KR20140134142A

KR20140134142A - 고분산성 탄소나노구조체와 그 제조방법 및 고분산성 탄소나노구조체를 포함하는 고분자 복합체

Info

Publication number: KR20140134142A
Application number: KR1020130053912A
Authority: KR
Inventors: 이승용; 김진도; 윤재근
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2013-05-13
Filing date: 2013-05-13
Publication date: 2014-11-21
Anticipated expiration: 2033-05-13
Also published as: KR101627016B1

Abstract

본 발명은 고분산성 탄소나노구조체와 그 제조방법 및 고분산성 탄소나노구조체를 포함하는 고분자 복합체에 관한 것으로, 본 발명에 따른 고분산성 탄소나노구조체는 탄소나노구조체 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부의 친수성 고분자가 함침되어 있는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 고분산성 탄소나노구조체는 고분자 매트릭스 내에서 분산성이 우수하여 높은 도전성과 기계적 강도를 갖는 고분자 복합체를 제조할 수 있고, 고분자 매트릭스에 고배합이 가능하므로 공업적 이용가치가 매우 높다.

Description

고분산성 탄소나노구조체와 그 제조방법 및 고분산성 탄소나노구조체를 포함하는 고분자 복합체{HIGHLY DISPERSIBLE CARBON NANO STRUCTURES AND METHOD FOR PREPARATION THEREOF, AND POLYMER COMPOSITE COMPRISING THE CARBON NANO STRUCTURES}

본 발명은 고분산성 탄소나노구조체와 그 제조방법 및 고분산성 탄소나노구조체를 포함하는 고분자 복합체에 관한 것이다.

탄소나노구조체(carbon nanostructures, CNS)는 나노튜브, 나노파이버, 풀러렌, 나노콘, 나노호른, 나노로드 등 다양한 형상을 갖는 나노크기의 탄소구조물을 지칭하며, 여러 가지 우수한 성질을 보유하기 때문에 다양한 기술분야에서 활용도가 높다.

대표적인 탄소나노구조체인 탄소나노튜브(Carbon Nanotube,"CNT")는 1991년 이지마 박사의 발견 이래 나노 크기의 소재로서 많은 연구가 진행되어 왔는데, 하나의 탄소가 다른 탄소원자와 육각형 벌집 무늬로 결합되어 튜브 형태를 이루고 있고, 튜브의 직경이 나노미터 수준으로 극히 작아서 특유의 전기화학적 특성을 나타낸다.

CNT는 통상 직경이 1 내지 100나노미터(nm)이고, 길이는 수 나노미터(nm)부터 수십 마이크로미터(㎛)인, 높은 종횡비(aspect ratio)를 갖는 탄소재료이다. 탄소나노튜브는 탄소 원자 1개가 3개의 다른 탄소 원자와 결합되어 이루어진 벌집모양의 평면형 탄소구조가 말려서 튜브모양을 하고 있다. 탄소나노튜브에는 여러 가지 종류가 있는데, 나노튜브를 구성하는 벽의 개수에 따라서 다중벽 나노튜브(multi-walled nanotube, MWNT)와 단일벽 나노튜브(sigle-walled nanotube)로 분류될 수 있다. 이 중 2개 이상의 벽으로 이루어진 나노튜브를 다중벽 나노튜브라고 하고, 1개의 벽만으로 이루어진 나노튜브를 단일벽 나노튜브라고 한다.

이러한 CNT는 높은 전기 전도성, 열적 안정성, 인장 강도 및 복원성을 가지고 있으므로, 다양한 복합재료의 첨가제로 활용되고 있다. 복합재료의 첨가제로 CNT가 사용되는 경우, CNT 다발이 얼마나 균일하게 분산되어 있는지가 매우 중요한 요소이다. 폴리카보네이트/탄소나노튜브 복합재료의 경우 역시 고분자 매트릭스(matrix)에 탄소나노튜브가 얼마나 균일하게 분산되어있는지에 따라 복합체의 물성이 달라진다. 하지만, CNT는 직경에 비하여 상대적으로 길이가 길고, 탄소나노튜브 상호 간의 인력이 강하므로 고분자에 대하여 매우 낮은 분산도를 갖는다는 문제가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 산업적으로 이용되는 종래의 기술 중 하나는 질산, 황산 또는 이들의 혼합 용액에 CNT를 함침시켜 표면을 산화시킴으로써 탄소나노튜브의 분산도를 증가시키는 기술이었다. 다만, 이러한 기술에서는 산 용액을 제조 공정에 사용하므로 안전문제 또는 환경문제 등과 같은 다양한 문제가 발생하며, 대량생산하는 경우 공정안정성을 확보하기 어려운 문제점이 있다.

