is a scanning electron microscope (SEM) image of a carbon nanocomposite material formed by a method for producing a carbon nanocomposite material using a silane material according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a transmission electron micrograph showing a silane-bonded carbon nanomaterial in a carbon nanocomposite formed by a method for producing a carbon nanocomposite using a silane material according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 본 명세서에서 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되지 않는다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. The scope of technical thought is not limited to the following examples. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be more thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. In the present specification, the same reference numerals denote the same elements. Further, various elements and regions in the drawings are schematically drawn. Accordingly, the technical spirit of the present invention is not limited by the relative size or spacing depicted in the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실레인 물질을 이용한 탄소 나노 복합재의 제조 방법(S100)을 도시하는 흐름도이다.1 is a flowchart illustrating a method (S100) for producing a carbon nanocomposite material using a silane material according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 실레인 물질을 이용한 탄소 나노 복합재의 제조 방법(S100)은, 실레인 물질을 알코올계 용매에 용해한 실레인 용액을 제공하는 단계(S110); 상기 실레인 용액에 탄소나노물질을 침지하는 단계(S120); 상기 실레인 용액에 나노 구조체가 성장한 탄소섬유를 침지하는 단계(S130); 상기 알코올계 용매를 제거하는 단계(S140); 및 상기 탄소섬유를 열처리하여 탄소 나노 복합재를 형성하는 단계(S150);를 포함한다.Referring to FIG. 1, a method (S100) for producing a carbon nanocomposite material using a silane material includes the steps of: (S110) providing a silane solution in which a silane material is dissolved in an alcoholic solvent; Immersing the carbon nanomaterial in the silane solution (S120); Immersing the carbon fiber in which the nanostructure has been grown in the silane solution (S130); Removing the alcohol-based solvent (S140); And forming a carbon nanocomposite material by heat-treating the carbon fibers (S150).
또한, 실레인 물질을 이용한 탄소 나노 복합재의 제조 방법(S100)은, 상기 탄소 나노 복합재를 세정하는 단계(S160); 및 상기 탄소 나노 복합재를 건조하는 단계(S170)를 더 포함할 수 있다.A method (S100) for producing a carbon nanocomposite material using a silane material includes: (S160) cleaning the carbon nanocomposite material; And drying the carbon nanocomposite material (S170).
상기 실레인 물질은 실레인 커플링제(silane coupling agent)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 실레인 물질에 포함된 작용기와 수지와의 결합이 가능한 경우에 상기 실레인 물질을 적용할 수 있다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상은 수지와의 결합을 고려하지 않으므로 나노 구조체에 영향을 주지 않도록 중성을 가지는 모든 실레인 물질을 적용할 수 있다. 상기 실레인 물질은, 예를 들어 아크릴레이트 기능기 실레인(acrylate functional silane), 메타크릴레이트 기능기 실레인(methacrylate functional silane), 알데히드 기능기 실레인(aldehyde functional silane), 아미노 기능기 실레인(amino functional silane), 무수 기능기 실레인(anhydride functional silane), 아지드 기능기 실레인(azide functional silane), 카르복실레이트 기능기 실레인(carboxylate functional silane), 포스포네이트 기능기 실레인(phosphonate functional silane), 설포네이트 기능기 실레인(sulfonate functional silane), 에폭시 기능기 실레인(epoxy functional silane), 에스테르 기능기 실레인(ester functional silane), 할로겐 기능기 실레인(halogen functional silane), 히드록실 기능기 실레인(hydroxyl functional silane), 이소시아네이트 기능기 실레인(isocyanate functional silane), 포스핀 기능기 실레인(phosphine functional silane), 포스페이트 기능기 실레인(phosphate functional silane), 설파 기능기 실레인(sulfur functional silane), 비닐 기능기 실레인(vinyl functional silane), 올레핀 기능기 실레인(olefin functional silane), 다기능 중합 실레인(multi-functional and polymeric silane), 자외선 활성 실레인(ultraviolet active silane), 형광 실레인(fluorescent silane), 키랄 실레인(chiral silane), 트리하이드로 실레인(trihydrosilane), 디포달 실레인(dipodal silane), 및 유기 실레인(organosilane) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The silane material may comprise a silane coupling agent. In general, the silane material can be applied when it is possible to bond the resin with the functional group contained in the silane material. However, since the technical idea of the present invention does not consider bonding with resin, all silane materials having neutrality can be applied so as not to affect the nanostructure. The silane material may include, for example, an acrylate functional silane, a methacrylate functional silane, an aldehyde functional silane, an amino functional group silane anionic functional silanes, amino functional silanes, anhydride functional silanes, azide functional silanes, carboxylate functional silanes, phosphonate functional silanes, phosphonate functional silane, sulfonate functional silane, epoxy functional silane, ester functional silane, halogen functional silane, silane functional group, A hydroxyl functional silane, an isocyanate functional silane, a phosphine functional silane, a phosphorous functional silane, A phosphate functional silane, a sulfur functional silane, a vinyl functional silane, an olefin functional silane, a multi functional polymer silane, functional and polymeric silane, ultraviolet active silane, fluorescent silane, chiral silane, trihydrosilane, dipodal silane, And organosilane. The term " organosilane "
