KR20080021967A - Pre-treatment method of carbon nanotube for carbon nanotube/polymer composites, manufacturing method for carbon nanotube/polymer composites and carbon nanotube/polymer composites using the carbon nanotube - Google Patents

Pre-treatment method of carbon nanotube for carbon nanotube/polymer composites, manufacturing method for carbon nanotube/polymer composites and carbon nanotube/polymer composites using the carbon nanotube Download PDF

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한미선
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고려대학교 산학협력단
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Abstract

A method for pre-treating carbon nanotubes for carbon nanotube/polymer composites is provided to increase dispersibility of carbon nanotubes for carbon nanotube/polymer composites and allow the production of carbon nanotube/polymer composites having excellent electrical and rheological characteristics. A method for pre-treating carbon nanotubes for carbon nanotube/polymer composites includes the steps of: (1) ultrasonically treating carbon nanotubes in a hydrogen peroxide solution at the temperature of 30-70 ‹C for 50-130 minutes; (2) adjusting pH of the product obtained in the step (1) to 5.0-7.0; and (3) freeze-drying the product obtained in the step (2). The carbon nanotubes are multi-walled carbon nanotubes or single-walled carbon nanotubes.

Description

탄소나노튜브/고분자 복합체용 탄소나노튜브의 전처리 방법, 이를 이용한 탄소나노튜브/고분자 복합체 제조방법 및 탄소나노튜브/고분자 복합체{Pre-treatment method of carbon nanotube for carbon nanotube/polymer composites, manufacturing method for carbon nanotube/polymer composites and carbon nanotube/polymer composites using the carbon nanotube}Pre-treatment method of carbon nanotube for carbon nanotube / polymer composites, manufacturing method for carbon pretreatment method of carbon nanotube for carbon nanotube / polymer composite, carbon nanotube / polymer composite manufacturing method and carbon nanotube / polymer composite using same nanotube / polymer composites and carbon nanotube / polymer composites using the carbon nanotube}

도 1은 과산화수소를 이용하여 산처리한 다중벽 탄소나노튜브의 화학적 구조를 나타낸 그림이다.1 is a diagram showing the chemical structure of the multi-walled carbon nanotubes acid-treated using hydrogen peroxide.

도 2는 실시예 1 및 비교예 2의 탄소나노튜브에 대한 적외선 스펙트럼을 나타낸 그림이다.2 is a diagram showing an infrared spectrum of the carbon nanotubes of Example 1 and Comparative Example 2.

도 3은 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2의 탄소나노튜브에 대한 열중량분석치를 나타낸 그래프이다.Figure 3 is a graph showing the thermogravimetric analysis for the carbon nanotubes of Example 1, Comparative Example 1 and Comparative Example 2.

도 4는 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2의 탄소나노튜브를 전계방출주사전자현미경(FE-SEM) 및 투과전자현미경(TEM; JEM-2000EX/T)으로 촬영한 결과를 나타낸 그림이다.4 is a view showing the results of photographing the carbon nanotubes of Example 1, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 with a field emission scanning electron microscope (FE-SEM) and transmission electron microscope (TEM; JEM-2000EX / T) .

도 5는 실시예 2, 비교예 3 및 비교예 4의 탄소나노튜브/고분자 복합체의 전기전도도를 나타낸 그래프이다.5 is a graph showing the electrical conductivity of the carbon nanotube / polymer composite of Example 2, Comparative Example 3 and Comparative Example 4.

도 6은 실시예 2-(4), 비교예 3-(4) 및 비교예 4-(1)의 탄소나노튜브/고분자 복합체의 저장탄성율을 나타낸 그래프이다.FIG. 6 is a graph showing storage modulus of carbon nanotube / polymer composites of Examples 2- (4), Comparative Examples 3- (4), and Comparative Examples 4- (1).

도 7은 실시예 2-(4), 비교예 3-(4) 및 비교예 4-(1)의 탄소나노튜브/고분자 복합체의 점도를 나타낸 그래프이다.7 is a graph showing the viscosity of the carbon nanotube / polymer composite of Example 2- (4), Comparative Example 3- (4) and Comparative Example 4- (1).

본 발명은 탄소나노튜브/고분자 복합체용 탄소나노튜브의 전처리 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 분산성, 전기적 특성 및 유변학(Rheology)특성 등이 우수한 탄소나노튜브/고분자 복합체 제조가 가능한 탄소나노튜브/고분자 복합체용 탄소나노튜브의 전처리 방법, 이를 이용한 탄소나노튜브/고분자 복합체 제조방법 및 탄소나노튜브/고분자 복합체에 관한 것이다.The present invention relates to a method for pretreatment of carbon nanotubes for carbon nanotubes / polymer composites, and more particularly to carbon nanotubes / polymer composites having excellent dispersibility, electrical properties, and rheology properties. The present invention relates to a pretreatment method of carbon nanotubes for polymer composites, a carbon nanotube / polymer composite production method, and a carbon nanotube / polymer composite using the same.

탄소나노튜브(carbon nanotube; CNT)는 처음으로 Iijima가 전기방전법을 사용하여 발견한 이래 국내외적으로 이 새로운 탄소물질에 대한 관심이 증대되어 많은 연구가 진행중이다. Iijima가 처음으로 발견한 탄소나노튜브는 강철보다 200배가 더 강한 기계적 특성, 우수한 탄성률, 진공 상태에서 2800℃의 온도에서도 견디는 내열특성, 다이아몬드의 두배에 가까운 열전도도 및 구리와 비교하여 1000배가량 높은 전류 이송 능력 등을 보유하고 있어, 모든 공학분야에서의 응용 가능성이 매우 높은 것으로 평가되고 있다.Since carbon nanotubes (CNTs) were discovered for the first time by Iijima using the electric discharge method, there is a great deal of research underway due to increased interest in these new carbon materials at home and abroad. The first carbon nanotubes discovered by Iijima have 200 times stronger mechanical properties than steel, excellent modulus of elasticity, heat resistance at temperatures up to 2800 ° C in vacuum, thermal conductivity nearly twice that of diamond, and 1000 times higher than copper. It has a current carrying capacity and is considered to have a very high applicability in all engineering fields.

탄소나노튜브는 통상 직경이 1 내지 100나노미터(nm)이고, 길이는 수 나노미터(nm)부터 수십 마이크로미터(μm)인 높은 종횡비(aspect ratio)를 갖는 탄소재료 이다. 탄소나노튜브는 탄소원자 1개가 3개의 다른 탄소원자와 결합되어 이루어진 벌집모양의 평면형 탄소구조가 말려서 튜브모양을 하고 있다. 탄소나노튜브에도 여러 가지 종류가 있으며, 나노튜브를 구성하는 벽의 개수에 따라서는 다중벽 나노튜브(multi-walled nanotube, MWNT), 단일벽 나노튜브(single-walled nanotube, SWNT)로 나눌 수 있는데, 2개 이상의 벽으로 구성되어 있는 경우를 다중벽 나노튜브라 하고, 1개의 벽으로만 구성되어 있는 경우를 단일벽 나노튜브라 한다.Carbon nanotubes are usually carbon materials having a high aspect ratio of 1 to 100 nanometers (nm) in diameter and a length of several nanometers (nm) to several tens of micrometers (μm). Carbon nanotubes have a honeycomb-shaped planar carbon structure in which one carbon atom is bonded to three other carbon atoms to form a tube. There are many types of carbon nanotubes, and depending on the number of walls that make up the nanotubes, they can be divided into multi-walled nanotubes (MWNT) and single-walled nanotubes (SWNT). In the case of two or more walls, multiwall nanotubes are called single wall nanotubes.

탄소나노튜브는 높은 표면적과 종횡비로 인하여 기존의 탄소섬유에 비하여 훤씬 적은 양의 첨가만으로도 전기적 성질에서의 임계함량(percolation threshold; 탄소나노튜브/고분자 복합체가 전기전도도를 나타내는 탄소나노튜브의 최소함량)을 이룰 수 있는 장점 역시 가지고 있다. 기존의 탄소섬유의 경우 통상적인 전기적 성질에서의 임계함량은 8~20중량%임에 반해 탄소나노튜브를 사용할 경우 임계함량이 감소하며, Potschke는 폴리카보네이트에 대한 연구결과 탄소나노튜브의 임계함량이 2중량%라고 보고한 바 있다(European Polymer Journal 40 (2004) 137-148). 그러나 이 값 역시 그다지 작지 않다는 문제점이 있었다.Due to the high surface area and aspect ratio, carbon nanotubes have a very small amount of percolation threshold compared to conventional carbon fibers (percolation threshold), which is the minimum content of carbon nanotubes in which carbon nanotubes / polymer composites exhibit electrical conductivity. It also has the advantage of achieving this. In the case of conventional carbon fiber, the critical content in ordinary electrical properties is 8 to 20% by weight, whereas the critical content is reduced when carbon nanotubes are used, and Potschke's research on polycarbonate shows that the critical content of carbon nanotubes is 2% by weight (European Polymer Journal 40 (2004) 137-148). However, there was a problem that this value was not so small.