한편, 폴리카보네이트(polycarbonate)는 엔지니어링 플라스틱의 일종으로 투명하면서도 기계적 강도 및 충격강도가 뛰어날 뿐만 아니라 높은 내열성을 가지고 있어 다양한 분야에서 널리 사용되고 있으며, 특히 전자제품의 하우징 소재로서 각광받고 있다. 전자제품의 하우징 소재는 전자파 차폐 성능이 요구되는 경우가 있는데, 특히 핸드폰 케이스와 같이 전자파 발생이 많은 전자기기의 하우징으로 사용되는 소재에서는 전자파 차폐 성능이 기계적 강도와 더불어 반드시 필요한 물성이 된다. 고분자 재질의 소재에 전자파 차폐성능을 부가하기 위한 기술은 고분자 수지 내에 전자파 차폐기능을 할 수 있는 무기물질 또는 탄소계 물질을 첨가하는 것이지만, 이러한 경우 소재의 성형성이 낮아지는 문제점을 가지고 있다. 따라서, 최근에는 고분자 수지에 탄소나노튜브를 소량으로 첨가하여 우수한 전자파 차폐성능과 성형성을 동시에 만족시키기 위한 연구가 진행되고 있다.

특허문헌 1은 폴리카보네이트와 탄소나노튜브를 용매에 용해하여 예비복합체를 형성한 다음 이를 다시 폴리카보네이트 수지와 압출기에서 혼합하여 고분자/탄소나노튜브 복합체를 제조하는 방법을 개시한다.

특허문헌 2는 중합체 매트릭스내 분산성이 향상된 CNT 분말 조성물을 제조하는 방법에 관한 것으로서, CNT에 비해 과량의 아크릴산을 CNT에 용액 상태로 분무하여 혼입시킨 후 가열하거나, 아크릴산을 개시제와 함께 CNT에 적가한 가열하여 폴리아크릴산을 형성하거나, 아크릴산 증기를 흡착시킨 후 열처리하는 방법 등에 의해 얻은 CNT 분말조성물을 다양한 중합체와 혼합하여 전도성이 향상된 고분자 복합체를 제조한 예를 개시한다.

특허문헌 3은 고분자-탄소나노튜브 복합입자의 제조방법에 관한 것으로서, 초음파 가진기를 이용하여 CNT와 고분자를 용매 중에 분산시킨 현탁액을 분무장치를 이용하여 액정 상태로 한 후 건조하여 상기 복합입자를 제조하는데, CNT와 고분자의 중량비는 0.01:1 내지 0.1:1로 되어 있다.

특허문헌 4는 비수용성 용제에 열가소성 수지를 용해한 수지 바인더 용액과, 상기 열가소성 수지 100중량부에 대해 100~1500 중량부에 상당하는 탄소나노튜브를 물에 현탁시킨 현탁액을 혼합 교반하여 탄소나노튜브 고배합 수지조성물을 얻고 이를 기체(base) 수지와 배합하여 고분자 복합체를 제조하는 방법을 개시한다. 이때 바인더 수지로는 폴리에틸렌, 폴리비닐클로라이드를 사용하였으며 기체 수지는 ABS를 사용한 예를 개시한다.

한국특허출원공개 10-2011-0000296호 한국특허출원공개 10-2008-0065688호 한국특허출원공개 10-2012-0124611호 한국특허출원공개 10-2012-0027263호

본 발명은 전술한 바와 같은 연구의 일환으로, 보다 간단하면서도 효율적인 공정으로 고분자 매트릭스에 대한 분산성이 향상된 탄소나노구조체, 특히 입자가 단단하여 고분자 매트릭스내에 분쇄 및 분산되기 어려운 탄소나노구조체의 분산성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 방법을 제공하고자 한다.

