[논문]Multi-walled carbon nanotube의 표면 공유결합 개질

Multi-walled carbon nanotube의 표면 공유결합 개질
Covalent Surface Modification of Multi-walled Carbon Nanotubes 원문보기

윤여훈 (충남대학교 바이오응용화학부) , 지민호 (충남대학교 바이오응용화학부) , 이민호 (충남대학교 바이오응용화학부) , 백두현 (충남대학교 바이오응용화학부)

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CNT 표면을 산 처리 한 후 생성된 CNT-COOH를 공유결합을 이용하여 여러가지 말단기를 치환 시키면, 개질 또는 기능화 된 CNT는 고분자 매트릭스에서 분산성 향상을 기대할 수 있고, 고분자와의 친화성을 증가시키기 때문에 매트릭스가 되는 고분자의 물성 향상을 기대할 수 있다. 본 연구에서는 CNT의 분산성 및 고분자 표면과의 결합력을 향상시키기 위해 CNT 표면에 여러 관능기를 도입 한 후 이에 대한 분산성 및 CNT의 특성 변화를 관찰 하였다.

본 실험에 쓰인 CNT는 MWNT(Iljinnanotech, CM-95)를 사용하였다. MWNT lg을 HNO3(10m£, 60.0%)과 H₂₉C)4(30畝, 95.0%)의 혼합용매(1:3 비유를 140℃ 에서 20분 동안 질소 분위기 하에서 환류시켰다. 산에 의해 처리된 MW心T는 여과 및 수세를 한 후에 진공건조기에서 110℃, 24시간동안 건조시켰다.
개질 및 관능기가 도입된 MWNT는 FE-SEMQEOL, JSM-7000F), FT-IR spectrometer(FTS-175C), XPS(ESCA 2000, MultiLab)로 표면 상태를 확인하였고, TGA(TGA-7, Perkin Elmer)로 중량 변화를 관찰하였다. 또한 물, EG 등 다양한 액상 기질에 분산시켜 분산 정도를 확인 하였다.
또한 물, EG 등 다양한 액상 기질에 분산시켜 분산 정도를 확인 하였다.
일반적으로 thionyl chloride를 많이 사용하고 있으며 본 연구에서는 상기 방법 및 oxalyl chloride를 이용한 치환법도 사용하였다. 첫 번째, 산으로 처리된 MWNT 0.3g을 oxalyl chloride (C2CI2O2, 3血)와 benzene(C₆H₆/ 30畝), 미 량의 DMF(N, N-dimethylformamide, 99.0%)로 70℃ 에서 2시간 동안 환류 시켜 MWNT-COC₁ 을 얻었고 두 번째는 산으로 처리된 MWNT 0.3g을 tHonyl chloride (SOCI2, 40効)와 DMF(2畝)로 70E에서 24시간 동안 환류 시키고 여과 및 수세 후 진공 건조하여 MWNT-COC1 을 얻었다.

도입된 단량체로 ethylene glycol, PEG600, PTMG1400, PTMG2000을 사용하였으며 반응 후 수세 및 미반응 단량체를 제거하여 순수 functionalized MWNT를 얻었다.
본 실험에 쓰인 CNT는 MWNT(Iljinnanotech, CM-95)를 사용하였다. MWNT lg을 HNO3(10m£, 60.

한다. 일반적으로 thionyl chloride를 많이 사용하고 있으며 본 연구에서는 상기 방법 및 oxalyl chloride를 이용한 치환법도 사용하였다. 첫 번째, 산으로 처리된 MWNT 0.

2는 ethylene glycol에 산 처리 된 MWNT를 초음파 처리를 통하여 분산시킨 후 시간에 따른 변화를 나타낸 것이다. 초음파 처리 후 10일이 지나도 어떠한 침전도 일어나지 않았으며 이는 산 처리만으로도 CNT 자체의 EG에 대한 분산성을 향상 시킬 수 있다는 것을 확인할 수 있다.

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