폴리머 (Polymer(Korea))

  • 제35권5호
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  • Pages.451-457
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  • 2011
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  • 0379-153X(pISSN)
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  • 2234-8077(eISSN)
한국고분자학회 (The Polymer Society of Korea)
권호 표지

라텍스 입자 크기가 폴리스티렌/탄소나노튜브 나노복합재료의 유변물성 및 전기적 물성에 미치는 영향

Effect of Latex Particle Size on Rheological and Electrical Properties of Polystyrene/Multi-Walled Carbon Nanotube Nanocomposites

  • 강명환 (수원대학교 공과대학 신소재공학과) ;
  • 노원진 (수원대학교 공과대학 신소재공학과) ;
  • 이성재 (수원대학교 공과대학 신소재공학과)
  • Kang, Myung-Hwan (Department of Polymer Engineering, The University of Suwon) ;
  • Noh, Won-Jin (Department of Polymer Engineering, The University of Suwon) ;
  • Lee, Seong-Jae (Department of Polymer Engineering, The University of Suwon)
  • 투고 : 2011.03.08
  • 심사 : 2011.05.24
  • 발행 : 2011.09.25
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초록

라텍스 기법으로 제조한 폴리스티렌(PS)/다중벽 탄소나노튜브(MWCNT) 나노복합재료의 라텍스 입자 크기에 따른 유변학적, 전기적 물성을 고찰하였다. 나노복합재료는 무유화제 유화중합과 분산중합으로 합성한 단분산 PS 입자에 MWCNT를 초음파 분산시킨 다음 동결건조 과정을 거쳐 제조하였다. PS/MWCNT 나노복합재료는 MWCNT 함량이 증가할수록 점차 네트워크 구조를 형성하여 저장 탄성률, 복소 점도 및 전기 전도도가 급격하게 증가하였다. MWCNT 함량에 따른 저장 탄성률 및 복소 점도 증가 효과는 라텍스 입자 크기가 큰 경우 더욱 뚜렷하였다. 입자 크기에 따른 전기적 물성은 MWCNT 함량에 따라 상이한 경향을 보여 주었는데, 함량이 적은 경우 작은 입자로 제조한 나노복합재료가 높은 전기 전도도를 보여 주었으나 함량이 증가할수록 큰 입자의 경우가 높은 값을 보여 주었다.

The effect of latex particle size on rheological and electrical properties of latex-blended polystyrene (PS)/multi-walled carbon nanotube (MWCNT) nanocomposites was investigated. Mono-dispersed PS particles synthesized either by emulsifier-free emulsion polymerization or by dispersion polymerization were mixed with MWCNTs under ultrasonication, and freeze-dried to prepare the nanocomposites. As the MWCNT content increased, storage modulus, complex viscosity and electrical conductivity were substantially increased. The increase of storage modulus and complex viscosity was higher for larger PS particles. The effect of particle size on electrical properties was different depending on MWCNT content. With lower MWCNT content, the nanocomposite prepared by smaller PS particles showed higher electrical conductivity, but the opposite result was given as the content increased.

키워드

과제정보

연구 과제 주관 기관 : 한국연구재단(NRF)

참고문헌

  1. S. Iijima, Nature, 354, 56 (1991). https://doi.org/10.1038/354056a0
  2. M. Moniruzzaman and K. I. Winey, Macromolecules, 39, 5194 (2006). https://doi.org/10.1021/ma060733p
  3. H. J. Park, M. Park, J. Y. Chang, and H. J. Lee, Nanotechnology, 19, 335702 (2008). https://doi.org/10.1088/0957-4484/19/33/335702
  4. R. Haggenmueller, H. H. Gommans, A. G. Rinzler, J. E. Fischer, and K. I. Winey, Chem. Phys. Lett., 330, 219 (2000). https://doi.org/10.1016/S0009-2614(00)01013-7
  5. M. A. L. Manchado, L. Valentini, J. Biagiotti, and J. M. Kenny, Carbon, 43, 1499 (2005). https://doi.org/10.1016/j.carbon.2005.01.031
  6. P. Potschke, A. R. Bhattacharyya, and A. Janke, Carbon, 42, 965 (2004). https://doi.org/10.1016/j.carbon.2003.12.001
  7. S. Kumar, T. D. Dang, F. E. Arnold, A. R. Bhattacharyya, B. G. Min, X. Zhang, R. A. Vaia, C. Park, W. W. Adams, R. H. Hauge, R. E. Smally, S. Ramesh, and P. A. Willis, Macromolecules, 35, 9039 (2002). https://doi.org/10.1021/ma0205055
  8. H. J. Barraza, F. Pompeo, E. A. O'Rear, and D. E. Resasco, Nano Lett., 2, 797 (2002). https://doi.org/10.1021/nl0256208
  9. J. Yu, K. Lu, E. Sourty, N. Grossiord, C. E. Koning, and J. Loos, Carbon, 45, 2897 (2007). https://doi.org/10.1016/j.carbon.2007.10.005
  10. D. C. Sherrington, Br. Polym. J., 16, 164 (1984). https://doi.org/10.1002/pi.4980160403
  11. H. Ahmad and K. Tauer, Colloid Polym. Sci., 281, 686 (2003). https://doi.org/10.1007/s00396-002-0847-0
  12. V. Smigol and F. Svec, J. Appl. Polym. Sci., 48, 2033 (1993). https://doi.org/10.1002/app.1993.070481116
  13. J. L. Ou, J. K. Yang, and H. Chen, Eur. Polym. J., 37, 789 (2001). https://doi.org/10.1016/S0014-3057(00)00175-0
  14. H. Ahmad and K. Tauer, Macromolecules, 36, 648 (2003). https://doi.org/10.1021/ma0212386
  15. G. Hu, C. Zhao, S. Zhang, M. Yang, and Z. Wang, Polymer, 47, 480 (2006). https://doi.org/10.1016/j.polymer.2005.11.028
  16. H. J. Seo, J. H. An, and K. C. Lee, Polymer(Korea), 22, 861 (1998).
  17. J. Hilding, E. A. Grulke, Z. G. Zhang, and F. Lockwood, J. Dispersion Sci. Technol., 24, 1 (2003). https://doi.org/10.1081/DIS-120017941
  18. S. Huang, M. Wang, T. Liu, W. D. Zhang, W. C. Tjiu, C. He, and X. Lu, Polym. Eng. Sci., 49, 1063 (2009). https://doi.org/10.1002/pen.21349
  19. Y. T. Sung, M. S. Han, K. H. Song, J. W. Jung, H. S. Lee, C. K. Kum, J. Joo, and W. N. Kim, Polymer, 47, 4434 (2006). https://doi.org/10.1016/j.polymer.2006.04.008
  20. F. Du, R. C. Scogna, W. Zhou, S. Brand, J. E. Fischer, and K. I. Winey, Macromolecules, 37, 9048 (2004). https://doi.org/10.1021/ma049164g
  21. P. Potschke, T. D. Fornes, and D. R. Paul, Polymer, 43, 3247 (2002). https://doi.org/10.1016/S0032-3861(02)00151-9
  22. D. K. Woo, B. C. Kim, and S. J. Lee, Korea-Australia Rheol. J., 21, 185 (2009).
  23. R. Ramasubramaniam, J. Chen, and H. Liu, Appl. Phys. Lett., 83, 2928 (2003). https://doi.org/10.1063/1.1616976
  24. M. H. Al-Saleh and U. Sundararaj, Carbon, 47, 2 (2009). https://doi.org/10.1016/j.carbon.2008.09.039