상기 실레인 물질은, 예를 들어 트리메톡시실릴프로필 모디파이드 (폴리에틸렌이민) (trimethoxysilylpropyl modified (polyethylenimine)), 디메톡시실릴메틸프로필 모디파이드 (폴리에틸렌이민) (dimethoxysilylmethylpropyl modified (polyethylenimine)), 비스(트리메톡시실릴프로필) 우레아 (bis(trimethoxysilylpropyl) urea), (3-글리시독시프로필) 트리메톡시 실레인 ((3-glycidoxypropyl) trimethoxy silane), 3-(2,3-에폭시프로폭시) 프로필트리메톡시 실레인 (3-(2,3-epoxypropoxy)propyltrimethoxysilane), 및 (3-트리메톡시실릴프로필) 디에틸렌-트리아민 ((3-trimethoxysilylpropyl) diethylene-triamine) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 그러나, 이는 예시적이며 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.The silane material may include, for example, trimethoxysilylpropyl modified (polyethylenimine), dimethoxysilylmethylpropyl modified (polyethylenimine), bis (triethylenimine) (3-glycidoxypropyl) trimethoxy silane, 3- (2,3-epoxypropoxy) urea, bis (trimethoxysilylpropyl) urea, (3-trimethoxysilylpropyl) diethylene-triamine), and (3-trimethoxysilylpropyl) diethylene-triamine. have. However, this is illustrative and the technical idea of the present invention is not limited thereto.
상기 알코올계 용매는 아이소프로판올(isopropanol), 메탄올(methanol) 및 에탄올(ethanol) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 알코올 물질과 물을 포함할 수 있다. 그러나, 이는 예시적이며 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 알코올계 용매에서, 상기 알코올 물질과 상기 물의 부피 비율은 9:1 내지 1:9 범위일 수 있다.The alcohol-based solvent may include an alcohol material including at least one of isopropanol, methanol, and ethanol, and water. However, this is illustrative and the technical idea of the present invention is not limited thereto. In the alcoholic solvent, the volume ratio of the alcohol material to the water may range from 9: 1 to 1: 9.
상기 실레인 용액에 탄소나노물질을 침지하는 단계(S120)에서는 상기 탄소나노물질을 상기 실레인 용액에 투입하고 유지시킨다. 상기 탄소나노물질은 탄소나노튜브(carbon nanotube), 그래핀(graphene), 및 그래핀 산화물(graphene oxide) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 실레인 용액에 탄소나노물질을 침지하는 단계(S120)에서는 초음파 교반(sonication)을, 예를 들어 30 분 내지 60 분의 범위로 19000 Hz 내지 21000 Hz 범의의 진동수로 수행할 수 있다. 이러한 교반에 의하여 상기 탄소나노물질은 상기 실레인 용액 내에 보다 균일하게 분산될 수 있다. 상기 실레인 용액에 탄소나노물질을 침지하는 단계(S120)는 상온에서 수행될 수 있고, 예를 들어 20℃ 내지 30℃의 온도에서 수행될 수 있고, 예를 들어 25℃의 온도에서 수행될 수 있다. 상기 실레인 용액에 탄소나노물질을 침지하는 단계(S120)에서, 상기 실레인 물질과 상기 탄소나노물질 사이의 수소 결합이 이루어질 수 있다.In the step of immersing the carbon nanomaterial in the silane solution (S120), the carbon nanomaterial is put into the silane solution and maintained. The carbon nanomaterial may include at least one of a carbon nanotube, a graphene, and a graphene oxide. In the step of immersing the carbon nanomaterial in the silane solution (S120), ultrasonic sonication may be performed at a frequency in the range of 19,000 Hz to 21,000 Hz, for example, in the range of 30 minutes to 60 minutes. By the stirring, the carbon nanomaterial can be more uniformly dispersed in the silane solution. The step (S120) of immersing the carbon nanomaterial in the silane solution may be performed at room temperature, for example, at a temperature of 20 to 30 ° C, and may be performed at a temperature of 25 ° C have. In the step (S120) of immersing the carbon nanomaterial in the silane solution, hydrogen bonding between the silane material and the carbon nanomaterial may be performed.
상기 실레인 용액에 나노 구조체가 성장한 탄소섬유를 침지하는 단계(S130)는 상기 나노 구조체가 성장한 탄소섬유를 상기 실레인 용액에 투입하고, 예를 들어 1 시간 내지 5 시간의 범위로 유지시킨다. 상기 실레인 용액에 나노 구조체가 성장한 탄소섬유를 침지하는 단계(S130에서, 상기 실레인 물질과 상기 나노 구조체 사이의 수소 결합이 이루어질 수 있다.In step S130 of immersing the carbon fiber having the nanostructure grown on the silane solution, the carbon fiber on which the nanostructure has been grown is injected into the silane solution and maintained for a period of, for example, 1 hour to 5 hours. In the step of immersing the carbon fiber in which the nanostructure has been grown in the silane solution (S130, hydrogen bonding between the silane material and the nanostructure may be performed).