본 발명은 상기 과제를 달성하기 위하여, 탄소나노구조체 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부의 친수성 고분자를 함침시켜 얻은 고분산성 탄소나노구조체를 제공한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 탄소나노구조체는 나노튜브, 나노파이버, 카본블랙, 풀러렌, 나노콘, 나노호른 또는 나노로드일 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 친수성 고분자는 아크릴산 중합체, 아크릴레이트 중합체, 셀룰로오스 중합체 또는 폴리비닐피롤리돈일 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 친수성 고분자의 중량평균분자량은 1,000 ~ 3,000,000 일 수 있다.

본 발명의 더욱 바람직한 실시예에 따르면, 상기 탄소나노구조체는 평균 직경 10 ~ 20 nm, 어스펙트비 50 이상, 벌크밀도 0.15 ~ 0.25 g/㎤ 인 탄소나노튜브일 수 있다.

본 발명은 또한,

1) 탄소나노구조체 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부의 친수성 고분자를 용매에 용해시키는 단계;

2) 상기 친수성 고분자가 용해된 용액에 탄소나노구조체 100 중량부를 투입교반하여 상기 탄소나노구조체에 친수성 고분자를 함침시키는 단계; 및

3) 상기 용매를 제거하는 단계를 포함하는, 고분산성 탄소나노구조체 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 용매는 탄소나노구조체 중량의 2 ~ 4배의 양으로 사용할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 용매는 물, 에탄올, 아세톤 또는 이들의 혼합물일 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 단계 2)의 함침은 상온에서 3 ~ 12 시간 동안 25 ~ 50 rpm으로 교반하여 실시될 수 있다.

본 발명은 또한, 본 발명에 따른 고분산성 탄소나노구조체가 고분자 매트릭스에 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 고분자 복합체를 제공한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 고분자 매트릭스는 폴리카보네이트, 나일론, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 이들의 혼합물일 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 고분산성 탄소나노구조체와 고분자 매트릭스의 중량비는 10 ~ 100:1 일 수 있다.

본 발명의 고분산성 탄소나노구조체는 고분자 매트릭스 내에서 분산성이 우수하여 높은 도전성과 기계적 강도를 갖는 고분자 복합체를 제조할 수 있고, 고분자 매트릭스에 고배합이 가능하므로 공업적 이용가치가 매우 높다. 또한, 본 발명의 고분산성 탄소나노구조체의 제조방법은 상기한 바와 같은 우수한 특성을 갖는 탄소나노구조체를 높은 수율로 신속하게 제조할 수 있으며 친환경적인 장점이 있다.

도 1은 비교예 1, 실시예 1 및 2에 따른 고분자 복합체 표면의 SEM 이미지(x10K)이다.
도 2는 비교예 1, 실시예 1 및 2에 따른 고분자 복합체 표면의 SEM 이미지(x30K)이다.

이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

본 발명의 고분산성 탄소나노구조체는 고분자 복합체 제조시에 고분자 매질에 분산되는 것으로, 탄소나노구조체 및 상기 탄소나노구조체 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 10 중량부의 양으로 함침된 친수성 고분자를 포함하여 이루어진다. 친수성 고분자의 함량은 바람직하게는 0.1 내지 8 중량부, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 5 중량부이다. 친수성 고분자의 함량이 0.1 중량부 미만이면 분산효과가 미미하고, 10 중량부를 초과하면 친수성 고분자가 탄소나노구조체에 코팅되는 양보다 친수성 고분자끼리 뭉치는 양이 많아지기 때문에 효과적인 친수성고분자-탄소나노구조체 응집체를 만들기 어렵다.

본 발명에 따른 고분산성 탄소나노구조체는

3) 상기 용매를 제거하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있다.

탄소나노구조체

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 탄소나노구조체는 나노튜브, 나노파이버, 카본블랙, 풀러렌, 나노콘, 나노호른 또는 나노로드일 수 있다.

