초록 ▼

전자기기제품에는 외부에서의 전자파에 의한 오동작 및 영상방해가 발생하고 또한 기기 자체에서도 전자파가 발생하여 전자파 간섭의 원인이 되고 있다.최근 전자파에 대한 규제가 심해짐에 따라 차폐효과가 뛰어난 전도성 복합체의 개발이 절실히 요구되고 있다. 일반적으로 전도성 복합체의 제조에는 금속, 카본과 같은 전도성 무기물질이 사용되고 있는 데 본 연구에서는 본질적 전도성 고분자인 폴리아닐린을 전도성 충진제로 사용하였다.대부분의 전도성 고분자는 불용불융의 성질 때문에 가공 및 응용에 있어서 많은 어려움이 있지만, Heeger 등

전자기기제품에는 외부에서의 전자파에 의한 오동작 및 영상방해가 발생하고 또한 기기 자체에서도 전자파가 발생하여 전자파 간섭의 원인이 되고 있다.최근 전자파에 대한 규제가 심해짐에 따라 차폐효과가 뛰어난 전도성 복합체의 개발이 절실히 요구되고 있다. 일반적으로 전도성 복합체의 제조에는 금속, 카본과 같은 전도성 무기물질이 사용되고 있는 데 본 연구에서는 본질적 전도성 고분자인 폴리아닐린을 전도성 충진제로 사용하였다.대부분의 전도성 고분자는 불용불융의 성질 때문에 가공 및 응용에 있어서 많은 어려움이 있지만, Heeger 등에 의해 긴 알킬 사슬을 갖는 유기산 (dodecylbenzenesulfonicaicd(DBSA), camphor sulfonic acid, etc.)으로 도핑한 폴리아닐린은 일반적인 유기용매에잘 녹는다는 연구결과가 최근 발표되었다. 따라서 가용성 폴리아닐린을 이용하여 전도성복합체의 제조가 가능해졌지만 이 방법은 여러 단계를 거쳐야하는 단점을 가지고 있다.본 연구의 목적은 전도성 폴리아닐린-폴리스티렌(PANI-PS) 복합체를 용액 블렌딩에 의해아닐린 중합시 한번에 제조하는 새로운 중합공정을 개발하는 것이다. 아닐린 중합은 도판트인 DBSA의 xylene 용액에 녹아있는 산화제를 아닐린과 PS의 xylene 용액에 첨가하여행하였다.PANI-PS 복합체의 전기전도도는 PANI의 함유량이 증가할수록 증가하였고, 12wt%의낮은 PANI 함유량에서 0.1S/㎝의 높은 값에 도달할 수 있었다. PANI-PS 복합체는chloroform, xylene, NMP와 같은 일반적인 유기용매에 매우 잘 용해되었다. 여러가지 도판트로 도핑한 PANI의 열안정성을 측정하여 PANI-PS 복합체의 열안정성을 간접적으로 검토하였다. DBSA로 도핑한 순수한 PANI을 180℃에서 3시간 열처리하면서 측정한 전기전도도는 HCl로 도핑한 일반적인 PANi 착체의 그것보다 훨씬 더 안정하였다. TGA 측정에서도 DBSA로 도핑한 PANI이 HCl로 도핑된 것 보다 매우 안정한 결과를 나타내었다. 적외선 분광기(Fourier Transform Infrared Spectroscopy, FT-IR), SEM(Scanning ElectronMicrograph), 원소분석을 이용하여 PANI-PS 복합체의 구조, 형태 및 열처리에 따른 전기전도도의 감소 요인을 조사하였다. 또한 12wt% PANI-PS 복합체를 150℃, 100psi 조건에서용융 가공시켜 얻은 시트의 전기전도도는 10-2S/㎝의 높은 전기전도도를 유지하여 전도성복합체의 응용 가능성을 나타내었다.본 연구에서 새로운 중합공정에 의해 제조된 PANI-PS 복합체는 일반적인 유기용매에잘 용해되고 열안정성이 뛰어나 전도성 시트, 투명성 필름 등으로의 제조 가능성을 확인할수 있었고, 이와 같은 결과는 전자파 차폐재 이외의 전도성 고분자 또는 전도성 복합체의전자 재료 분야로의 응용에 있어서 중요한 기틀을 마련하였다.

Abstract ▼

There are malfunction and reflection interference caused byelectromagnetic wave in electronics and it leads to electromagnetic interference(EMI).Recently, since the restrictions of electromagnetic wave increase. It is necessary todevelop composite materials with high shielding effecti

There are malfunction and reflection interference caused byelectromagnetic wave in electronics and it leads to electromagnetic interference(EMI).Recently, since the restrictions of electromagnetic wave increase. It is necessary todevelop composite materials with high shielding effectiveness. Any conductingmaterials can, in principle, be used for the preparation of the conducting composite.In this study, we try to use intrinsic conducting polyaniline(PANI) as a conductingmaterial. It is difficult to process or apply the great majority of conducting polymersowing to their insolubility and infusibility. However, Heeger et al. have recentlyreported that the doped PANI with organic protonic acid such as DBSA and CSA etc.were soluble in common organic solvents. Thus, it is possible to perpare theconducting composite using the soluble PANI, but this route has the shortage consistingof multi-step process.It is the purpose of the present work to develop new process that prepare theconductive PANI-PS composite by solution blending in situ aniline polymerization. Thepolymerization was carried out by adding the oxidant solution dissolved DBSA in xyleneto the xylene solution contained aniline and PS. The electrical conductivity ofPANI-PS composites increased with increasing the content of PANI and could reachvalue as high as 0.1S/㎝ in a low content of 12wt%. The composites were verysoluble in organic solvents such as chloroform, xylene and NMR.The conductivity stability of PANI-PS composites was indirectly evaluated fromthe measurement of thermal stability of doped pure PANI with various dopants. Theconductivity, after thermal treating to the doped PANI with DBSA at 180℃ for 3hrs,was more stable than that of doped PANI with HCl. The results of TGA were alsosimilar to the conductivity stability as dopant species. The morphology, structure andthe cause of decrease in conductivity by the thermal treatments were investigatedthrough the measurements of SEM, FT-IR and elemental anlaysis. The compositecontaining 12wt% PANI could be melt-processed at 150℃, 100psi condition and itsconductivity exhibit high value of 10-2S/㎝.As a result, it can be concluded that prepared conducting PANI-PS composite canbe melt processed or processed from solution to enable the fabrication of conductingsheets or transparent films due to its good solubility and thermal stability, and thepresent method exhibited the feasibility of various application for the conducting polymeror conductive composite.

목차 Contents

• 1) 서론...11
• 2) 실험...15
• 3) 결과 및 고찰...18
• 1. PANI-PS 복합체의 물성...18
• 2. PANI과 PANI-PS 복합체의 열안정성...31
• 4) 결론...50
• 5) 참고문헌...52
• *논문목록서...54
• *연구참여인력목록서...55
• *연구비 집행 내역서...56
• *주요기자재 구입목록서...57
• *자체평가서...58