또한, 탄소나노튜브는 높은 전기 전도성, 열적 안정성, 인장강도 및 복원성으로 인하여 다양한 복합재료의 첨가제로 활용되고 있다. 탄소나노튜브가 첨가된 기능성 복합재료를 만들기 위해서는 탄소나노튜브의 다발들을 효과적으로 용매에 분산시키는 것이 중요하다. 예를 들어 탄소나노튜브가 분산된 고분자 복합재료를 만들기 위해서는 고분자 매트릭스(matrix)에 탄소나노튜브를 균일하게 분산시킬 수 있어야 한다. 그러나 탄소나노튜브는 긴 길이와 탄소나노튜브 상호간의 강한 인력 으로 인하여 용매에 대해 매우 낮은 분산도를 갖는다는 문제점이 있었다. In addition, carbon nanotubes are being used as additives in various composite materials due to their high electrical conductivity, thermal stability, tensile strength and resilience. It is important to effectively disperse the bundles of carbon nanotubes in a solvent in order to make functional composites containing carbon nanotubes. For example, in order to make a polymer composite material in which carbon nanotubes are dispersed, it is necessary to uniformly disperse carbon nanotubes in a polymer matrix. However, carbon nanotubes have a problem that they have very low dispersion in solvents due to their long length and strong attraction between the carbon nanotubes.

이러한 문제점을 개선하고자 탄소나노튜브에 대해 화학적 및 물리적 전처리(pre-treatment)과정을 통해 분산력을 갖게 함으로써 고분자 재료와 혼합될 수 있는 방법에 관한 기술들이 많이 연구되고 있다.In order to improve such a problem, a lot of researches have been conducted on techniques for mixing carbon nanotubes with polymer materials by dispersing them through chemical and physical pre-treatment processes.

현재까지 알려진 방법으로는 주로 탄소나노튜브 소재 자체의 분산성을 높이기 위하여 황산, 염산, 질산 등의 강산성 용액으로 탄소나노튜브 표면을 산화시키는 방법이 있으나, 강산성 용액의 사용에 따른 부산물에 대한 처리가 어렵다는 등의 문제점이 있었고, 산성용액으로 처리한 탄소나노튜브를 열건조 하는 경우, 탄소나노튜브의 분산성이 충분하지 않다는 문제점이 있었다.The methods known to date mainly oxidize the surface of carbon nanotubes with a strong acid solution such as sulfuric acid, hydrochloric acid, and nitric acid in order to increase the dispersibility of the carbon nanotube material itself. There was a problem such as difficult, and when thermally drying the carbon nanotubes treated with an acidic solution, there was a problem that the dispersion of the carbon nanotubes is not sufficient.

또한 상술한 바와 같이 탄소나노튜브 표면개질에 의해 분산력을 갖게 하는 방법 외에 분산성이 우수한 탄소나노튜브/고분자복합체 자체를 형성하기 위한 방법에 관한 연구는 충분히 이루어지고 있지 않다는 문제점이 있었다.In addition, as described above, a method for forming a carbon nanotube / polymer composite having excellent dispersibility in addition to a method of providing dispersion by carbon nanotube surface modification has not been sufficiently conducted.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 첫번째 기술적 과제는 탄소나노튜브/고분자 복합체용 탄소나노튜브의 분산성을 증가시키는 전처리 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, the first technical problem to be achieved by the present invention is to provide a pretreatment method for increasing the dispersibility of carbon nanotubes for carbon nanotubes / polymer composites.

본 발명이 이루고자 하는 두번째 기술적 과제는 분산성, 전기적 특성 및 유변학(Rheology)특성이 우수한 탄소나노튜브/고분자 복합체 제조방법을 제공하는 것이다.The second technical problem to be achieved by the present invention is to provide a method for producing a carbon nanotube / polymer composite excellent in dispersibility, electrical properties and rheology (Rheology).

본 발명이 이루고자 하는 세번째 기술적 과제는 분산성, 전기적 특성 및 유변학(Rheology)특성이 우수한 탄소나노튜브/고분자 복합체를 제공하는 것이다.The third technical problem to be achieved by the present invention is to provide a carbon nanotube / polymer composite excellent in dispersibility, electrical properties and rheology (Rheology).

본 발명은 상기 첫 번째 기술적 과제를 달성하기 위하여, 탄소나노튜브를 과산화수소 용액 내에서 30~70℃의 온도로, 50~130분간 초음파처리하는 제1단계; 상기 제1단계 생성물의 pH를 조정하는 제2단계; 및 상기 제2단계 생성물을 동결건조하는 제3단계를 포함하는 탄소나노튜브/고분자 복합체용 탄소나노튜브의 전처리 방법을 제공한다.The present invention to achieve the first technical problem, the first step of sonicating carbon nanotubes at a temperature of 30 ~ 70 ℃ in hydrogen peroxide solution for 50 to 130 minutes; A second step of adjusting the pH of the first step product; And it provides a method for pretreatment of carbon nanotubes for carbon nanotubes / polymer composite comprising a third step of lyophilizing the second step product.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 탄소나노튜브는 다중벽나노튜브(MWNT) 또는 단중벽나노튜브(SWNT)일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the carbon nanotubes may be multi-walled nanotubes (MWNT) or single-walled nanotubes (SWNT).

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 제2단계의 pH는 5.0~7.0일 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the pH of the second step may be 5.0 ~ 7.0.

본 발명은 상기 두 번째 기술적 과제를 달성하기 위하여, 상기 탄소나노튜브/고분자 복합체용 탄소나노튜브의 전처리 방법에 의해 제조된 탄소나노튜브와 고분자를 용매 중에서 초음파처리하는 단계를 포함하는 탄소나노튜브/고분자 복합체 제조방법을 제공한다.The present invention, in order to achieve the second technical problem, carbon nanotubes / polymer comprising the step of sonicating the carbon nanotubes and polymer prepared by the carbon nanotube pre-treatment method for the carbon nanotubes / polymer composite in a solvent It provides a method for producing a polymer composite.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 용매는 물, 테트라하이드로퓨란(THF; Tetrahydrofuran), 디메틸포름아미드(DMF; Dimethylformamide), 톨루엔(toluene), 에탄올(ethanol) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.According to one embodiment of the invention, the solvent is selected from the group consisting of water, tetrahydrofuran (THF; Tetrahydrofuran), dimethylformamide (DMF; Dimethylformamide), toluene, ethanol and mixtures thereof It can be either.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 고분자는 폴리카보네이트일 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the polymer may be polycarbonate.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 폴리카보네이트 중량 대비 탄소나노튜브 함량은 0.5~2.0중량%일 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the carbon nanotube content to the weight of the polycarbonate may be 0.5 to 2.0% by weight.

본 발명은 상기 세번째 기술적 과제를 달성하기 위하여, 상기 탄소나노튜브/고분자 복합체 제조방법에 의해 제조된 탄소나노튜브/고분자 복합체를 제공한다.The present invention provides a carbon nanotube / polymer composite prepared by the carbon nanotube / polymer composite manufacturing method in order to achieve the third technical problem.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the present invention in more detail.

본 발명에 따른 탄소나노튜브/고분자 복합체용 탄소나노튜브의 전처리 방법은 탄소나노튜브를 과산화수소 용액 내에서 30~70℃의 온도로, 50~130분간 초음파처리하는 제1단계; 상기 제1단계 생성물의 pH를 조정하는 제2단계; 및 상기 제2단계 생성물을 동결건조하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Pretreatment method of carbon nanotubes for carbon nanotubes / polymer composite according to the present invention comprises the first step of sonicating the carbon nanotubes at a temperature of 30 ~ 70 ℃ in hydrogen peroxide solution, 50 to 130 minutes; A second step of adjusting the pH of the first step product; And a third step of lyophilizing the second step product.

상기 제1단계에서 탄소나노튜브를 과산화수소 용액 내에서 30~70℃의 온도로, 50~130분간 초음파처리 함으로써, 과산화수소에 의해 탄소나노튜브를 적절한 길이를 갖도록 치환기 도입하여 산화처리 할 수 있고, 초음파에 의해 얽혀져 있는 탄소나노튜브를 풀어줄 수 있다. 상기와 같은 과산화수소와 초음파처리의 동시처리에 의해 탄소나노튜브의 길이를 짧게 하고 탄소나노튜브 상호간의 거리를 일정하게 유지시켜줌으로써 탄소나노튜브가 분산성을 갖도록 할 수 있다. 또한 도 1에서 보는 바와 같이 상기 산화처리에 의해 탄소나노튜브의 탄소가 카르복실기 및 하이드록시기로 치환되어, 산화한 탄소나노튜브의 작용기들이 탄소나노튜브간 상호 반발력을 증가시켜 탄소나노튜브의 분산성을 증가시킬 수 있다. 상기 초음파처리시 처리온도가 30℃미만인 경우는 산화가 불충분할 염려가 있고, 70℃초과의 경우는 지나치게 산화될 염려가 있다. 또한, 처리시간이 50분 미만인 경우는 산화가 불충분할 염려가 있으며, 처리시간이 130분을 초과하는 경우는 지나치게 탄소나노튜브가 산화될 염려가 있다.In the first step, by sonicating the carbon nanotubes at a temperature of 30 to 70 ° C. in a hydrogen peroxide solution for 50 to 130 minutes, the carbon nanotubes may be oxidized by introducing a substituent to have an appropriate length by the hydrogen peroxide. The carbon nanotubes entangled by can be released. By simultaneously treating the hydrogen peroxide and the ultrasonic treatment, the carbon nanotubes can be shortened and carbon nanotubes can be dispersed by maintaining a constant distance between the carbon nanotubes. In addition, as shown in FIG. 1, the carbon of the carbon nanotubes is substituted with carboxyl and hydroxy groups by the oxidation treatment, and the functional groups of the oxidized carbon nanotubes increase the mutual repulsion between the carbon nanotubes, thereby dispersing the carbon nanotubes. Can be increased. If the treatment temperature is less than 30 ° C. during the sonication, oxidation may be insufficient, and if it exceeds 70 ° C., the oxidation may be excessive. Further, if the treatment time is less than 50 minutes, there is a fear that the oxidation is insufficient, if the treatment time exceeds 130 minutes, there is a fear that the carbon nanotubes are excessively oxidized.