상기 나노 구조체는, 예를 들어 상기 실레인 물질의 수산화기(-OH)와 결합하는 작용기를 가지는 모든 금속 산화물 나노 구조체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 나노 구조체는 아연 산화물(ZnO) 나노 구조체, 구리 산화물(CuO) 나노 구조체, 티타늄 산화물(TiO2) 나노 구조체, 및 주석 산화물(SnO2) 나노 구조체 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 그러나, 이는 예시적이며 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.The nanostructure may include, for example, any metal oxide nanostructure having a functional group that binds to the hydroxyl group (-OH) of the silane material. For example, the nanostructure may include at least one of a zinc oxide (ZnO) nanostructure, a copper oxide (CuO) nanostructure, a titanium oxide (TiO 2 ) nanostructure, and a tin oxide (SnO 2 ) nanostructure have. However, this is illustrative and the technical idea of the present invention is not limited thereto.
상기 알코올계 용매를 제거하는 단계(S140)는 진공상태에서 예를 들어 30℃ 내지 50℃의 온도에서 수행될 수 있고, 예를 들어 1 시간 내지 5 시간의 범위에서 수행될 수 있다. 상기 알코올계 용매를 제거하는 단계(S140)를 수행한 후에는, 상기 탄소섬유 상에 상기 탄소나노물질이 물리적 흡착 등에 의하여 부착되거나 또는 단순히 위치될 수 있다.The step of removing the alcoholic solvent (S140) may be performed in a vacuum state at a temperature of, for example, 30 ° C to 50 ° C, for example, in a range of 1 hour to 5 hours. After the step of removing the alcoholic solvent (S140), the carbon nanomaterial may be attached to the carbon fiber by physical adsorption or the like, or may be simply located.
상기 탄소섬유를 열처리하여 탄소 나노 복합재를 형성하는 단계(S150)는 100℃ 내지 120℃의 온도에서 수행될 수 있고, 예를 들어 1 시간 내지 5 시간의 범위에서 수행될 수 있다. The step (S150) of forming the carbon nanocomposite material by heat-treating the carbon fibers may be performed at a temperature of 100 ° C to 120 ° C, for example, in a range of 1 hour to 5 hours.
상기 탄소섬유를 열처리하여 탄소 나노 복합재를 형성하는 단계(S150)에서는, 상기 실레인 물질과 상기 탄소나노물질 사이의 축합(condensation) 결합이 이루어 질 수 있고, 상기 실레인 물질과 상기 나노 구조체 사이의 축합 결합이 이루어질 수 있다. 또한, 상기 탄소섬유를 열처리하여 탄소 나노 복합재를 형성하는 단계(S150)에서는, 상기 실레인 물질 사이의 가교(cross-linking) 결합이 이루어질 수 있다. 상기 실레인 물질의 가교 결합에 통하여 상기 나노 구조체와 상기 탄소나노물질이 결합될 수 있다. 또한, 상기 실레인 물질의 가교 결합에 통하여 상기 나노 구조체들이 서로 결합될 수 있다. 또한, 상기 실레인 물질의 가교 결합에 통하여 상기 탄소나노물질들이 서로 결합될 수 있다. 상기 축합 결합들과 상기 가교 결합들은 동시에 이루어 질 수 있다.In the step (S150) of forming the carbon nanocomposite material by heat-treating the carbon fiber material, condensation bonding may be performed between the silane material and the carbon nanomaterial material, Condensation bonding can be achieved. Further, in the step of forming the carbon nanocomposite material by heat-treating the carbon fibers (S150), crosslinking between the silane materials may be performed. The nanocomposite and the carbon nanomaterial can be bonded through crosslinking of the silane material. Also, the nanostructures can be bonded to each other through crosslinking of the silane material. Also, the carbon nanomaterials can be bonded to each other through crosslinking of the silane material. The condensation bonds and the crosslinks may be simultaneously formed.
상기 탄소 나노 복합재를 세정하는 단계(S160)는 알코올계 용액을 이용하여 수행할 수 있다. 이에 따라 상기 탄소 나노 복합재에 잔류하는 실레인 물질 및 원하지 않는 불순물이 제거될 수 있다.The step (S160) of washing the carbon nanocomposite material may be performed using an alcohol-based solution. As a result, the silane material remaining in the carbon nanocomposite material and unwanted impurities can be removed.