탄소나노튜브는 평균 직경이 300㎚ 이하, 바람직하게는 0.3 ~ 250㎚, 보다 바람직하게는 0.3 ~ 200㎚, 더욱 바람직하게는 0.4 ~ 100㎚ 이다. 평균 직경이 0.3㎚ 이하인 것은 실질적으로 제조가 곤란하고, 300nm 이상인 것은 분산의 개선 효과가 적기 때문에 바람직하지 않다.

또한 평균 어스펙트비의 바람직한 값으로서 상한의 제한은 없지만, 하한으로는 5 이상, 바람직하게는 10 이상이고, 더욱 바람직하게는 50 이상이다. 탄소나노튜브의 평균 직경 및 어스펙트비는 전자 현미경에 의한 관찰로부터 구할 수 있다. 예를 들어, TEM (투과형 전자 현미경) 측정을 행하고, 그 화상으로부터 직접 탄소나노튜브의 직경 및 길이 방향의 길이를 측정하는 것이 가능하다.

본 발명의 가장 바람직한 실시예에 따르면, 상기 탄소나노구조체는 평균 직경 10 ~ 20 nm, 어스펙트비 50 이상, 벌크밀도 0.15 ~ 0.25 g/㎤ 인 탄소나노튜브일 수 있다. 본 발명은 특히 벌크밀도가 높은 단단한 탄소나노구조체의 분산성을 향상시킴으로써 전기적, 기계적 특성이 우수한 고분자 복합체를 제조할 수 있다.

탄소나노튜브의 형상으로는 그라펜 시트가 원통형상으로 감긴 것으로, 이 원통이 단층인 것이어도 복수층으로 이루어지는 것이어도 된다. 또한 그라펜 시트가 컵형상으로 겹쳐진 것이어도 된다. 즉, 본 발명에서의 탄소나노튜브로는 단층 탄소나노튜브, 다층 탄소나노튜브, 컵스택형 탄소나노튜브를 바람직하게 들 수 있다. 이들 탄소나노튜브는 종래 공지된 방법으로 제조되며, 기상 유동법, 촉매담지형 기상 유동법, 레이저 어블레이션법, 고압 일산화탄소법, 아크방전법 등을 들 수 있는데, 이것에 한정되는 것은 아니다.

친수성 고분자

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 친수성 고분자의 중량평균분자량은 1,000 ~ 3,000,000 일 수 있고, 바람직하게는 5,000 ~ 500,000 이다. 상기 분자량이 지나치게 작으면 고온 압출 공정 중 열분해될 수 있고, 반대로 과도하게 높으면 탄소나노구조체에 균일하게 코팅되지 않을 수 있다.

상기 아크릴산 중합체는 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산 등을 예로 들 수 있고, 상기 아크릴레이트 중합체는 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리부틸아크릴레이트, 폴리알킬메타크릴레이트와 폴리메타크릴산의 공중합체, 폴리아크릴아미드 등을 예로 들 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 셀를로오스 중합체는 메틸 셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스, 카복시메틸 셀룰로오스, 에틸 (하이드록시에틸)셀룰로오스 등을 예로 들 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 용매는 탄소나노구조체 중량의 2 ~ 4 배의 양으로 사용할 수 있다. 상기 용매의 양이 상기 범위를 벗어나면 탄소나노구조체 내로 친수성 수지의 함침이 원활하게 이루어지지 않을 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 용매는 물, 에탄올, 아세톤 또는 이들의 혼합물일 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니고, 친수성 고분자를 용해할 수 있고 증발 등에 의한 제거가 용이한 것이면 제한없이 사용가능하다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 친수성 고분자를 탄소나노구조체 내로 함침시키는 단계는 상온에서 3 ~ 12 시간 동안 25 ~ 50 rpm으로 교반하여 실시될 수 있다. 본 발명은 온화하면서도 간단한 공정으로 탄소나노구조체의 고분자 매트릭스 내 분산성을 개선할 수 있다는 점에서 유리하다.