상기 제1단계에서 얻어진 혼합물 용액은 상온에서 방치하여 온도를 낮춘 후 원심분리기를 이용하여 분리할 수 있다. 분리되어 얻어진 혼합물 용액은 과산화수소를 분리 및 제거하고 증류수로 다시 혼합물을 만든 후 원심분리기를 이용하여 용액을 분리하는 과정을 통해 pH를 중성에 가까운 정도로 조정하는 상기 제2단계를 거칠 수 있다. 상기 제2단계과정을 통해 pH를 조정함으로써 과산화수소를 제거하여 탄소나노튜브가 지나치게 산화됨으로써, 전기적 성질이나 유변학적 성질이 저하되는 것을 막을 수 있다. 탄소나노튜브가 지나치게 산화되는 경우, 탄소나노튜브 각각의 길이가 짧아지게 되고, 길이가 짧아진 상태의 탄소나노튜브는 서로 응집하게 되기 때문이라 할 수 있다.The mixture solution obtained in the first step may be separated by using a centrifuge after lowering the temperature by leaving at room temperature. The separated mixture solution may be subjected to the second step of adjusting the pH to near neutrality by separating and removing hydrogen peroxide, making the mixture again with distilled water, and separating the solution using a centrifuge. By adjusting the pH through the second step process, the hydrogen peroxide is removed and the carbon nanotubes are excessively oxidized, thereby preventing deterioration of the electrical and rheological properties. When the carbon nanotubes are excessively oxidized, the length of each of the carbon nanotubes is shortened, and the carbon nanotubes in the shortened state are aggregated with each other.

상기 제3단계과정을 통해 상기 제2단계 생성물을 동결건조함으로써, 종래 열건조에 의한 분산성의 문제점을 해결할 수 있다. 종래의 열건조방법에 의할 경우, 탄소나노튜브가 열 및 열건조시 완전히 증발되지 않고 남아있는 과산화수소에 의해 계속 산화가 진행되어 탄소나노튜브 길이가 짧아질 뿐만 아니라, 열에 의한 용매의 증발로 탄소나노튜브간 거리가 가까워지게 되므로 반데르발스 인력이 용매가 제거되어 좁아진 공간에서 너무 크게 일어나게 되어 다시 응집하거나 얽히게 되기 때문이라 할 수 있다. 따라서 종래의 열건조에 의하지 않고 상기의 동결건조법을 사용함으로써, 탄소나노튜브가 지나치게 산화되는 것을 막아주게 되어 재응집현상을 막아주므로 분산성이 개선되는 것으로 생각된다. 또한 동결건조에 의할 경우, 열건조에 의한 경우와 달리 입자 간에 존재하던 액체의 승화에 의해 입자간 공동(pore)이 생기게 되어, 추후 용매에 용해시 분산성이 양호해진다는 효과도 아울러 갖게 되는 것으로 판단된다.By freeze-drying the second step product through the third step process, it is possible to solve the problem of dispersibility by conventional heat drying. According to the conventional thermal drying method, the carbon nanotubes continue to be oxidized by hydrogen peroxide which is not completely evaporated during heat and heat drying, resulting in shortening of the carbon nanotube length, and carbon evaporation of the solvent by heat. As the distance between the nanotubes gets closer, van der Waals attraction is caused to be too large in a narrow space due to the removal of the solvent, causing it to aggregate or entangle again. Therefore, by using the above freeze-drying method instead of conventional thermal drying, it is thought that the carbon nanotubes are prevented from being excessively oxidized and the reagglomeration is prevented, so that the dispersibility is improved. In the case of lyophilization, unlike in the case of thermal drying, a pore is generated by the sublimation of the liquid existing between the particles, so that the dispersibility is good when dissolving in a solvent later. It seems to be.

상기 탄소나노튜브는 다중벽탄소나노튜브 또는 단중벽탄소나노튜브 등 종류에 관계없이 사용할 수 있다. 다만, 경제적 측면에서 다중벽탄소나노튜브가 바람직하다.The carbon nanotubes may be used regardless of the type of multi-walled carbon nanotubes or single-walled carbon nanotubes. However, in terms of economics, multi-walled carbon nanotubes are preferable.

상기 제2단계의 pH를 5.0~7.0으로 조정할 수 있다. pH 5.0 미만의 경우는 과산화수소가 잔존하여 탄소나노튜브가 지나치게 산화되어 탄소나노튜브의 길이가 짧아짐으로써, 탄소나노튜브의 분산성 등에 문제가 될 염려가 있고, 과산화수소의 제거를 위해 증류수 등을 사용하여 중성조건을 맞춰줌으로써 탄소나노튜브가 지나치게 산화되는 것을 막고자 하는 본 발명에서 pH 7.0 초과를 위해 염기성 용매 등을 사용하는 것은 무의미할 염려가 있기 때문이다.PH of the second step can be adjusted to 5.0 ~ 7.0. If the pH is less than 5.0, hydrogen peroxide remains and the carbon nanotubes are excessively oxidized to shorten the length of the carbon nanotubes, which may cause a problem of dispersibility of the carbon nanotubes, and distilled water may be used to remove hydrogen peroxide. In the present invention, which is intended to prevent the carbon nanotubes from being excessively oxidized by adjusting neutral conditions, the use of a basic solvent or the like for pH above 7.0 may be meaningless.

본 발명은 상기 두 번째 기술적 과제를 달성하기 위하여, 상기 탄소나노튜브/고분자 복합체용 탄소나노튜브의 전처리 방법에 의해 제조된 탄소나노튜브와 고분자를 용매 중에서 초음파처리하는 단계를 포함하는 탄소나노튜브/고분자 복합체 제조방법을 제공한다. 상기 탄소나노튜브/고분자 복합체용 탄소나노튜브의 전처리 방법에 의해 제조된 동결건조상태의 탄소나노튜브는 분산성이 우수하므로 상기 탄소나노튜브와 고분자를 용매 중에서 초음파처리함으로써 고분자중 탄소나노튜브가 균일하게 분산된 탄소나노튜브/고분자 복합체를 얻을 수 있다.The present invention, in order to achieve the second technical problem, carbon nanotubes / polymer comprising the step of sonicating the carbon nanotubes and polymer prepared by the carbon nanotube pre-treatment method for the carbon nanotubes / polymer composite in a solvent It provides a method for producing a polymer composite. The freeze-dried carbon nanotubes prepared by the pretreatment method of the carbon nanotubes / polymer composite carbon nanotubes have excellent dispersibility, so that the carbon nanotubes in the polymer are homogenized by ultrasonication of the carbon nanotubes and the polymer in a solvent. It is possible to obtain a dispersed carbon nanotube / polymer composite.

상기 용매는 물, 테트라하이드로퓨란, N,N-디메틸포름아마이드(N,N-dimethylformamide), 톨루엔, 에탄올 등일 수 있으며, 테트라하이드로퓨란이 바람직하다. 이는 상기 테트라하이드로퓨란 용매 중에서 상기 전처리 방법에 의해 제조 된 탄소나노튜브의 제타포텐셜이 낮은 값을 갖게 되므로, 우수한 반발력을 갖게 되어 분산성이 우수하기 때문이다.The solvent may be water, tetrahydrofuran, N, N-dimethylformamide, toluene, ethanol, or the like, with tetrahydrofuran being preferred. This is because the zeta potential of the carbon nanotubes prepared by the pretreatment method in the tetrahydrofuran solvent has a low value, thereby having excellent repulsive force and excellent dispersibility.

본 발명에 사용할 수 있는 고분자는 특별히 제한되는 것은 아니나, 강도 측면에서 유리한 폴리카보네이트일 수 있다. 상기 폴리카보네이트 중량 대비 탄소나노튜브 함량은 0.5~2.0중량%일 수 있으며, 0.5중량% 미만일 경우는 탄소나노튜브 함량이 적어져 전기가 전도할 수 있는 탄소나노튜브간 경로를 생성하지 못할 염려가 있고, 2.0중량% 초과일 경우는 전기전도도의 증가는 미미한 반면, 탄소나노튜브의 사용량만 증가할 염려가 있기 때문이다. 또한 본 발명에 의할 경우, 전기전도도측면에서 다중벽탄소나노튜브/폴리카보네이트의 임계함량은 0.5중량%로, 전처리하지 않은 다중벽탄소나노튜브의 경우 5.0중량%, 산화후 열건조한 다중벽탄소나노튜브의 경우는 2.0중량%인 경우에 비해 우수한 전기적 특성을 갖는다. 상기의 전기전도도측면에서 다중벽탄소나노튜브/폴리카보네이트의 임계함량이 0.5중량%라는 결과는 종래에 Potschke가 폴리카보네이트에 대한 실험에 의해 얻어낸 결과인 탄소나노튜브 임계함량 2.0중량%에 비해서 매우 적은 량의 탄소나노튜브만을 사용하여도 전기전도가 일어날 수 있다는 것을 나타내는 것으로 종래 기술에 비해 본 발명에 의할 경우 매우 뛰어난 효과를 나타내는 것임을 알 수 있다. 상기와 같은 우수한 전기적 특성을 갖는 이유는 본 발명에 의한 탄소나노튜브의 분산성이 우수하여 고분자 내에 고르게 분산할 뿐만 아니라 낮은 탄소나노튜브 함량에서도 탄소나노튜브간 네트워크를 형성하기에 적당한 길이를 갖게 되므로 전기가 전도할 수 있는 통로를 형성하기 때문인 것으로 판단된다. 이상의 특성으로 말미암아 탄소나노튜브 함량이 적은 경우에도 양호한 전기전도성을 나타낼 뿐만 아니라, 저장탄성율, 점도 등의 유변학적 특성에 있어서도 우수한 특성을 발휘하는 것으로 판단된다.The polymer that can be used in the present invention is not particularly limited, but may be a polycarbonate which is advantageous in terms of strength. The carbon nanotube content may be 0.5 to 2.0% by weight based on the weight of the polycarbonate, and if the content is less than 0.5% by weight, the carbon nanotube content may be less, thereby preventing the generation of a path between carbon nanotubes through which electricity may be conducted. In the case of more than 2.0% by weight, the electrical conductivity is insignificant, while only the amount of carbon nanotubes may be increased. In addition, according to the present invention, the critical content of the multi-walled carbon nanotubes / polycarbonate in terms of electrical conductivity is 0.5% by weight, 5.0% by weight in the pre-treated multi-walled carbon nanotubes, multi-walled carbon heat-oxidized after oxidation Nanotubes have superior electrical properties compared to 2.0 wt%. The critical content of the multi-walled carbon nanotubes / polycarbonates in terms of electrical conductivity is 0.5% by weight, which is very small compared to the 2.0% by weight of carbon nanotubes, which is a result of Potschke's previous experiments on polycarbonates. It can be seen that the electric conduction can occur even when only an amount of carbon nanotubes is used, and according to the present invention, it shows a very excellent effect. The reason for having the excellent electrical properties as described above is that the dispersion of the carbon nanotubes according to the present invention is not only uniformly dispersed in the polymer, but also has a suitable length to form a network between carbon nanotubes even at a low carbon nanotube content. It is believed that this is because electricity forms a path through which electricity can be conducted. Due to the above characteristics, even when the carbon nanotube content is low, it is not only excellent electrical conductivity but also excellent in rheological properties such as storage modulus and viscosity.