상기 탄소 나노 복합재를 건조하는 단계(S170)는 1 시간 내지 24 시간의 범위로, 상온에서 수행될 수 있고, 예를 들어 20℃ 내지 30℃의 온도에서 수행될 수 있고, 예를 들어 25℃의 온도에서 수행될 수 있다.The step (S170) of drying the carbon nanocomposite material may be performed at a room temperature, for example, in a range of 1 hour to 24 hours, and may be performed at a temperature of, for example, 20 ° C to 30 ° C, Lt; / RTI > temperature.
따라서, 본 발명의 기술적 사상에 따른 탄소 나노 복합재의 제조 방법을 이용하여 형성된 탄소 나노 복합재는, 탄소섬유; 상기 탄소섬유 상에 성장한 나노 구조체; 상기 나노 구조체와 축합 결합된 제1 실레인 물질; 상기 제1 실레인 물질과 가교 결합된 제2 실레인 물질; 및 상기 제2 실레인 물질과 축합 결합된 탄소나노물질;을 포함한다. 상기 나노 구조체는 아연 산화물 나노 로드를 포함할 수 있다. 상기 탄소나노물질은 탄소나노튜브, 그래핀, 및 그래핀 산화물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 제1 실레인 물질과 상기 제2 실레인 물질은 동일한 물질이거나 서로 다른 물질일 수 있다.Accordingly, the carbon nanocomposite material formed by the method of manufacturing the carbon nanocomposite material according to the technical idea of the present invention can be used as a carbon fiber material. A nanostructure grown on the carbon fiber; A first silane material condensed with the nanostructure; A second silane material crosslinked with the first silane material; And a carbon nanomaterial that is condensed with the second silane material. The nanostructure may include a zinc oxide nanorod. The carbon nanomaterial may include at least one of carbon nanotube, graphene, and graphene oxide. The first and second silane materials may be the same or different materials.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 실레인 물질을 이용한 탄소 나노 복합재의 제조 방법에서의 화학적 결합을 설명하는 모식도이다.2 is a schematic view illustrating chemical bonding in a method for producing a carbon nanocomposite material using a silane material according to an embodiment of the present invention.
도 2의 (a)를 참조하면, 탄소섬유(10) 상에 성장한 아연 산화물 나노 로드와 같은 나노 구조체(20)에 제1 실레인 물질(40)이 축합 결합한 상태를 도시한다. 제1 실레인 물질(40)은, 예를 들어 트리메톡시실릴프로필 모디파이드 (폴리에틸렌이민)을 나타낼 수 있다. 이러한 축합 결합 시에 프로필기(-C3H7)가 제거될 수 있다.Referring to FIG. 2 (a), a
도 2의 (b)를 참조하면, 나노 구조체(20)에 축합 결합된 제1 실레인 물질(40)들이 서로 가교 결합한 상태를 도시한다.Referring to FIG. 2 (b), the
도 2의 (c)를 참조하면, 탄소나노튜브와 같은 탄소나노물질(30)에 제 2 실레인 물질(50)이 축합 결합한 상태를 도시한다. 제2 실레인 물질(50)은, 예를 들어 트리메톡시실릴프로필 모디파이드 (폴리에틸렌이민)을 나타낼 수 있다. 제2 실레인 물질(40)과 제2 실레인 물질(50)은 서로 동일하거나 서로 다를 수 있다. 이러한 축합 결합에 의하여 탄소나노물질(30)이 분산성이 증가될 수 있다.Referring to FIG. 2 (c), a
도 2의 (d)를 참조하면, 탄소나노물질(30)에 축합 결합된 제2 실레인 물질(50)들이 서로 가교 결합한 상태를 도시한다.Referring to FIG. 2 (d), the
도 2의 (e)를 참조하면, 나노 구조체(20)에 축합 결합된 제1 실레인 물질(40)과 탄소나노물질(30)에 축합 결합된 제2 실레인 물질(50)이 가교 결합한 상태를 도시한다. 상기 가교 결합은 "Si-O-Si" 결합으로 특징될 수 있다. 상기 가교 결합에 의하여 나노 구조체(20) 사이에 탄소나노물질(30)이 결합되어 결합력이 증가된다. Referring to FIG. 2 (e), a
실시예Example
아이소프로판올(isopropanol)과 물을 9:1의 부피 비율로 혼합한 용매를 50 ml 준비하였다. 상기 용매에 트리메톡시실릴프로필 모디파이드 (폴리에틸렌이민) (trimethoxysilylpropyl modified (polyethylenimine)) 10 mg을 용해하여 실레인(silane) 용액을 형성하였다.50 ml of a solvent mixture of isopropanol and water in a volume ratio of 9: 1 was prepared. 10 mg of trimethoxysilylpropyl modified (polyethylenimine) was dissolved in the solvent to form a silane solution.
상기 트리메톡시실릴프로필 모디파이드 (폴리에틸렌이민)은 화학식1과 같은 화학 구조를 가진다.The trimethoxysilylpropyl modifier (polyethyleneimine) has a chemical structure represented by Chemical Formula (1).