함침이 완료되면 용매를 제거한 뒤, 필요에 따라 건조단계를 거질 수 있다. 건조를 실시하는 경우 건조 온도는 100 ~ 120℃, 건조 시간은 2 ~ 12시간이 바람직하나, 특별히 제한되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 고분자 복합체는 고분자 매트릭스 및 상기 고분자 매트릭스 내에 분산되어 있는 상기 본 발명에 따른 고분산성 탄소나노구조체를 포함하여 이루어진다.

고분산성 탄소나노구조체와 고분자 매트릭스는 관련업계에서 통상적으로 사용하는 방법으로 용융혼련되어 고분자 복합체를 형성할 수 있다.

상기 고분자 복합체의 제조에 있어서, 고분자 매트릭스로는 결정성 고분자 또는 비결정성 고분자 모두가 사용될 수 있으며 특별한 제한은 없으나, 나일론, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌이 대표적으로 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 고분산성 탄소나노구조체 및 고분자 매트릭스의 중량비는 10 ~ 100: 1 이 바람직할 수 있는데, 탄소나노구조체의 첨가량이 상기 수치범위 이내이면, 전기적 및 기계적 물성 향상을 기대할 수 있고, 가공성도 더욱 우수하게 유지할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시 예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.

실시예 1

Co(NO₃)₂-6H2O을 37.039 g을 200 ml 수용액에 용해시킨 플라스크(flask) A와 (NH₄)6Mo₇O₂₄-4H₂O를 32.30 g을 200ml 수용액에 용해시킨 플라스크 B를 준비하여 Al₂O₃(D50=76 micron, pore volume: 0.64 cm³/g, surface area: 237 m²/g, Saint Gobain 제조) 50 g이 담긴 플라스크 C에 상기 플라스크 A, B를 순차적 또는 함께 첨가시켜60 분 이상 교반하며 촉매활성 금속 전구체를 충분히 Al₂O₃에 담지시킨 후, 10 마이크론 필터 페이퍼(10micron filter paper) 또는 4X 글라스 필터(4X glass filter)를 이용하여 감압 여과하여 촉매활성 금속 전구체가 담지된 필터케이크를 분리한 다음 증류수로 세척하여 회수하였다. 회수된 필터 케이크를 120 ℃ 오븐에서 24 시간 건조시켰다. 건조된 촉매를 600 ℃에서 3 시간 소성시켜 CNT 촉매를 제조하였다.

상기 CNT 촉매 5 g을 직경 55 mm, 높이 1 m의 수직형(vertical type) 유동층 반응기의 분산판(버블캡(bubble cap) 또는 시브(sieve) 형태) 상단에 충진하고, 반응기체 (C₂H₄:H₂:N₂=1:1:1)를 상기 반응기의 하부에 연결된 반응기체 공급관을 통해 3,000 ml/min의 속도로 상기 반응기에 주입하였으며, 800 ℃에서 1 시간 동안 CNT를 합성하였다. 합성된 CNT의 평균직경은 10 ~ 20 nm, 어스펙트비 약 200, 벌크밀도는 0.158 g/㎤ 이었다.

<고분산 CNT 제조>

친수성 고분자로서 중량평균분자량 450,000의 폴리아크릴산을 상기에서 얻은 CNT 100 중량부에 대하여 1 중량부가 되도록 에탄올 352 중량부에 용해하였다. 상온의 용액에 CNT 100 중량부를 혼합하고 30 rpm 으로 5시간 동안 교반하였다. 그 후 로타리증발기를 이용하여 400 mbar, 80℃에서 4시간 6시간 동안 용매를 증발시켜 제거하였다. 100℃ 오븐에서 2시간 동안 건조하여 폴리아크릴산이 함침된 고분산성 CNT 를 얻었다.

<고분자 복합체 제조>

상기와 같이 얻은 고분산성 CNT 3 중량부를 폴리카보네이트 (용융지수 MI-22) 100 중량부와 함께, 이축압출기 (twin-screw extruder)를 이용하여 280℃에서 용융 혼련(melt mixing)하여 고분자 복합체를 제조하였다.

실시예 2

폴리아크릴산의 함량을 CNT 100 중량부 대비 3 중량부로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 고분산성 CNT가 분산된 고분자 복합체를 제조하였다.