본 발명은 상기 세 번째 기술적 과제를 달성하기 위하여, 상기 탄소나노튜브/고분자 복합체 제조방법에 의해 제조된 탄소나노튜브/고분자 복합체를 제공한다. 상술한 바와 같은 이유로 상기 탄소나노튜브/고분자 복합체 제조방법에 의해 제조된 탄소나노튜브/고분자 복합체는 적절하게 산화되어 분산성이 우수한 탄소나노튜브를 사용함으로써, 고분자 내에 탄소나노튜브가 고르게 분산될 뿐만 아니라, 탄소나노튜브의 길이가 적당하여 탄소나노튜브/고분자 복합체 중 탄소나노튜브의 함량이 적은 경우에도 탄소나노튜브간 네트워크를 형성하게 되므로, 전기적 특성 및 유변학특성이 우수하게 된다.The present invention provides a carbon nanotube / polymer composite prepared by the carbon nanotube / polymer composite manufacturing method in order to achieve the third technical problem. For the same reason as described above, the carbon nanotube / polymer composite prepared by the carbon nanotube / polymer composite manufacturing method is appropriately oxidized, so that carbon nanotubes are uniformly dispersed in the polymer by using carbon nanotubes having excellent dispersibility. In addition, since the carbon nanotubes have a suitable length, the carbon nanotubes form a network even when the carbon nanotubes in the carbon nanotubes / polymer composite have a low content, thereby providing excellent electrical and rheological properties.

이하, 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명이 이에 의해 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments, but the present invention is not limited thereto.

실시예 1Example 1

과산화수소 및 초음파 처리한 탄소나노튜브를 동결건조하는 전처리Pretreatment to freeze-dry hydrogen peroxide and sonicated carbon nanotubes

다중벽 탄소나노튜브(JEIO사; 길이 10~15mm, 지름 10~20mm, 순도 97중량% 이상급) 1.5g을 과산화수소 500ml에 넣고, 50℃에서 40kHz의 초음파 조건하에서 90분간 수행하였다. 상기 과정에서 얻어진 혼합물 용액은 상온에서 1시간 방치하여 온도를 낮춘 후 원심분리기를 이용하여 3000rpm으로 1시간 동안 원심분리하였다. 원심분리 후, 상층의 용액은 제거하고, 잔류물에 증류수를 첨가하여 3000rpm으로 10 분간 원심분리하는 과정을 3회 반복하였다. 이와 같은 방법으로 혼합물 용액의 pH가 6.0이 되도록 하였다. 상기의 과정을 거친 탄소나노튜브는 동결건조기(VD-500F; Taitec사 제조)를 이용하여, 3torr의 압력과 -60℃의 온도에서, 72시간 건조함으로써 탄소나노튜브/고분자 복합체용 탄소나노튜브를 분말형태로 수득하였다.1.5 g of multi-walled carbon nanotubes (JEIO Co., Ltd .; length 10-15 mm, diameter 10-20 mm, purity of 97% by weight or more) was placed in 500 ml of hydrogen peroxide, and the reaction was performed at 50 ° C. under ultrasonic conditions of 40 kHz for 90 minutes. The mixture solution obtained in the above process was left at room temperature for 1 hour to lower the temperature, and then centrifuged for 1 hour at 3000 rpm using a centrifuge. After centrifugation, the solution of the upper layer was removed, and the process of centrifugation for 10 minutes at 3000 rpm was repeated three times by adding distilled water to the residue. In this way, the pH of the mixture solution was adjusted to 6.0. The carbon nanotubes subjected to the above process were dried at 72torr and at a temperature of -60 ° C for 72 hours using a freeze-dryer (VD-500F; manufactured by Taitec Co.) to form carbon nanotubes for carbon nanotubes / polymer composites. Obtained in powder form.

비교예 1Comparative Example 1

과산화수소 및 초음파 처리한 탄소나노튜브를 Hydrogen Peroxide and Ultrasonicated Carbon Nanotubes 열건조하는Heat-dried 전처리 Pretreatment

다중벽 탄소나노튜브(JEIO사; 길이 10~15mm, 지름 10~20mm, 순도 97중량% 이상급) 1.5g을 과산화수소 500ml에 넣고, 50℃에서 40kHz의 초음파 조건하에서 90분간 수행하였다. 상기 과정에서 얻어진 혼합물 용액을 오븐에서 120℃에서 48시간 건조하여 개질된 다중벽 탄소나노튜브를 수득하였다.1.5 g of multi-walled carbon nanotubes (JEIO Co., Ltd .; length 10-15 mm, diameter 10-20 mm, purity of 97% by weight or more) was placed in 500 ml of hydrogen peroxide, and the reaction was performed at 50 ° C. under ultrasonic conditions of 40 kHz for 90 minutes. The mixture solution obtained in the above process was dried in an oven at 120 ° C. for 48 hours to obtain a modified multi-walled carbon nanotube.

비교예 2Comparative Example 2

전처리하지 않은 탄소나노튜브Untreated carbon nanotubes

다중벽 탄소나노튜브(JEIO사; 길이 10~15mm, 지름 10~20mm, 순도 97중량% 이상급) 1.5g을 준비하였다.1.5 g of a multi-walled carbon nanotube (JEIO Co., Ltd .; length 10-15 mm, diameter 10-20 mm, purity of 97 wt% or more) was prepared.

실시예 2Example 2

탄소나노튜브(동결건조)/폴리카보네이트 복합체 제조Carbon nanotube (freeze drying) / polycarbonate composite manufacturing

실시예 2-(1)Example 2- (1)

폴리카보네이트(LG화학 제조; PC 201 15; 수평균분자량 11,000, 중량평균분자량 30,000, 유리전이온도 156.6℃) 9.97g에 대하여 0.3중량%가 되도록 실시예 1의 다중벽탄소나노튜브 0.03g을 테트라하이드로퓨란 용액 300ml 내에 폴리카보네이트와 함께 주입한 후, 6시간 동안 60℃ 온도에서 40kHz의 초음파를 가하여 탄소나노튜브/폴리카보네이트 복합체를 제조하였다.Polycarbonate (manufactured by LG Chemical; PC 201 15; number average molecular weight 11,000, weight average molecular weight 30,000, glass transition temperature 156.6 ° C) 0.03 g of multi-walled carbon nanotubes of Example 1 was added to 0.3 wt% based on 9.97 g of tetrahydro After injection with polycarbonate in 300 ml of a furan solution, a 40 kHz ultrasonic wave was applied at 60 ° C. for 6 hours to prepare a carbon nanotube / polycarbonate composite.

실시예 2-(2)Example 2- (2)

폴리카보네이트(LG화학 제조; PC 201 15; 수평균분자량 11,000, 중량평균분자량 30,000, 유리전이온도 156.6℃) 9.95g에 대하여 0.5중량%가 되도록 실시예 1의 다중벽탄소나노튜브 0.05g을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2-(1)과 동일한 방법으로 탄소나노튜브/폴리카보네이트 복합체를 제조하였다.Polycarbonate (manufactured by LG Chemical; PC 201 15; number average molecular weight 11,000, weight average molecular weight 30,000, glass transition temperature 156.6 ° C.) using 0.05 g of the multi-walled carbon nanotube of Example 1 to be 0.5% by weight based on 9.95 g Except for the carbon nanotube / polycarbonate composite was prepared in the same manner as in Example 2- (1).

실시예 2-(3)Example 2- (3)

폴리카보네이트(LG화학 제조; PC 201 15; 수평균분자량 11,000, 중량평균분자량 30,000, 유리전이온도 156.6℃) 9.93g에 대하여 0.7중량%가 되도록 실시예 1의 다중벽탄소나노튜브 0.07g을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2-(1)과 동일한 방법으로 탄소나노튜브/폴리카보네이트 복합체를 제조하였다.Polycarbonate (manufactured by LG Chemical; PC 201 15; number average molecular weight 11,000, weight average molecular weight 30,000, glass transition temperature 156.6 ° C.) using 0.07 g of multi-walled carbon nanotubes of Example 1 to be 0.7 wt% based on 9.93 g Except for the carbon nanotube / polycarbonate composite was prepared in the same manner as in Example 2- (1).