산 처리한 탄소나노튜브 0.1 mg을 상기 실레인 용액에 침지하고, 45분 동안 초음파 교반을 수행하였다. 상기 실레인 용액 내의 실레인 물질과 상기 탄소나노튜브 사이의 수소 결합이 이루어진다.0.1 mg of the acid-treated carbon nanotubes was immersed in the silane solution and ultrasonic agitation was performed for 45 minutes. A hydrogen bond is formed between the silane material in the silane solution and the carbon nanotube.
아연 산화물 나노 로드가 성장한 탄소섬유를 상기 실레인 용액에 침지하고 2 시간 동안 유지하였다. 상기 실레인 용액 내의 상기 실레인 물질과 상기 아연 산화물 나노 로드 사이의 수소 결합이 이루어진다.The carbon fibers on which the zinc oxide nanorods were grown were immersed in the silane solution and held for 2 hours. Hydrogen bonds are formed between the silane material in the silane solution and the zinc oxide nanorod.
상기 탄소나노튜브 및 상기 탄소섬유가 침지된 실레인 용액을 40℃ 온도의 진공 상태의 오븐에서 2시간 30분 동안 위치시켜, 상기 실레인 용액으로부터 상기 아이소프로판올을 모두 제거시켰다. 상기 아이소프로판올을 제거한 후에는, 상기 탄소섬유 상에 상기 탄소나노물질이 상술한 수소 결합에 의하여 결합되어 있음에 유의한다.The silane solution immersed in the carbon nanotubes and the carbon fibers was placed in a vacuum oven at 40 DEG C for 2 hours and 30 minutes to remove all of the isopropanol from the silane solution. It is noted that after the isopropanol is removed, the carbon nanomaterial is bound to the carbon fiber by the hydrogen bond described above.
상기 탄소섬유를 110 ℃의 오븐에서 3시간 30분 동안 열처리를 하였다. 상기 열처리에 의하여, 상기 실레인 물질과 상기 아연 산화물 나노 로드 사이의 수소 결합이 축합 결합으로 변화되고, 상기 실레인 물질과 상기 탄소나노튜브 사이의 수소 결합이 축합 결합으로 변화되었다. 또한, 실레인 물질이 가교 결합되고, 이러한 가교 결합을 통하여 상기 아연 산화물 나노 로드와 상기 탄소나노튜브가 결합되어, 탄소 나노 복합재를 형성하였다. 또한, 상기 실레인 물질의 가교 결합에 통하여 상기 아연 산화물 나노 로드들이 서로 결합될 수 있다. 또한, 상기 실레인 물질의 가교 결합에 통하여 상기 탄소나노튜브가 서로 결합될 수 있다.The carbon fibers were heat-treated in an oven at 110 캜 for 3 hours and 30 minutes. By the heat treatment, the hydrogen bond between the silane material and the zinc oxide nanorod was converted into a condensation bond, and the hydrogen bond between the silane material and the carbon nanotube was changed into a condensation bond. Also, the silane material is crosslinked, and the zinc oxide nanorod and the carbon nanotube are bonded to each other through the cross-linking to form the carbon nanocomposite. Also, the zinc oxide nanorods may be bonded to each other through crosslinking of the silane material. Also, the carbon nanotubes may be bonded to each other through crosslinking of the silane material.
상기 탄소 나노 복합재를 아이소프로판올을 이용하여 세정하고, 24 시간 동안 상온에서 자연 건조하였다.The carbon nanocomposite material was washed with isopropanol and naturally dried at room temperature for 24 hours.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 실레인 물질을 이용한 탄소 나노 복합재의 제조 방법에 의하여 형성한 탄소 나노 복합재를 도시하는 주사전자현미경 사진이다.3 is a scanning electron microscope (SEM) image of a carbon nanocomposite material formed by a method for producing a carbon nanocomposite material using a silane material according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 아연 산화물 나노 로드와 같은 나노 구조체(20)에 탄소나노튜브과 같은 탄소나노물질(30)이 결합되어 있다. 나노 구조체(20)에 결합된 탄소나노물질(30)은 상당히 균일한 수준으로 분포됨을 알 수 있다.Referring to FIG. 3, a
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 실레인 물질을 이용한 탄소 나노 복합재의 제조 방법에 의하여 형성한 탄소 나노 복합재에서 실레인이 결합된 탄소나노물질을 도시하는 투과전자현미경 사진이다.FIG. 4 is a transmission electron micrograph showing a silane-bonded carbon nanomaterial in a carbon nanocomposite formed by a method for producing a carbon nanocomposite using a silane material according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 탄소나노튜브과 같은 탄소나노물질(30)인 실레인 물질(50)이 코팅되어 결합되어 있다. 상기 실레인 물질은 탄소나노물질(30) 상에 전체적으로 균일하게 코팅함을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 4, a
이상에서 설명한 본 발명의 기술적 사상이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명의 기술적 사상이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. Will be apparent to those of ordinary skill in the art.