비교예 1

친수성 고분자를 함침시키지 않은 CNT를 폴리카보네이트와 배합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 고분자 복합체를 제조하였다.

물성평가

(1) SEM 이미지

도 1 및 도 2는 비교예 1, 실시예 1 및 2에서 제조한 고분자 복합체에 대하여 압출 및 사출 후 산소플라즈마 처리를 통해 폴리카보네이트를 제거하고 표면을 관찰한 SEM 이미지(각각 x10K 및 x30K)이다. 실시예 1 및 2의 경우 폴리아크릴산 코팅으로 인해 표면에 CNT가 더 많아지는 것을 확인할 수 있다.

(2) 표면저항

실시예 1과 2 및 비교예 1의 고분자 복합체 시편에 대하여 표면저항 테스터(SRM-110)를 이용하여 IEC6009에 따라 25℃ 및 습도 60%의 분위기에서 측정하였다.

(3) 충격강도

충격강도 측정장치인 Zwick UTM(Universal Testing Machine)을 이용하여 ASTM 256에 아이조드 충격강도를 측정하였다.

항 목	표면저항 (ohm/sq)	충격강도 (kgfm/m)
실시예 1	10⁶~10⁸	4.3
실시예 2	10⁵~10⁷	3.9
비교예 1	>10¹³	1 ~ 2

상기 표 1의 결과로부터, 실시예 1 및 2의 고분자 복합체가 비교예 1의 고분자 복합체에 비해 표면저항이 훨씬 낮아 전기전도도가 상대적으로 높음을 알 수 있다.

또한 충격강도도 실시예 1 및 2의 경우가 비교예 1의 경우보다 매우 높은 것으로 보아 CNT의 고분자 매트릭스 내 분산성이 대폭 향상되었음을 확인할 수 있다.

Claims

탄소나노구조체 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부의 친수성 고분자를 함침시켜 얻은 고분산성 탄소나노구조체.
제1항에 있어서,
상기 탄소나노구조체는 나노튜브, 나노파이버, 카본블랙, 풀러렌, 나노콘, 나노호른 또는 나노로드인 것을 특징으로 하는 고분산성 탄소나노구조체.
제1항에 있어서,
상기 친수성 고분자는 아크릴산 중합체, 아크릴레이트 중합체, 셀룰로오스 중합체 또는 폴리비닐피롤리돈인 것을 특징으로 하는 고분산성 탄소나노구조체.
제1항에 있어서,
상기 친수성 고분자의 중량평균분자량은 1,000 ~ 3,000,000인 것을 특징으로 하는 고분산성 탄소나노구조체.
제1항에 있어서,
상기 탄소나노구조체는 평균 직경 10 ~ 20 nm, 어스펙트비 50 이상, 벌크밀도 0.15 ~ 0.25 g/㎤ 인 탄소나노튜브인 것을 특징으로 하는 고분산성 탄소나노구조체.
1) 탄소나노구조체 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부의 친수성 고분자를 용매에 용해시키는 단계;
2) 상기 친수성 고분자가 용해된 용액에 탄소나노구조체 100 중량부를 투입교반하여 상기 탄소나노구조체에 친수성 고분자를 함침시키는 단계; 및
3) 상기 용매를 제거하는 단계를 포함하는,
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 고분산성 탄소나노구조체 제조 방법.
제6항에 있어서,
상기 용매는 탄소나노구조체 중량의 2 ~ 4 배의 양으로 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
제6항에 있어서,
상기 용매는 물, 에탄올, 아세톤 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 방법.
제6항에 있어서,
상기 단계 2)의 함침은 상온에서 3 ~ 12 시간 동안 25 ~ 50 rpm으로 교반하여 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 고분산성 탄소나노구조체가 고분자 매트릭스에 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 고분자 복합체.
제10항에 있어서,
상기 고분자 매트릭스는 폴리카보네이트, 나일론, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 고분자 복합체.
제10항에 있어서,
상기 고분산성 탄소나노구조체와 고분자 매트릭스의 중량비는 10 ~ 100 :1 인 것을 특징으로 하는 고분자 복합체.