실시예 2-(4)Example 2- (4)

폴리카보네이트(LG화학 제조; PC 201 15; 수평균분자량 11,000, 중량평균분 자량 30,000, 유리전이온도 156.6℃) 9.9g에 대하여 1.0중량%가 되도록 실시예 1의 다중벽탄소나노튜브 0.1g을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2-(1)과 동일한 방법으로 탄소나노튜브/폴리카보네이트 복합체를 제조하였다.Polycarbonate (manufactured by LG Chemical; PC 201 15; number average molecular weight 11,000, weight average molecular weight 30,000, glass transition temperature 156.6 ° C.) using 0.1 g of the multi-walled carbon nanotube of Example 1 so as to be 1.0% by weight based on 9.9 g Except that the carbon nanotube / polycarbonate composite was prepared in the same manner as in Example 2- (1).

실시예 2-(5)Example 2- (5)

폴리카보네이트(LG화학 제조; PC 201 15; 수평균분자량 11,000, 중량평균분자량 30,000, 유리전이온도 156.6℃) 9.8g에 대하여 2.0중량%가 되도록 실시예 1의 다중벽탄소나노튜브 0.2g을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2-(1)과 동일한 방법으로 탄소나노튜브/폴리카보네이트 복합체를 제조하였다.Polycarbonate (manufactured by LG Chemical; PC 201 15; number average molecular weight 11,000, weight average molecular weight 30,000, glass transition temperature 156.6 ° C) using 0.2 g of the multi-walled carbon nanotubes of Example 1 to 2.0% by weight Except for the carbon nanotube / polycarbonate composite was prepared in the same manner as in Example 2- (1).

실시예 2-(6)Example 2- (6)

폴리카보네이트(LG화학 제조; PC 201 15; 수평균분자량 11,000, 중량평균분자량 30,000, 유리전이온도 156.6℃) 9.7g에 대하여 3.0중량%가 되도록 실시예 1의 다중벽탄소나노튜브 0.3g을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2-(1)과 동일한 방법으로 탄소나노튜브/폴리카보네이트 복합체를 제조하였다.Polycarbonate (manufactured by LG Chemical; PC 201 15; number average molecular weight 11,000, weight average molecular weight 30,000, glass transition temperature 156.6 ° C) 0.3 g of the multi-walled carbon nanotubes of Example 1 was used so that 3.0% by weight Except for the carbon nanotube / polycarbonate composite was prepared in the same manner as in Example 2- (1).

실시예 2-(7)Example 2- (7)

폴리카보네이트(LG화학 제조; PC 201 15; 수평균분자량 11,000, 중량평균분자량 30,000, 유리전이온도 156.6℃) 9.5g에 대하여 5.0중량%가 되도록 실시예 1의 다중벽탄소나노튜브 0.5g을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2-(1)과 동일한 방법으로 탄소나노튜브/폴리카보네이트 복합체를 제조하였다.Polycarbonate (manufactured by LG Chemical; PC 201 15; number average molecular weight 11,000, weight average molecular weight 30,000, glass transition temperature 156.6 ℃) 0.5 g of the multi-walled carbon nanotubes of Example 1 to be 5.0% by weight Except for the carbon nanotube / polycarbonate composite was prepared in the same manner as in Example 2- (1).

실시예 2-(8)Example 2- (8)

폴리카보네이트(LG화학 제조; PC 201 15; 수평균분자량 11,000, 중량평균분자량 30,000, 유리전이온도 156.6℃) 9.3g에 대하여 7.0중량%가 되도록 실시예 1의 다중벽탄소나노튜브 0.7g을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2-(1)과 동일한 방법으로 탄소나노튜브/폴리카보네이트 복합체를 제조하였다.Polycarbonate (manufactured by LG Chem; PC 201 15; number average molecular weight 11,000, weight average molecular weight 30,000, glass transition temperature 156.6 ℃) to 9.3 g of using the multi-walled carbon nanotubes of Example 1 0.7g Except for the carbon nanotube / polycarbonate composite was prepared in the same manner as in Example 2- (1).

비교예 3Comparative Example 3

탄소나노튜브(Carbon nanotube ( 열건조Heat drying )/폴리카보네이트 복합체 제조) / Polycarbonate composite

비교예 3-(1)Comparative Example 3- (1)

폴리카보네이트(LG화학 제조; PC 201 15; 수평균분자량 11,000, 중량평균분자량 30,000, 유리전이온도 156.6℃) 9.97g에 대하여 0.3중량%가 되도록 비교예 1의 다중벽탄소나노튜브 0.03g을 테트라하이드로퓨란 용액 300ml 내에 폴리카보네이트와 함께 주입한 후, 6시간 동안 60℃ 온도에서 40kHz의 초음파를 가하여 탄소나노튜브/폴리카보네이트 복합체를 제조하였다.Polycarbonate (manufactured by LG Chemical; PC 201 15; number average molecular weight 11,000, weight average molecular weight 30,000, glass transition temperature 156.6 ° C.) 0.03 g of multiwall carbon nanotubes of Comparative Example 1 After injection with polycarbonate in 300 ml of a furan solution, a 40 kHz ultrasonic wave was applied at 60 ° C. for 6 hours to prepare a carbon nanotube / polycarbonate composite.

비교예 3-(2)Comparative Example 3- (2)

폴리카보네이트(LG화학 제조; PC 201 15; 수평균분자량 11,000, 중량평균분자량 30,000, 유리전이온도 156.6℃) 9.95g에 대하여 0.5중량%가 되도록 비교예 1 의 다중벽탄소나노튜브 0.05g을 사용한 것을 제외하고는 상기 비교예 3-(1)과 동일한 방법으로 탄소나노튜브/폴리카보네이트 복합체를 제조하였다.Polycarbonate (manufactured by LG Chemical; PC 201 15; number average molecular weight 11,000, weight average molecular weight 30,000, glass transition temperature 156.6 ° C.) using 0.05 g of multi-walled carbon nanotubes of Comparative Example 1 so as to be 0.5% by weight with respect to 9.95 g. Except for producing a carbon nanotube / polycarbonate composite in the same manner as in Comparative Example 3- (1).

비교예 3-(3)Comparative Example 3- (3)

폴리카보네이트(LG화학 제조; PC 201 15; 수평균분자량 11,000, 중량평균분자량 30,000, 유리전이온도 156.6℃) 9.93g에 대하여 0.7중량%가 되도록 비교예 1의 다중벽탄소나노튜브 0.07g을 사용한 것을 제외하고는 상기 비교예 3-(1)과 동일한 방법으로 탄소나노튜브/폴리카보네이트 복합체를 제조하였다.Polycarbonate (manufactured by LG Chemical; PC 201 15; number average molecular weight 11,000, weight average molecular weight 30,000, glass transition temperature 156.6 ° C) using 0.07 g of multi-walled carbon nanotubes of Comparative Example 1 so as to be 0.7% by weight based on 9.93 g Except for producing a carbon nanotube / polycarbonate composite in the same manner as in Comparative Example 3- (1).

비교예 3-(4)Comparative Example 3- (4)

폴리카보네이트(LG화학 제조; PC 201 15; 수평균분자량 11,000, 중량평균분자량 30,000, 유리전이온도 156.6℃) 9.9g에 대하여 1.0중량%가 되도록 비교예 1의 다중벽탄소나노튜브 0.1g을 사용한 것을 제외하고는 상기 비교예 3-(1)과 동일한 방법으로 탄소나노튜브/폴리카보네이트 복합체를 제조하였다.Polycarbonate (manufactured by LG Chemical; PC 201 15; number average molecular weight 11,000, weight average molecular weight 30,000, glass transition temperature 156.6 ° C) using 0.1 g of the multi-walled carbon nanotubes of Comparative Example 1 to 1.0% by weight Except for producing a carbon nanotube / polycarbonate composite in the same manner as in Comparative Example 3- (1).

비교예 3-(5)Comparative Example 3- (5)

폴리카보네이트(LG화학 제조; PC 201 15; 수평균분자량 11,000, 중량평균분자량 30,000, 유리전이온도 156.6℃) 9.8g에 대하여 2.0중량%가 되도록 비교예 1의 다중벽탄소나노튜브 0.2g을 사용한 것을 제외하고는 상기 비교예 3-(1)과 동일한 방법으로 탄소나노튜브/폴리카보네이트 복합체를 제조하였다.Polycarbonate (manufactured by LG Chemical; PC 201 15; number average molecular weight 11,000, weight average molecular weight 30,000, glass transition temperature 156.6 ° C) 0.2 g of the multi-walled carbon nanotubes of Comparative Example 1 to be 2.0% by weight Except for producing a carbon nanotube / polycarbonate composite in the same manner as in Comparative Example 3- (1).

비교예 3-(6)Comparative Example 3- (6)

폴리카보네이트(LG화학 제조; PC 201 15; 수평균분자량 11,000, 중량평균분자량 30,000, 유리전이온도 156.6℃) 9.7g에 대하여 3.0중량%가 되도록 비교예 1의 다중벽탄소나노튜브 0.3g을 사용한 것을 제외하고는 상기 비교예 3-(1)과 동일한 방법으로 탄소나노튜브/폴리카보네이트 복합체를 제조하였다.Polycarbonate (manufactured by LG Chemical; PC 201 15; number average molecular weight 11,000, weight average molecular weight 30,000, glass transition temperature 156.6 ° C) 0.3 g of the multi-walled carbon nanotubes of Comparative Example 1 were used so as to be 3.0% by weight. Except for producing a carbon nanotube / polycarbonate composite in the same manner as in Comparative Example 3- (1).

비교예 3-(7)Comparative Example 3- (7)

폴리카보네이트(LG화학 제조; PC 201 15; 수평균분자량 11,000, 중량평균분자량 30,000, 유리전이온도 156.6℃) 9.5g에 대하여 5.0중량%가 되도록 비교예 1의 다중벽탄소나노튜브 0.5g을 사용한 것을 제외하고는 상기 비교예 3-(1)과 동일한 방법으로 탄소나노튜브/폴리카보네이트 복합체를 제조하였다.Polycarbonate (manufactured by LG Chemical; PC 201 15; number average molecular weight 11,000, weight average molecular weight 30,000, glass transition temperature 156.6 ° C) using 0.5 g of multi-walled carbon nanotubes of Comparative Example 1 to 5.0 g Except for producing a carbon nanotube / polycarbonate composite in the same manner as in Comparative Example 3- (1).

비교예 3-(8)Comparative Example 3- (8)

폴리카보네이트(LG화학 제조; PC 201 15; 수평균분자량 11,000, 중량평균분자량 30,000, 유리전이온도 156.6℃) 9.3g에 대하여 7.0중량%가 되도록 비교예 1의 다중벽탄소나노튜브 0.7g을 사용한 것을 제외하고는 상기 비교예 3-(1)과 동일한 방법으로 탄소나노튜브/폴리카보네이트 복합체를 제조하였다.Polycarbonate (manufactured by LG Chem; PC 201 15; number average molecular weight 11,000, weight average molecular weight 30,000, glass transition temperature 156.6 ℃) to 9.3 g of using a multi-walled carbon nanotube 0.7g of Comparative Example 1 Except for producing a carbon nanotube / polycarbonate composite in the same manner as in Comparative Example 3- (1).

비교예 4Comparative Example 4

탄소나노튜브/폴리카보네이트 복합체 제조Carbon Nanotube / Polycarbonate Composite Manufacturing

비교예 4-(1)Comparative Example 4- (1)

폴리카보네이트(LG화학 제조; PC 201 15; 수평균분자량 11,000, 중량평균분자량 30,000, 유리전이온도 156.6℃) 9.9g에 대하여 1.0중량%가 되도록 비교예 2의 다중벽탄소나노튜브 0.1g을 테트라하이드로퓨란 용액 300ml 내에 폴리카보네이트와 함께 주입한 후, 6시간 동안 60℃ 온도에서 40kHz의 초음파를 가하여 탄소나노튜브/폴리카보네이트 복합체를 제조하였다.0.1 g of multi-walled carbon nanotubes of Comparative Example 2 were added to 1.0 wt% based on 9.9 g of polycarbonate (manufactured by LG Chemical; PC 201 15; number average molecular weight 11,000, weight average molecular weight 30,000, glass transition temperature 156.6 ° C). After injection with polycarbonate in 300 ml of a furan solution, a 40 kHz ultrasonic wave was applied at 60 ° C. for 6 hours to prepare a carbon nanotube / polycarbonate composite.

비교예 4-(2)Comparative Example 4- (2)

폴리카보네이트(LG화학 제조; PC 201 15; 수평균분자량 11,000, 중량평균분자량 30,000, 유리전이온도 156.6℃) 9.7g에 대하여 3.0중량%가 되도록 비교예 2의 다중벽탄소나노튜브 0.3g을 사용한 것을 제외하고는 상기 비교예 4-(1)과 동일한 방법으로 탄소나노튜브/폴리카보네이트 복합체를 제조하였다.Polycarbonate (manufactured by LG Chem; PC 201 15; number average molecular weight 11,000, weight average molecular weight 30,000, glass transition temperature 156.6 ℃) to 0.3% of the multi-walled carbon nanotubes of Comparative Example 2 to 3.0% by weight Except for producing a carbon nanotube / polycarbonate composite in the same manner as in Comparative Example 4- (1).

비교예 4-(3)Comparative Example 4- (3)

폴리카보네이트(LG화학 제조; PC 201 15; 수평균분자량 11,000, 중량평균분자량 30,000, 유리전이온도 156.6℃) 9.5g에 대하여 5.0중량%가 되도록 비교예 2의 다중벽탄소나노튜브 0.5g을 사용한 것을 제외하고는 상기 비교예 4-(1)과 동일한 방법으로 탄소나노튜브/폴리카보네이트 복합체를 제조하였다.Polycarbonate (manufactured by LG Chem; PC 201 15; number average molecular weight 11,000, weight average molecular weight 30,000, glass transition temperature 156.6 ℃) 0.5 g using the multi-walled carbon nanotubes of Comparative Example 2 to 5.0% by weight Except for producing a carbon nanotube / polycarbonate composite in the same manner as in Comparative Example 4- (1).

비교예 4-(4)Comparative Example 4- (4)

폴리카보네이트(LG화학 제조; PC 201 15; 수평균분자량 11,000, 중량평균분자량 30,000, 유리전이온도 156.6℃) 9.3g에 대하여 7.0중량%가 되도록 비교예 2의 다중벽탄소나노튜브 0.7g을 사용한 것을 제외하고는 상기 비교예 4-(1)과 동일한 방법으로 탄소나노튜브/폴리카보네이트 복합체를 제조하였다.Polycarbonate (manufactured by LG Chemical; PC 201 15; number average molecular weight 11,000, weight average molecular weight 30,000, glass transition temperature 156.6 ° C) was used in 0.7g of the multi-walled carbon nanotubes of Comparative Example 2 to be 7.0% by weight. Except for producing a carbon nanotube / polycarbonate composite in the same manner as in Comparative Example 4- (1).

시험예 1Test Example 1

탄소나노튜브의 작용기 치환에 따른 결합 특성 시험Binding characteristics test according to functional group substitution of carbon nanotubes

적외선 분광기(Perkin-Elmer FT-IR)를 사용하여 실시예 1과 비교예 2의 탄소나노튜브의 피크 분석을 수행하였다. 시료는 실시예 1과 비교예 2의 탄소나노튜브 각각에 브롬화칼륨을 넣어 압축하여 준비하였으며, 32회의 스캔을 2cm-1의 스캔속도로 평균하여 투과율 값을 구하였다.Peak analysis of carbon nanotubes of Example 1 and Comparative Example 2 was performed using an infrared spectrometer (Perkin-Elmer FT-IR). Samples were prepared by putting potassium bromide in each of the carbon nanotubes of Example 1 and Comparative Example 2, and compressed. The transmittance values were obtained by averaging 32 scans at a scan rate of 2 cm −1 .

그 결과를 도 2에 나타내었다.The results are shown in FIG.

도 2를 보면 실시예 1에 있어서 3300cm-1, 1730cm-1, 1220cm-1 위치에 비교예 2에 나타나지 않은 새로운 피크가 나타나는 것을 볼 수 있다. 각각의 피크에 해당하는 작용기는 하이드록시기(-OH), 카르보닐기(-CO), 탄소단일결합(-C-C)이며, 이와 같은 결과는 다중벽 탄소나노튜브를 산처리함으로써 치환된 카르복시기(-COOH)에 의하여 새로 생길 수 있는 작용기를 나타내며, 또한 다중벽 탄소나노튜브의 탄소 이중결합이 산화가 됨에 의해서 탄소 단일결합으로 치환된 것을 나타낸다. 따라 서 본 발명에 의해 탄소나노튜브의 탄소가 카르복시기로 치환된 것을 알 수 있다.Figure it can be seen that In the first embodiment, a new peak 3300cm -1, that does not appear to 1730cm -1, 1220cm -1 position in the comparative example 2 shown in the second. The functional groups corresponding to each peak are a hydroxyl group (-OH), a carbonyl group (-CO), and a carbon single bond (-CC). The result is a carboxyl group (-COOH) substituted by acid treatment of a multi-walled carbon nanotube. ) Represents a new functional group, and also indicates that the carbon double bond of the multi-walled carbon nanotube is replaced by a single carbon bond by oxidation. Therefore, it can be seen that the carbon of the carbon nanotubes is substituted with a carboxy group according to the present invention.

시험예 2Test Example 2

탄소나노튜브의 산화로 인한 Due to oxidation of carbon nanotubes 열중량Heat weight 분석 시험 Analytical test

실시예 1, 비교예 1, 비교예 2 각각의 탄소나노튜브에 대하여 열중량분석기(TGA)를 이용하여 600℃까지 승온시키며, 중량감소율을 측정하였다.Example 1, Comparative Example 1, Comparative Example 2 For each carbon nanotube was heated to 600 ℃ using a thermogravimetric analyzer (TGA), and the weight loss rate was measured.

그 결과를 도 3에 나타내었다.The results are shown in FIG.

도 3에서 보는 바와 같이 비교예 2, 실시예 1, 비교예 1의 순서로 중량감소율이 커지는 것을 알 수 있다. 즉 과산화수소처리를 한 경우의 중량감소율이 크고, 동결건조한 경우에 비해 열건조한 경우의 중량감소율이 큰 것을 알 수 있다. 이와 같은 현상은 산화에 의해 치환된 -OH기가 분해되기 때문인 것으로 판단되며, 따라서 열건조한 경우 산화가 가장 많이 진행되고, 동결건조한 경우 산화가 덜 진행된 것으로 판단된다. 이러한 결과는 다중벽 탄소나노튜브가 과산화수소에 의한 산화반응으로 카르복실기가 치환된 것을 나타내는 것이기도 하다.As shown in FIG. 3, it can be seen that the weight loss ratio increases in the order of Comparative Example 2, Example 1, and Comparative Example 1. FIG. In other words, it can be seen that the weight loss rate in the case of hydrogen peroxide treatment is large, and the weight loss rate in the case of heat drying is larger than in the case of freeze-drying. This phenomenon is considered to be due to the decomposition of the -OH group substituted by oxidation, and therefore, the oxidation is most progressed when heat-dried, it is judged that the oxidation progressed less when lyophilized. These results also indicate that the multi-walled carbon nanotubes are substituted with carboxyl groups by oxidation with hydrogen peroxide.

시험예 3Test Example 3

탄소나노튜브의 형태학적 분석 시험Morphological Analysis of Carbon Nanotubes

실시예 1, 비교예 1, 비교예 2 각각의 탄소나노튜브에 대하여, 전계방출주사전자현미경(FE-SEM)및 투과전자현미경(TEM; JEM-2000EX/T)으로 촬영하였다.Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2 Each carbon nanotube was photographed by a field emission scanning electron microscope (FE-SEM) and a transmission electron microscope (TEM; JEM-2000EX / T).

그 결과를 도 4에 나타내었으며, 도 4의 왼편이 전계방출주사현미경에 의한 결과이며, 오른편이 투과전자현미경에 의한 결과이다.The results are shown in FIG. 4, and the left side of FIG. 4 is the result of the field emission scanning microscope, and the right side is the result of the transmission electron microscope.

도 4를 보면, 비교예 2에 비해 실시예 1, 비교예 1의 탄소나노튜브의 길이가 짧아지고 외벽의 탄소결합이 끊어져서 표면이 매끄럽지 않은 형태를 가짐을 알 수 있다. 즉 과산화수소에 의해 실시예 1, 비교예 1의 탄소나노튜브가 산화되었기 때문으로 판단된다. 또한 실시예 1의 탄소나노튜브는 비교예 1에 비해 탄소나노튜브가 적당한 길이를 가지며, 탄소나노튜브간 거리가 어느 정도 유지됨에 반해 비교예 1의 경우는 탄소나노튜브의 길이가 지나치게 짧아져 탄소나노튜브가 응집되어 있음을 확인할 수 있다. 이는 종래의 열건조에 의한 경우 건조과정 중 산화가 계속 진행되어, 탄소나노튜브가 짧아지게 되면서 반데르발스 인력이 협소한 공간에서 크게 일어나게 되어 다시 응집하거나 얽힌 것으로 판단되며, 본 발명에 의할 경우는 탄소나노튜브의 길이를 적당하게 조절하고, 얽힌 것을 풀어줄 수 있으며, 결과적으로 고분자 매트릭스 내에서 탄소나노튜브가 우수하게 분산될 수 있음을 알 수 있다.Referring to FIG. 4, it can be seen that the carbon nanotubes of Examples 1 and 1 are shorter than those of Comparative Example 2, and the carbon bonds of the outer walls are cut off, and thus the surface is not smooth. That is, it is judged that the carbon nanotubes of Example 1 and Comparative Example 1 were oxidized by hydrogen peroxide. In addition, in the carbon nanotubes of Example 1, carbon nanotubes have a suitable length compared to Comparative Example 1, while the distance between carbon nanotubes is maintained to some extent, whereas in Comparative Example 1, the length of carbon nanotubes is too short. It can be seen that the nanotubes are aggregated. In the case of conventional heat drying, oxidation continues during the drying process, and carbon nanotubes are shortened, and van der Waals attraction is largely caused in a narrow space, and it is judged to be aggregated or entangled again, according to the present invention. It can be seen that the appropriate control of the length of the carbon nanotubes, to entangle the tangled, as a result can be excellent dispersion of carbon nanotubes in the polymer matrix.

시험예 4Test Example 4

탄소나노튜브의 Carbon nanotube 제타전위Zeta potential 시험 exam

실시예 1, 비교예 1, 비교예 2 각각의 탄소나노튜브 0.01g을 증류수(pH 7.0) 80ml에 분산시킨 후, 초음파를 이용하여 용액분산방법으로 제타전위를 측정하였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다.Example 1, Comparative Example 1, Comparative Example 2 After dispersing 0.01 g of each carbon nanotube in 80 ml of distilled water (pH 7.0), the zeta potential was measured by the solution dispersion method using ultrasonic waves, the results are shown in Table 1 Indicated.

또한 실시예 1의 탄소나노튜브 0.01g을 테트라하이드로퓨란(THF; Tetrahydrofuran), 디메틸포름아미드(DMF; Dimethylformamide), 톨루엔(toluene), 에탄올(ethanol) 각각 80ml에 분산시킨 후, 초음파를 이용하여 용액분산방법으로 제타전위를 측정하였고 그 결과를 표 2에 나타내었다.In addition, 0.01 g of carbon nanotubes of Example 1 were dispersed in 80 ml of tetrahydrofuran (THF; Tetrahydrofuran), dimethylformamide (DMF; Dimethylformamide), toluene, and ethanol, respectively. The zeta potential was measured by the dispersion method and the results are shown in Table 2.

실시예 1  Example 1 비교예 1 Comparative Example 1 비교예 2 Comparative Example 2 제타 포텐셜(mV)  Zeta Potential (mV) -32.41 -32.41 -0.08 -0.08 -5.61 -5.61

실시예 1 Example 1 증류수 (pH 7.00) Distilled water (pH 7.00) 테트라하이드로퓨란 (pH 6.25) Tetrahydrofuran (pH 6.25) 디메틸포름아미드 (pH 8.50) Dimethylformamide (pH 8.50) 톨루엔 (pH 5.40) Toluene (pH 5.40) 에탄올 (pH 6.18) Ethanol (pH 6.18) 제타 포텐셜 (mV) Zeta Potential (mV) -32.41 -32.41 -59.425 -59.425 -14.31 -14.31 -13.30 -13.30 -13.76 -13.76

상기 표 1에서 보는 바와 같이 비교예 1이나 비교예 2에 비해 실시예 1의 제타 포텐셜이 큰 음의 값을 갖는다. 이와 같은 결과는 산화전 탄소나노튜브의 제타 포텐셜이 -5.61mV로 어느 정도의 반발력을 지니고 있었으나, 산화후 건조방식에 따라 제타포텐셜의 차이가 크게 남을 확인할 수 있다. 이러한 현상은 과산화수소로 처리한 후, 열건조에 의해 과산화수소를 제거할 경우 과산화수소가 완전히 증발되지 않고 잔류하여 계속 산화가 진행되므로 탄소나노튜브의 길이가 지나치게 짧아질 뿐만 아니라 반데르발스 인력이 용매가 제거되어 좁아진 공간에서 너무 크게 일어나게 되어 다시 응집하거나 얽히게 되기 때문이라 할 수 있다.As shown in Table 1, the zeta potential of Example 1 has a larger negative value than that of Comparative Example 1 or Comparative Example 2. These results indicate that the zeta potential of the carbon nanotubes before oxidation was -5.61 mV, which had a certain repulsive force, but the difference in zeta potentials remained largely dependent on the drying method after oxidation. This phenomenon is because when the hydrogen peroxide is removed by heat-drying and the hydrogen peroxide is not completely evaporated, the hydrogen peroxide is not completely evaporated, and the oxidation continues. Therefore, the length of the carbon nanotubes is too short, and van der Waals attraction removes the solvent. This is because it occurs in a narrow space so large that it becomes cohesive or entangled again.

또한 표 2에서 보는 바와 같이 다양한 용매 중에서 본 발명에 따른 탄소나노튜브의 제타 포텐셜을 측정한 결과, 모든 용매에서 탄소나노튜브간 반발력을 가지므로 양호한 분산성을 가진다고 할 수 있으며, 특히 테트라하이드로퓨란 용매 중에서 가장 낮은 제타포텐셜 값을 가지므로 분산성이 뛰어나다고 할 수 있다. 상기의 결과로부터 탄소나노튜브/고분자 복합체의 제조방법에 있어 특히 테트라하이드로퓨란을 용매로 사용할 경우 분산성이 우수함을 알 수 있다.In addition, as shown in Table 2, as a result of measuring the zeta potential of the carbon nanotubes according to the present invention in various solvents, it can be said that they have good dispersibility because they have a repulsive force between the carbon nanotubes in all solvents, in particular, tetrahydrofuran solvent It has the lowest zeta potential value among them and thus can be said to be excellent in dispersibility. From the above results, it can be seen that in the manufacturing method of the carbon nanotube / polymer composite, especially when tetrahydrofuran is used as the solvent, the dispersibility is excellent.

시험예 5Test Example 5

탄소나노튜브/고분자 복합체의 전기전도도 시험Electrical Conductivity Test of Carbon Nanotube / Polymer Composites

실시예 2-(1) 내지 실시예 2-(8), 비교예 3-(1) 내지 비교예 3-(8), 비교예 4-(2) 내지 비교예 4-(4) 각각의 탄소나노튜브/고분자 복합체를 80℃에서 12시간 동안 건조한 후, 260℃에서 열간 압착(hot press)을 함으로써 필름 상태의 시편을 제작한 후, 상기 시편의 표면에 도전성 그라파이트 페인트(graphite paint)로 네개의 박형 금편(thin gold wires; 99%순도이며 0.05mm두께임.)을 붙여, 4-프로브 방법(4-probe method)에 의해 전도성을 측정하였다. 그 결과를 도 5에 나타내었다.Carbon of Examples 2- (1) to Example 2- (8), Comparative Examples 3- (1) to Comparative Examples 3- (8), and Comparative Examples 4- (2) to Comparative Examples 4- (4) After drying the nanotube / polymer composite at 80 ° C. for 12 hours, and fabricating a film in a film state by hot pressing at 260 ° C., four surfaces of the specimen were coated with conductive graphite paint. The conductivity was measured by the 4-probe method by attaching thin gold wires (99% purity and 0.05 mm thick). The results are shown in FIG.