Claims (20)
상기 실레인 용액에 탄소나노물질을 침지하는 단계;
상기 실레인 용액에 나노 구조체가 성장한 탄소섬유를 침지하는 단계;
상기 알코올계 용매를 제거하는 단계; 및
상기 탄소섬유를 열처리하여 탄소 나노 복합재를 형성하는 단계;를 포함하는, 탄소 나노 복합재의 제조 방법.Providing a silane solution in which the silane material is dissolved in an alcoholic solvent;
Immersing the carbon nanomaterial in the silane solution;
Immersing the carbon fiber in which the nanostructure has been grown in the silane solution;
Removing the alcoholic solvent; And
And thermally treating the carbon fibers to form a carbon nanocomposite material.
상기 실레인 용액에 탄소나노물질을 침지하는 단계에서, 상기 실레인 물질과 상기 탄소나노물질 사이의 수소 결합이 이루어지는, 탄소 나노 복합재의 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the step of immersing the carbon nanomaterial in the silane solution comprises hydrogen bonding between the silane material and the carbon nanomaterial.
상기 실레인 용액에 나노 구조체가 성장한 탄소섬유를 침지하는 단계에서, 상기 실레인 물질과 상기 나노 구조체 사이의 수소 결합이 이루어지는, 탄소 나노 복합재의 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein a hydrogen bond is formed between the silane material and the nanostructure in the step of immersing the carbon fiber in which the nanostructure has been grown in the silane solution.
상기 탄소섬유를 열처리하여 탄소 나노 복합재를 형성하는 단계에서, 상기 실레인 물질과 상기 탄소나노물질 사이의 축합 결합이 이루어지고, 상기 실레인 물질과 상기 나노 구조체 사이의 축합 결합이 이루어지는, 탄소 나노 복합재의 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the carbon nanocomposite is formed by heat-treating the carbon fiber, and a condensation bond is formed between the silane material and the carbon nanomaterial, and a condensation bond is formed between the silane material and the nanostructure, ≪ / RTI >
상기 탄소섬유를 열처리하여 탄소 나노 복합재를 형성하는 단계에서, 상기 실레인 물질의 가교 결합에 통하여 상기 나노 구조체와 상기 탄소나노물질이 결합되는, 탄소 나노 복합재의 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the nanocomposite is bonded to the carbon nanomaterial through cross-linking of the silane material in the step of forming the carbon nanocomposite material by heat-treating the carbon fiber material.
상기 실레인 용액에 탄소나노물질을 침지하는 단계는, 초음파 교반을 30 분 내지 60 분의 범위로 수행하는, 탄소 나노 복합재의 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the step of immersing the carbon nanomaterial in the silane solution is performed within a range of 30 minutes to 60 minutes by ultrasonic agitation.
상기 실레인 용액에 나노 구조체가 성장한 탄소섬유를 침지하는 단계는, 1 시간 내지 5 시간의 범위로 수행하는, 탄소 나노 복합재의 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the step of immersing the carbon fiber in which the nanostructure has been grown in the silane solution is performed in a range of 1 hour to 5 hours.
상기 알코올계 용매를 제거하는 단계는, 진공상태에서 30℃ 내지 50℃의 온도에서 1 시간 내지 5 시간의 범위로 수행되는, 탄소 나노 복합재의 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the step of removing the alcoholic solvent is carried out in a vacuum state at a temperature of 30 ° C to 50 ° C for 1 hour to 5 hours.
상기 탄소섬유를 열처리하여 탄소 나노 복합재를 형성하는 단계는 100℃ 내지 120℃의 온도에서 1 시간 내지 5 시간의 범위로 수행되는, 탄소 나노 복합재의 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the step of heat treating the carbon fibers to form the carbon nanocomposite material is performed at a temperature of 100 ° C to 120 ° C for 1 hour to 5 hours.
상기 탄소 나노 복합재를 세정하는 단계; 및
상기 탄소 나노 복합재를 건조하는 단계;를 더 포함하는, 탄소 나노 복합재의 제조 방법.The method according to claim 1,
Cleaning the carbon nanocomposite material; And
And drying the carbon nanocomposite material.
상기 실레인 물질은 실레인 커플링제를 포함하는, 탄소 나노 복합재의 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the silane material comprises a silane coupling agent.
