초록 ▼

나노 첨가제인 탄소나노튜브(CNT), 그래핀, 나노와이어 등을 고분자 재료에 부여한 고기능성 고분자 나노복합재료는 다양한 방법으로 제조하고 있다. 하지만 원하는 물성을 지니는 나노복합재료 개발은 용이하지 않은데 이는 나노입자를 고분자 매트릭스 또는 매질에 분산시키는 것이 대단히 어렵기 때문이다. 본 연구에서는 고분자 입자 및 다양한 나노입자를 합성하고 개질한 후 라텍스 기법을 활용하여 나노입자의 분산성을 향상시켰으며 유변학적 해석 기법으로 평가하였다. 미세구조 나노복합재료와 미세기공 나노복합 발포체를 개발하기 위한 연구를 수행하여

나노 첨가제인 탄소나노튜브(CNT), 그래핀, 나노와이어 등을 고분자 재료에 부여한 고기능성 고분자 나노복합재료는 다양한 방법으로 제조하고 있다. 하지만 원하는 물성을 지니는 나노복합재료 개발은 용이하지 않은데 이는 나노입자를 고분자 매트릭스 또는 매질에 분산시키는 것이 대단히 어렵기 때문이다. 본 연구에서는 고분자 입자 및 다양한 나노입자를 합성하고 개질한 후 라텍스 기법을 활용하여 나노입자의 분산성을 향상시켰으며 유변학적 해석 기법으로 평가하였다. 미세구조 나노복합재료와 미세기공 나노복합 발포체를 개발하기 위한 연구를 수행하여 다음의 연구결과를 도출하였다.

* 라텍스 기술에 의한 전기 전도성 미세구조 나노복합재료 개발에 관한 연구
고분자 재료에 전기 전도성을 부여하기 위해 CNT, 그래핀 기반의 나노필러를 도입하여 전도성 나노복합재료를 제조하였다. 그래핀 나노필러는 폴리스티렌(PS) 입자와 수계 분산이 용이하도록 산화 그래핀(GO) 및 poly(styrene sulfonate)가 도포된 환원된 산화 그래핀(PSS-RGO)을 사용하였다. 라텍스 기법으로 PS/GO 및 PS/PSS-RGO 나노복합재료를 제조한 후 모폴로지, 유변물성 및 전기적 물성을 고찰하였다. GO 및 PSS-RGO 나노필러는 PS 매트릭스 내에 잘 분산된 모폴로지를 보여 주었다. PS/GO 나노복합재료가 우수한 전기 전도도를 보여주는 이유는 성형시의 열처리에 의해 GO가 환원되어 전기적 물성을 부분적으로 회복했기 때문이다.

* 고내상 에멀션(HIPE) 중합에 의한 전도성 미세기공 발포체 개발에 관한 연구
고분자 발포체에 전도성을 부여하기 위하여 HIPE 중합법을 활용하여 PS/CNT 미세기공 발포체를 제조하였다. 본 연구에서는 고내상 에멀션의 안정성과 중합된 미세기공 발포체의 전기 전도도를 향상 시키기 위하여 탄소나노튜브의 개질, 계면활성제의 함량 및 분산 시간에 따른 영향을 고찰하였다. 또한 전도성을 부여하기 위한 CNT의 수분산성과 HIPE의 안정성을 향상시키기 위하여 CNT 표면을 친수성인 폴리도파민(PDA)으로 개질한 PDA-CNT를 사용하였다. PDA-CNT는 수분산성이 우수하여 첨가량을 높여 HIPE를 구성할 수 있었고 전도성이 향상된 발포체를 제조할 수 있었다.

* 전기 전도성 PS/AgNW 나노복합재료 개발에 관한 연구
은 나노와이어(AgNW)는 높은 형상비와 순도를 지닌 전기 전도성이 매우 우수한 나노필러이다. 본 연구에서는 PS와 AgNW로 구성된 나노복합재료를 라텍스 블렌딩법으로 제조한 후 나노복합재료의 유변물성 및 전기적 물성에 대해 고찰하였다. AgNW는 폴리올 방법으로 합성하였고, PS/AgNW 나노복합재료의 유변물성은 복소 점도 및 저장 탄성률로 해석하였다. 전기 전도도로 평가한 전기적 물성은 AgNW 첨가에 따라 AgNW간의 네트워크 구조가 형성되면서 급격히 증가하였다.

* 편원형(prolate) 타원체 고분자 입자 제조법 개발에 관한 연구
구형의 고분자 입자 제조법은 잘 알려져 있고 제조가 어려운 비구형 고분자 입자 중에서도 편장형(prolate) 타원체 입자 제조법은 어느 정도 알려져 있으나 단분산도가 높은 편원형 입자 제조법은 아직 개발되어 있지 않다. 본 연구에서는 필름 스퀴징(film squeezing) 방법으로 일정한 크기와 수율이 높은 편원형 타원체 입자 제조법을 고안하였다. 두 장의 실리콘 고무판 내에 구형의 씨드 입자를 함유한 필름을 위치시키고 압축력을 부과하여 크기 및 형상비가 제어된 단분산 편원형 입자를 제조할 수 있었다. 본 연구는 비구형 입자를 활용한 다양한 분산계 연구에 일조할 것으로 기대한다.
(출처:요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1목차 ... 3Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 4Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 5 1. 연구과제의 개요 ... 5 2. 국내외 기술개발 현황 ... 5 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 6 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 8 5. 연구결과의 활용계획 ... 8 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 9Ⅲ. 연구성과 ... 10끝페이지 ... 11