도 5를 보면 비교예 4는 실시예 2, 비교예 3에 비해 낮은 전기전도도를 나타냄을 알 수 있고, 전기적인 임계함량이 5.0중량%로 관찰되었다. 그리고 실시예 2 와 비교예 3의 경우는 2.0중량% 이상에서는 전기전도도가 유사한 값을 나타내나 0.5중량%~2.0중량% 구간에서는 실시예 2의 경우가 비교예 3에 비해 높은 전기전도도 값을 나타낼 뿐만 아니라, 전기적인 임계함량 측면에 있어서도 실시예 2는 0.5중량%인 반면 비교예 3은 2.0중량%로 본 발명에 의한 탄소나노튜브/고분자 복합체가 우수한 전기전도도를 나타냄을 알 수 있다. 그 이유는 전기전도도를 나타내기 위해선 탄소나노튜브 상호간에 연결이 되어 전기가 전도될 수 있는 탄소나노튜브 패스웨이를 생성하여야 하는데, 산화처리하지 않은 경우는 탄소나노튜브의 분산성이 약하여 탄소나노튜브가 얽히고 응집하므로 탄소나노튜브 패스웨이를 고르게 생성하기 위해서 많은 양의 탄소나노튜브가 필요하며, 열건조의 경우는 계속 산화가 진행되어 탄소나노튜브의 길이가 너무 많이 짧아지게 되므로 전기가 전도할 수 있는 탄소나노튜브 패스웨이를 생성하기 위해서 동결건조한 경우에 비해 더 많은 양의 탄소나노튜브가 필요하기 때문인 것으로 생각할 수 있다.Referring to Figure 5 it can be seen that Comparative Example 4 exhibits a lower electrical conductivity than in Example 2, Comparative Example 3, the electrical critical content was observed to 5.0% by weight. In the case of Example 2 and Comparative Example 3, the conductivity is similar to the value of 2.0 wt% or more, but in the range of 0.5 wt% to 2.0 wt%, the case of Example 2 is higher than that of Comparative Example 3. In addition, in terms of electrical critical content, Example 2 is 0.5% by weight while Comparative Example 3 is 2.0% by weight, it can be seen that the carbon nanotube / polymer composite according to the present invention exhibits excellent electrical conductivity. The reason is that in order to show the electrical conductivity, carbon nanotubes must be connected to each other to generate electricity, and carbon nanotube paths through which electricity can be conducted can be generated. Is entangled and agglomerated, so a large amount of carbon nanotubes are needed to evenly generate the carbon nanotube pathway. This may be because the carbon nanotubes require a larger amount of carbon nanotubes than the lyophilized ones to produce the carbon nanotube pathways.

또한 본 발명에 따른 탄소나노튜브/고분자복합체의 우수한 전기전도도 특성은 전자파차폐효과에 있어서도 우수한 것으로 판단된다. 그 이유는 전자파차폐와 전기전도도는 비례하기 때문이다.In addition, the excellent electrical conductivity of the carbon nanotube / polymer composite according to the present invention is considered to be excellent in the electromagnetic shielding effect. The reason is that electromagnetic shielding and electrical conductivity are proportional.

시험예 6Test Example 6

탄소나노튜브/고분자 복합체의 유변학 특성 시험Rheological Characterization of Carbon Nanotube / Polymer Composites

실시예 2-(4), 비교예 3-(4), 비교예 4-(1) 각각에 대한 유변학특성(저장탄성률, 점도)을 어드밴스드 레오메트릭 익스팬션 시스템(ARES; Advanced Rheometric Expansion System)으로 측정하였다. 260℃, 건조 질소 조건하에서, 0.1에서 100rad/s까지의 주파수 범위(frequency sweep)에서의 저장탄성율과 점도를 측정하였으며, 그 결과를 도 6 및 도 7에 나타내었다.Rheological properties (storage modulus, viscosity) for each of Examples 2- (4), Comparative Examples 3- (4) and Comparative Examples 4- (1) were measured with an Advanced Rheometric Expansion System (ARES). It was. The storage modulus and viscosity were measured at a frequency sweep from 0.1 to 100 rad / s under dry nitrogen at 260 ° C., and the results are shown in FIGS. 6 and 7.

도 6을 보면, 실시예 2-(4)의 저장탄성율이 비교예 3-(4), 비교예 4-(1)에 비해 높은 값을 나타냄을 알 수 있으며, 도 7을 보면 점도에 있어서도 동일한 경향을 나타냄을 알 수 있다.Referring to FIG. 6, it can be seen that the storage modulus of Example 2- (4) is higher than that of Comparative Example 3- (4) and Comparative Example 4- (1). It can be seen that the trend.

그 이유는 높은 점도 및 저장탄성율을 나타내기 위해선 탄소나노튜브 상호간에 있어서 연결이 되어 네트워크구조를 생성하여야 하는데, 산화처리하지 않은 경우는 탄소나노튜브의 분산성이 약하여 탄소나노튜브가 얽히고 응집하므로 네트워크 구조를 고르게 생성하기 위해 많은 양의 탄소나노튜브가 필요하며, 열건조의 경우는 계속 산화가 진행되어 탄소나노튜브의 길이가 지나치게 짧아지므로 네트워크구조를 생성하기 위해선 동결건조한 경우에 비해 더 많은 양의 탄소나노튜브가 필요하기 때문인 것으로 판단된다.The reason is that in order to show high viscosity and storage elastic modulus, the carbon nanotubes should be connected to each other to create a network structure. If the oxidation process is not performed, the carbon nanotubes are weakly dispersed and the carbon nanotubes are entangled and aggregated. A large amount of carbon nanotubes are required to produce a uniform structure, and thermal drying continues to oxidize and the carbon nanotubes become too short in length. The reason is that carbon nanotubes are needed.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 탄소나노튜브/고분자 복합체용 탄소나노튜브의 전처리 방법은 탄소나노튜브의 분산성을 증가시키며, 분산성이 우수하고, 전기적 특성 및 유변학(Rheology)특성이 우수한 탄소나노튜브/고분자 복합체 제조가 가능하다. 또한 본 발명에 다른 탄소나노튜브/고분자 복합체는 전기전도도가 우수한 결과 우수한 전자파차폐효과도 갖는다.As described above, the carbon nanotube pre-treatment method of the carbon nanotubes / polymer composite according to the present invention increases the dispersibility of the carbon nanotubes, has excellent dispersibility, and excellent electrical and rheological properties. Carbon nanotube / polymer composite can be produced. In addition, the carbon nanotube / polymer composite according to the present invention has excellent electromagnetic shielding effect as well as excellent electrical conductivity.

Claims (8)

탄소나노튜브를 과산화수소 용액 내에서 30~70℃의 온도로, 50~130분간 초음파처리하는 제1단계;A first step of sonicating the carbon nanotubes at a temperature of 30 to 70 ° C. in a hydrogen peroxide solution for 50 to 130 minutes; 상기 제1단계 생성물의 pH를 조정하는 제2단계; 및A second step of adjusting the pH of the first step product; And 상기 제2단계 생성물을 동결건조하는 제3단계를 포함하는 탄소나노튜브/고분자 복합체용 탄소나노튜브의 전처리 방법.Method for pretreatment of carbon nanotubes for carbon nanotubes / polymer composites comprising a third step of lyophilizing the second product. 제 1항에 있어서, 상기 탄소나노튜브는 다중벽나노튜브(MWNT) 또는 단중벽나노튜브(SWNT)인 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브/고분자 복합체용 탄소나노튜브의 전처리 방법.The method of claim 1, wherein the carbon nanotubes are multi-walled nanotubes (MWNT) or single-walled nanotubes (SWNTs). 제 1항에 있어서, 상기 제2단계의 pH는 5.0~7.0인 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브/고분자 복합체용 탄소나노튜브의 전처리 방법.The method of claim 1, wherein the pH of the second step is 5.0 to 7.0 carbon nanotubes / polymer composite pre-treatment method. 상기 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 탄소나노튜브/고분자 복합체용 탄소나노튜브의 전처리 방법에 의해 제조된 탄소나노튜브와 고분자를 용매 중에서 초음파처리하는 단계를 포함하는 탄소나노튜브/고분자 복합체 제조방법.A carbon nanotube / polymer composite comprising the step of sonicating a carbon nanotube and a polymer prepared by a pretreatment method of the carbon nanotube / polymer composite according to any one of claims 1 to 3 in a solvent Manufacturing method. 제 4항에 있어서, 상기 용매는 물, 테트라하이드로퓨란(THF; Tetrahydrofuran), 디메틸포름아미드(DMF; Dimethylformamide), 톨루엔(toluene), 에탄올(ethanol) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브/고분자 복합체 제조방법.The method of claim 4, wherein the solvent is any one selected from the group consisting of water, tetrahydrofuran (THF; Tetrahydrofuran), dimethylformamide (DMF), toluene, ethanol, and mixtures thereof. Carbon nanotube / polymer composite manufacturing method characterized in that. 제 4항에 있어서, 상기 고분자는 폴리카보네이트인 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브/고분자 복합체 제조방법.5. The method of claim 4, wherein the polymer is polycarbonate. 제 6항에 있어서, 상기 폴리카보네이트 중량 대비 탄소나노튜브 함량은 0.5~2.0중량%인 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브/고분자 복합체 제조방법.The method of claim 6, wherein the carbon nanotube content to the polycarbonate weight is a carbon nanotube / polymer composite manufacturing method, characterized in that 0.5 to 2.0% by weight. 상기 제 4항의 탄소나노튜브/고분자 복합체 제조방법에 의해 제조된 탄소나노튜브/고분자 복합체.Carbon nanotubes / polymer composite prepared by the carbon nanotube / polymer composite manufacturing method of claim 4.
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