상기 실레인 물질은 아크릴레이트 기능기 실레인, 메타크릴레이트 기능기 실레인, 알데히드 기능기 실레인, 아미노 기능기 실레인, 무수 기능기 실레인, 아지드 기능기 실레인, 카르복실레이트 기능기 실레인, 포스포네이트 기능기 실레인, 설포네이트 기능기 실레인, 에폭시 기능기 실레인, 에스테르 기능기 실레인, 할로겐 기능기 실레인, 히드록실 기능기 실레인, 이소시아네이트 기능기 실레인, 포스핀 기능기 실레인, 포스페이트 기능기 실레인, 설파 기능기 실레인, 비닐 기능기 실레인, 올레핀 기능기 실레인, 다기능 중합 실레인, 자외선 활성 실레인, 형광 실레인, 키랄 실레인, 트리하이드로 실레인, 디포달 실레인, 및 유기 실레인 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 탄소 나노 복합재의 제조 방법.The method according to claim 1,
The silane material may be selected from the group consisting of an acrylate functional group silane, a methacrylate functional group silane, an aldehyde functional group silane, an amino functional group silane, an anhydride functional group silane, an azide functional group silane, Silane, phosphonate functional group silane, sulfonate functional group silane, epoxy functional group silane, ester functional group silane, halogen functional group silane, hydroxyl functional group silane, isocyanate functional group silane, Functional functional group silane, multifunctional polymer silane, ultraviolet activated silane, fluorescent silane, chiral silane, trihydroxy functional group silane, phosphate functional group silane, sulfa functional group silane, vinyl functional group silane, olefin functional group silane, Wherein the carbon nanocomposite material comprises at least one of silane, depalde silane, and organosilane.
상기 실레인 물질은 트리메톡시실릴프로필 모디파이드 (폴리에틸렌이민), 디메톡시실릴메틸프로필 모디파이드 (폴리에틸렌이민), 비스(트리메톡시실릴프로필) 우레아, (3-글리시독시프로필) 트리메톡시 실레인, 3-(2,3-에폭시프로폭시) 프로필트리메톡시 실레인, 및 (3-트리메톡시실릴프로필) 디에틸렌-트리아민 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 탄소 나노 복합재의 제조 방법.The method according to claim 1,
The silane material may be selected from the group consisting of trimethoxysilylpropylmodified (polyethyleneimine), dimethoxysilylmethylpropylmodified (polyethyleneimine), bis (trimethoxysilylpropyl) urea, (3-glycidoxypropyl) A process for producing a carbon nanocomposite material comprising at least one of silane, 3- (2,3-epoxypropoxy) propyltrimethoxysilane, and (3-trimethoxysilylpropyl) diethylene-triamine .
상기 알코올계 용매는 아이소프로판올, 메탄올 및 에탄올 중 적어도 어느 하나를 포함하는 알코올 물질과 물을 포함하는, 탄소 나노 복합재의 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the alcohol-based solvent comprises an alcohol material comprising at least one of isopropanol, methanol and ethanol, and water.
상기 알코올계 용매에서, 상기 알코올 물질과 상기 물의 부피 비율은 9:1 내지 1:9 범위인, 탄소 나노 복합재의 제조 방법.15. The method of claim 14,
In the above alcohol-based solvent, the volume ratio of the alcohol substance to the water is in the range of 9: 1 to 1: 9.
상기 탄소나노물질은 탄소나노튜브, 그래핀, 및 그래핀 산화물 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 탄소 나노 복합재의 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the carbon nanomaterial comprises at least one of carbon nanotubes, graphene, and graphene oxides.
상기 나노 구조체는 아연 산화물 나노 구조체, 구리 산화물 나노 구조체, 티타늄 산화물 나노 구조체, 및 주석 산화물 나노 구조체 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 탄소 나노 복합재의 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the nanostructure comprises at least one of a zinc oxide nanostructure, a copper oxide nanostructure, a titanium oxide nanostructure, and a tin oxide nanostructure.
상기 실레인 용액에 탄소나노튜브를 침지하는 단계;
상기 실레인 용액에 아연 산화물 나노 로드가 성장한 탄소섬유를 침지하는 단계;
상기 아이소프로판올 용매를 제거하는 단계; 및
상기 탄소섬유를 열처리하여 탄소 나노 복합재를 형성하는 단계;를 포함하는, 탄소 나노 복합재의 제조 방법.Providing a silane solution in which trimethoxysilylpropylmodified (polyethyleneimine) is dissolved in an isopropanol solvent;
Immersing the carbon nanotubes in the silane solution;
Immersing the carbon fiber having the zinc oxide nanorod grown therein in the silane solution;
Removing the isopropanol solvent; And
And thermally treating the carbon fibers to form a carbon nanocomposite material.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170159230A KR101967871B1 (en) | 2017-11-27 | 2017-11-27 | Method of manufacturing carbon nano composites using silane material and carbon nano composites using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170159230A KR101967871B1 (en) | 2017-11-27 | 2017-11-27 | Method of manufacturing carbon nano composites using silane material and carbon nano composites using the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101967871B1 true KR101967871B1 (en) | 2019-04-10 |
Family
ID=66163841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020170159230A KR101967871B1 (en) | 2017-11-27 | 2017-11-27 | Method of manufacturing carbon nano composites using silane material and carbon nano composites using the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101967871B1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102071820B1 (en) * | 2019-04-02 | 2020-01-30 | 한국철도기술연구원 | Manufacture Method of Activated Carbon Fiber with Antibacterial and Antiviral |
| CN111334153A (en) * | 2020-04-13 | 2020-06-26 | 绍兴诺鼎卫浴洁具股份有限公司 | Heat-conducting modified polyurethane super-hydrophobic composite coating and preparation method thereof |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110127433A (en) * | 2010-05-19 | 2011-11-25 | 경희대학교 산학협력단 | Carbon/silanized carbon nanotube/epoxy three-phase composite |
| KR101327812B1 (en) | 2012-02-13 | 2013-11-11 | 금호석유화학 주식회사 | Highly conductive carbon nanotube having bundle moieties with ultra-low bulk density and highly conductive polymer nano-composite using the same |
| JP2016190969A (en) * | 2015-03-31 | 2016-11-10 | ニッタ株式会社 | Carbon fiber-reinforced molded article |
-
2017
- 2017-11-27 KR KR1020170159230A patent/KR101967871B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110127433A (en) * | 2010-05-19 | 2011-11-25 | 경희대학교 산학협력단 | Carbon/silanized carbon nanotube/epoxy three-phase composite |
| KR101327812B1 (en) | 2012-02-13 | 2013-11-11 | 금호석유화학 주식회사 | Highly conductive carbon nanotube having bundle moieties with ultra-low bulk density and highly conductive polymer nano-composite using the same |
| JP2016190969A (en) * | 2015-03-31 | 2016-11-10 | ニッタ株式会社 | Carbon fiber-reinforced molded article |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 2654-2660* * |
| Adv. Mater. Interfaces, Volume4, Issue2, January 23, 2017, 1600758* * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102071820B1 (en) * | 2019-04-02 | 2020-01-30 | 한국철도기술연구원 | Manufacture Method of Activated Carbon Fiber with Antibacterial and Antiviral |
| CN111334153A (en) * | 2020-04-13 | 2020-06-26 | 绍兴诺鼎卫浴洁具股份有限公司 | Heat-conducting modified polyurethane super-hydrophobic composite coating and preparation method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Huang et al. | Learning from nacre: Constructing polymer nanocomposites | |
| Zheng et al. | Chemical modification of carbon fiber with diethylenetriaminepentaacetic acid/halloysite nanotube as a multifunctional interfacial reinforcement for silicone resin composites | |
| KR102107801B1 (en) | Nano cellulose composite and method for manufacturing the same | |
| Tang et al. | Flexible conductive polypyrrole nanocomposite membranes based on bacterial cellulose with amphiphobicity | |
| Sapiai et al. | Mechanical properties of functionalised CNT filled kenaf reinforced epoxy composites | |
| JP5470628B2 (en) | Substrate surface treatment method that makes the surface of the substrate highly hydrophobic | |
| US9115220B2 (en) | Method for functionalization of nanoscale fibers and nanoscale fiber films | |
| Kim et al. | Carbon Nanotube‐Adsorbed Electrospun Nanofibrous Membranes of Nylon 6 | |
| Gao et al. | Bioinspired modification via green synthesis of mussel-inspired nanoparticles on carbon fiber surface for advanced composite materials | |
| KR101967871B1 (en) | Method of manufacturing carbon nano composites using silane material and carbon nano composites using the same | |
| KR20090113374A (en) | Reinforced silicone resin film and method of preparing same | |
| KR100895696B1 (en) | A Method for Preparation of Silicone Rubber/Carbon Nanotube Composites with Electrical Insulating Properties | |
| TWI727946B (en) | Porous body and manufacturing method of porous body | |
| Lavagna et al. | Preparation of hierarchical material by chemical grafting of carbon nanotubes onto carbon fibers | |
| WO2017111702A9 (en) | Durable superhydrophobic coating | |
| Wang et al. | Facile fabrication of robust superhydrophobic cotton fabrics modified by polysiloxane nanowires for oil/water separation | |
| Wang et al. | Surface modification of ramie fibers with silanized CNTs through a simple spray-coating method | |
| CN110499044A (en) | A kind of preparation and its application in polymer composites of organically-modified black phosphorus nanometer sheet | |
| CA3079980A1 (en) | Modified boron nitride nanotubes and solutions thereof | |
| Patil et al. | Bioinspired process using anisotropic silica particles and fatty acid for superhydrophobic cotton fabrics | |
| Mozaffarinasab et al. | Surface modification of carbon nanotubes by a bifunctional amine silane; effects on physical/mechanical/thermal properties of epoxy nanocomposite | |
| CN109629032B (en) | Preparation method of high-tensile-modulus polymer nano composite fiber based on electrostatic spinning technology | |
| KR102063258B1 (en) | A sensor comprising a nanostructure electrode having a silane coupling layer | |
| US20120015576A1 (en) | Antimicrobially Treated and/or Stain-Repellant Planar Substrates and Method for Producing the Same | |
| KR20070064710A (en) | A method for adsorption of nwnts and a fiber produced by the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |