KR100691837B1 - Composites of carbon nanofibers and polyimide, and production method thereof - Google Patents

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이재락
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Abstract

Provided are a carbon nanofiber and polyimide composite which is excellent in electrical property and thermal stability and is reduced in manufacturing cost, and its preparation method. The carbon nanofiber and polyimide composite comprises 1-10 parts by weight of a vapor grown carbon nanofiber; and 100 parts by weight of a polyimide produced from the poly(amic acid) which is prepared in the presence of the vapor grown carbon nanofiber. Preferably, the poly(amic acid) is prepared from an acid anhydride and a diamine compound by identical molar ratio in the presence of the vapor grown carbon nanofiber. Preferably, the vapor grown carbon nanofiber has a diameter of 10-500 nm and a length of 1-100 micrometers.

Description

탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물 및 그 제조 방법{Composites of carbon nanofibers and polyimide, and production method thereof}Carbon nanofibers and polyimide composites and its manufacturing method {Composites of carbon nanofibers and polyimide, and production method

도 1은 폴리이미드의 전구체인 폴리아믹산과 폴리이미드의 적외선 투과 스펙트럼 결과를 보여준다. 1 shows infrared transmission spectrum results of polyamic acid and polyimide as precursors of polyimide.

도 2는 본 발명의 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물에 있어서 탄소 나노 섬유의 함량에 대한 체적 저항값을 보여준다. Figure 2 shows the volume resistivity value for the content of carbon nanofibers in the carbon nanofibers and polyimide composite of the present invention.

도 3은 본 발명의 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물에 있어서 탄소 나노 섬유의 함량 변화에 따른 열안정성을 보여준다. Figure 3 shows the thermal stability according to the change in the content of the carbon nanofibers in the carbon nanofibers and polyimide composite of the present invention.

본 발명은 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물 및 그 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to carbon nanofibers and polyimide composites and methods of making the same.

일반적으로 충전재를 고분자 매트릭스 내부에 충전 또는 분산시켜, 고분자 매트릭스의 물성을 향상시키는 방법이 알려져 있다. In general, a method of filling or dispersing a filler in a polymer matrix to improve physical properties of the polymer matrix is known.

이렇게 충전재가 고분자 매트릭스에 충전 또는 분산되어 이루어진 고분자 복합물의 특성은 사용된 충전재와 고분자 매트릭스 각각의 고유 물성뿐만 아니라, 충 전재의 분산 정도에 의해 결정되는 것이 알려져 있다.It is known that the properties of the polymer composite formed by filling or dispersing the filler in the polymer matrix are determined not only by the inherent physical properties of the filler and the polymer matrix used, but also by the degree of dispersion of the filler.

충전재를 고분자 매트릭스에 충전 또는 분산시키는 방법으로는 물리적 방법 및 초음파를 이용하는 방법 등이 알려져 있으나, 이러한 종래의 방법은 사용되는 충전재에 따라 충전재의 뭉침 현상 문제 등을 야기할 수 있다. 그리고 이렇게 충전재의 뭉침 현상이 발생하는 경우 수득되는 고분자 복합물의 특성이 저열해진다. As a method of filling or dispersing the filler in the polymer matrix, a physical method and a method using ultrasonic waves are known, but such a conventional method may cause a problem of aggregation of the filler depending on the filler used. And when the agglomeration phenomenon of the filler occurs in this way the properties of the obtained polymer composite is low heat.

고분자 매트릭스의 전기적 특성을 향상시키기 위해 사용되는 충전재로는 카본 블랙 또는 금속 분말 등이 알려져 있다. 그러나 카본 블랙 또는 금속 분말을 고분자 매트릭스에 충전 또는 분산시켜 이루어지는 고분자 복합물이 충분한 전도성을 달성하기 위해서는 많은 함량의 카본 블랙 또는 금속 분말을 사용하여야 했다. 따라서, 카본 블랙 또는 금속 분말을 충전재로 사용하는 경우, 경제성이 문제가 된다. Carbon black or metal powder is known as a filler used to improve the electrical properties of the polymer matrix. However, in order for the polymer composite formed by filling or dispersing carbon black or metal powder in the polymer matrix to achieve sufficient conductivity, a large amount of carbon black or metal powder had to be used. Therefore, when carbon black or metal powder is used as a filler, economy becomes a problem.

한편, 탄소 나노 섬유는 항공 우주, 자동차, 산업ㆍ건축용 구조 재료 및 레저 스포츠 분야 등 많은 산업 분야에서 널리 사용되고 있다. On the other hand, carbon nanofibers are widely used in many industries, such as aerospace, automotive, industrial and architectural structural materials and leisure sports.

탄소 나노 섬유는 고분자 매트릭스에 대한 충전재로서 사용될 수 있으며, 이렇게 탄소 나노 섬유가 고분자 매트릭스에 대한 충전재로 사용되어 형성된 고분자 복합물은 고분자 매트릭스에 우수한 물성을 부가하게 된다. 이러한 고분자 복합물은 우주 왕복선의 동체, 항공 우주용의 내열수도부품 및 반도체 제조 공정 등 많은 분야에서 사용될 수 있다. Carbon nanofibers may be used as a filler for a polymer matrix, and thus a polymer composite formed by using carbon nanofibers as a filler for a polymer matrix adds excellent physical properties to the polymer matrix. Such polymer composites can be used in many fields, such as the fuselage of space shuttles, heat-resistant water components for aerospace, and semiconductor manufacturing processes.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 우수한 전기적 특성과 열안정성 등 우수한 물성을 갖는 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물을 제공하고자 한다. In order to solve the above technical problem, the present invention is to provide a carbon nanofiber and polyimide composite having excellent physical properties such as excellent electrical properties and thermal stability.

또한, 본 발명은 우수한 전기적 특성과 열안정성등 우수한 물성을 갖는 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물의 제조 방법을 제공하고자 한다. In addition, the present invention is to provide a method for producing a carbon nanofiber and polyimide composite having excellent physical properties such as excellent electrical properties and thermal stability.

상기와 같은 기술적 과제의 해결을 위한, 본 발명의 한 특징에 따른 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물은 기상 성장 탄소 나노 섬유 1 내지 10 중량부, 및 기상 성장 탄소 나노 섬유의 존재하에서, 폴리아믹산이 합성되고, 폴리아믹산으로부터 생성된 폴리이미드 100 중량부를 포함한다. In order to solve the above technical problem, the carbon nanofibers and the polyimide composite according to one feature of the present invention are synthesized with polyamic acid in the presence of 1 to 10 parts by weight of vapor-grown carbon nanofibers, and vapor-grown carbon nanofibers. And 100 parts by weight of polyimide produced from the polyamic acid.

본 발명의 또 다른 특징에 따른 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물의 제조 방법은 기상 성장 탄소 나노 섬유, 산무수물 및 디아민 화합물를 포함하는 용액을 반응시켜 폴리아믹산 용액을 합성하는 단계, 및 기상 성장 탄소 나노 섬유를 포함하는 폴리아믹산 용액에서, 폴리아믹산을 열적 이미드화하여 폴리이미드로 변환시키는 단계를 포함한다. According to another aspect of the present invention, a method of preparing a carbon nanofiber and a polyimide composite may include reacting a solution including gaseous growth carbon nanofibers, an acid anhydride, and a diamine compound to synthesize a polyamic acid solution, and gaseous growth carbon nanofibers. In the polyamic acid solution comprising a, by converting the polyamic acid into a polyimide by thermal imidization.

본 발명에 따른 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물은 탄소 나노 섬유의 존재하에서 폴리아믹산을 합성하고, 폴리아믹산을 폴리이미드로 변환하는 동일 용기 중합 방법(in-situ polymerization)에 의해 형성된다. The carbon nanofibers and polyimide composites according to the present invention are formed by in-situ polymerization in which polyamic acid is synthesized in the presence of carbon nanofibers and converts polyamic acid to polyimide.

본 발명에서 사용되는 탄소 나노 섬유는 열 화학 기상 증착법으로 성장되어 제조된 탄소 나노 섬유(이하 '기상 성장 탄소 나노 섬유'라 함)가 바람직하게 사용 된다. 이러한 기상 성장 탄소 나노 섬유는 높은 종횡비를 가지며, 탄소 나노 섬유를 축으로 탄소 원자들이 나이테 모양으로 배열한 구조를 갖고 있어, 화학적으로 매우 안정하다. The carbon nanofibers used in the present invention are preferably carbon nanofibers (hereinafter, referred to as 'weather grown carbon nanofibers') grown by thermal chemical vapor deposition. The vapor-grown carbon nanofibers have a high aspect ratio, and have a structure in which carbon atoms are arranged in a ring shape around the carbon nanofibers, and thus are very chemically stable.

기상 성장 탄소 나노 섬유가 고분자의 충전재로 사용될 때 비강도, 열팽창, 미로, 내식성 등에 있어 금속을 비록한 다른 재료들에 비해 월등하다. 또한, 기상 성장 탄소 나노 섬유는 경제적인 면등의 면에서도 다른 방법으로 제조된 탄소 나노 튜브 보다도 유리하다. When vapor-grown carbon nanofibers are used as fillers for polymers, they are superior to other metals in terms of specific strength, thermal expansion, maze, and corrosion resistance. In addition, vapor-grown carbon nanofibers are more advantageous than carbon nanotubes produced by other methods in terms of economical aspects.

본 발명에서 기상 성장 탄소 나노 섬유의 함량은 폴리이미드 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부로 사용되는 것이 바람직하다. The content of the vapor-grown carbon nanofibers in the present invention is preferably used in 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of polyimide.

기상 성장 탄소 나노 섬유의 함량이 폴리이미드 100 중량부에 대하여 1 중량부 미만이면, 기상 성장 탄소 나노 섬유의 함량이 지나치게 작아 목적하는 전기적 특성 등을 달성할 수 없다. 반면에, 기상 성장 탄소 나노 섬유의 함량이 폴리이미드 100 중량부에 대하여 10 중량부를 초과하게 되면, 폴리이미드 내부에 기상 성장 탄소 나노 섬유가 균일하게 분산되기 어렵고, 수득되는 복합물의 점성이 높아져 최종 필름을 제조하기가 어렵게되는 문제가 있다. If the content of the gaseous growth carbon nanofibers is less than 1 part by weight with respect to 100 parts by weight of polyimide, the content of the gaseous growth carbon nanofibers is too small to achieve desired electrical properties and the like. On the other hand, when the content of the gaseous growth carbon nanofibers exceeds 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of polyimide, it is difficult to uniformly disperse the gaseous growth carbon nanofibers inside the polyimide, resulting in a higher viscosity of the resulting composite film There is a problem that is difficult to manufacture.

본 발명에서 기상 성장 탄소 나노 섬유는 평균 직경이 10 내지 500nm이고, 그 길이가 1 내지 100 ㎛ 인 것이 바람직하다. In the present invention, the vapor-grown carbon nanofibers preferably have an average diameter of 10 to 500 nm and a length of 1 to 100 m.

본 발명에 따른 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물의 동일 용기 중합 방법(in-situ polymerization)을 구체적으로 설명하면 다음과 같다. The in-situ polymerization of the carbon nanofibers and the polyimide composite according to the present invention will be described in detail as follows.

기상 성장 탄소 나노 섬유의 존재 하에서 산 무수물과 디아민 화합물을 용매 속에서 반응시켜 폴리아믹산을 합성하고, 이렇게 합성된 기상 성장 탄소 나노 섬유를 포함하는 폴리아믹산을 건조, 가열 경화시킴으로 폴리아믹산을 열적 이미드화시켜 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물을 제조한다. 이렇게 제조된 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물은 폴리이미드 내부에 기상 성장 탄소 나노 섬유가 균일하게 분산 또는 충전되어 전기적 특성 및 열안정성이 동시에 향상된다. The polyamic acid is synthesized by reacting an acid anhydride and a diamine compound in a solvent in the presence of vapor-grown carbon nanofibers, and thermally imidizing the polyamic acid by drying and heat-curing the polyamic acid including the thus-formed vapor-grown carbon nanofibers. To produce carbon nanofibers and polyimide composites. The carbon nanofibers and the polyimide composite thus prepared are uniformly dispersed or filled with vapor-grown carbon nanofibers inside the polyimide to simultaneously improve electrical properties and thermal stability.

본 발명에서 폴리아믹산을 합성하기 위해 사용될 수 있는 산 무수물은 3,3,4,4-벤조페논테트라카르복실 디언하이드라이드 (benzophenonetetracarboxylic dianhydride: 이하 'BTDA'라 함), 피로멜리틱 디언하이드라이드(pyromellitic dianhydride), 디페닐에테르-3,3',4,4'-테트라카르복실 디언하이드라이드, 4,4'-옥시디프탈릭 언하이드라이드 등이 바람직하게 사용된다. Acid anhydrides that can be used to synthesize the polyamic acid in the present invention are 3,3,4,4-benzophenonetetracarboxylic dianhydride (hereinafter referred to as 'BTDA'), pyromellitic dianhydride ( pyromellitic dianhydride), diphenyl ether-3,3 ', 4,4'-tetracarboxylic dianhydride, 4,4'-oxydiphthalic anhydride and the like are preferably used.

본 발명에서 폴리아믹산을 합성하기 위해 사용될 수 있는 디아민 화합물은 4,4-옥시디아닐린(oxydianiline: 이하 'ODA'라 함), 4,4'-디아미노디페닐 에테르, 2,6-비스(3-아미노페녹시)펜조니트릴 등이 바람직하게 사용된다. Diamine compounds that can be used to synthesize the polyamic acid in the present invention is 4,4-oxydianiline (hereinafter referred to as 'ODA'), 4,4'-diaminodiphenyl ether, 2,6-bis ( 3-aminophenoxy) phenozonitrile and the like are preferably used.

본 발명에서 산 무수물과 디아민 화합물은 바람직하게는 동일한 몰 함량으로 사용된다. Acid anhydrides and diamine compounds in the present invention are preferably used in the same molar content.

본 발명에서는 충전재로서 탄소 나노 섬유 외에도 니켈 분말, 금분말, 구리분말, 금속합금분말, 탄소분말, 흑연분말, 또는 카본 블랙 등이 사용될 수 있다. 그러나, 평균 직경이 10 내지 500nm이고, 그 길이가 1 내지 100 ㎛ 인 것 기상 성장 탄소 나노 섬유가 바람직하게 사용되며, 평균 직경이 100 내지 200 nm이고, 그 길이가 10 내지 20 ㎛이며 인장 강도가 1 내지 3 GPa을 가지는 기상 성장 탄소 나 노 섬유가 가장 바람직하게 사용된다. In the present invention, in addition to carbon nanofibers, nickel powder, gold powder, copper powder, metal alloy powder, carbon powder, graphite powder, carbon black, etc. may be used as the filler. However, those having an average diameter of 10 to 500 nm and having a length of 1 to 100 μm are preferably used for vapor-grown carbon nanofibers, having an average diameter of 100 to 200 nm, and having a length of 10 to 20 μm and a tensile strength of Vapor-grown carbon nanofibers having 1 to 3 GPa are most preferably used.

본 발명에서 디아민 화합물과 산 무수물을 용해시키기 위한 용매는 N,N-디메틸포름이미드(DMF), N,N-디메틸아세트이미드(DMAC), 디메틸술폭사이드 (DMSO), 및 N-메틸-1-피롤리디논(NMP) 등이 바람직하게 사용된다. 그러나, 상온에서 BTDA와 ODA의 용해도가 높은 NMP가 가장 바람직하게 사용된다.The solvent for dissolving the diamine compound and the acid anhydride in the present invention is N, N-dimethylformimide (DMF), N, N-dimethylacetimide (DMAC), dimethyl sulfoxide (DMSO), and N-methyl-1 -Pyrrolidinone (NMP) or the like is preferably used. However, NMP having high solubility of BTDA and ODA at room temperature is most preferably used.

본 발명에서 폴리이미드의 전구체인 폴리아믹산 용액은 기상 성장 탄소 나노 섬유의 존재하에서 디아민 화합물과 산 무수물의 축합 중합으로 합성된다. The polyamic acid solution, which is a precursor of the polyimide in the present invention, is synthesized by condensation polymerization of a diamine compound and an acid anhydride in the presence of gaseous growth carbon nanofibers.

이렇게 합성된 폴리아믹산 용액은 캐스팅이 용이하도록 그 고체질량분율이 생성된 폴리아믹산의 분자량과 점도에 따라 1 내지 50 중량%로 조절된다. 여기서, 고체질량분은 폴리아믹산 성분의 질량분을 의미한다. 폴리아믹산 용액에서 고체질량분율이 1 내지 50 중량 % 를 초과하거나 그 미만인 경우 캐스팅시 제어하기가 용이하지 않은 문제점이 발생한다. The polyamic acid solution thus synthesized is adjusted to 1 to 50% by weight depending on the molecular weight and viscosity of the produced polyamic acid to facilitate casting. Here, solid mass content means the mass content of a polyamic-acid component. If the solid mass fraction in the polyamic acid solution exceeds 1 to 50% by weight or less, a problem arises that it is not easy to control during casting.

폴리아믹산 용액을 캐스팅한 후, 존재하는 용매는 용액내 폴리아믹산을 폴리이미드로 경화 반응 시키기 전에 진공 오븐에서 24시간 동안 용매의 끓는점 이상의 온도로 가열하여 증발시켜 제거하는 것이 바람직하다. 이때, 용매가 완전히 제거되지 않는 경우, 이 용매는 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물 내에 기포를 발생시키며 이러한 기포는 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물의 체적 저항을 증가시키게 된다. After casting the polyamic acid solution, the solvent present is preferably removed by heating to a temperature above the boiling point of the solvent for 24 hours in a vacuum oven before curing the polyamic acid in the solution to polyimide. At this time, when the solvent is not completely removed, the solvent generates bubbles in the carbon nanofibers and polyimide composites, and these bubbles increase the volume resistance of the carbon nanofibers and the polyimide composites.

그후 캐스팅된 폴리아믹산을 가열하여, 열적 이미드화 반응을 유발하여 폴리이미드를 수득하는데, 이때 승온 속도는 0.1 내지 5 ℃/min으로 하는 것이 바람직 하다. 그리고, 반응후 냉각 속도는 0.1 내지 5 ℃/min으로 하는 것이 바람직하다. 이러한 승온 속도 및 냉각 속도는 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물의 안정성과 용매에 대한 저항성, 기계적, 전기적 특성에 영향을 미치게 된다. 따라서, 폴리아믹산의 폴리이미드로의 완전한 이미드화가 달성될 수 있도록 충분한 시간을 두고 반응을 수행한다. The cast polyamic acid is then heated to cause a thermal imidization reaction to yield a polyimide, wherein the temperature increase rate is preferably 0.1 to 5 ° C / min. And it is preferable to make cooling rate after reaction into 0.1-5 degreeC / min. These heating rates and cooling rates will affect the stability of the carbon nanofibers and polyimide composites and the solvent resistance, mechanical and electrical properties. Therefore, the reaction is carried out with sufficient time so that complete imidization of polyamic acid to polyimide can be achieved.

이하, 본 발명에 따른 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물을 하기 실시예 및 비교예를 통하여 구체적으로 설명하나, 이러한 실시예를 통하여 본 발명의 보호 범위가 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the carbon nanofibers and the polyimide composite according to the present invention will be described in detail with reference to the following examples and comparative examples, but the scope of protection of the present invention is not limited to these examples.

실시예 1 Example 1

기상 성장 탄소 나노 섬유 (Showa Dnnko 사, 직경: 100-200 nm, 길이: 10-20 ㎛, 인장강도: 1-3 Gpa, 함량: 99.9 %) 1g 을 진공오븐에서 24 시간 건조하여 수분 및 잔류 용매를 제거하였다.  1 g of vapor-grown carbon nanofibers (Showa Dnnko, diameter: 100-200 nm, length: 10-20 μm, tensile strength: 1-3 Gpa, content: 99.9%) was dried in a vacuum oven for 24 hours to remove moisture and residual solvent. Was removed.

3구 플라스크를 질소로 퍼징한 후, 정제한 4,4-옥시디아닐린(ODA) 6.493g과 준비된 기상 성장 탄소 나노 섬유를 넣고 상온에서 4,4-옥시디아닐린(ODA)를 N-메틸-1-피롤리디논(NMP) 50ml에 완전히 용해 시킨 후, 동일 몰의 3,3,4,4-벤조페논테트라카르복실 디언하이드라이드(BTDA) 10.45g을 첨가하여 약 24시간 동안 반응시켜 완전히 용해시켜, 기상 성장 탄소 나노 섬유가 첨가된 폴리아믹산 용액을 합성하였다. After purging the three-necked flask with nitrogen, 6.493 g of purified 4,4-oxydianiline (ODA) and prepared vapor-grown carbon nanofibers were added, and 4,4-oxydianiline (ODA) was added at room temperature to N-methyl-. After completely dissolving in 50 ml of 1-pyrrolidinone (NMP), 10.45 g of the same mole of 3,3,4,4-benzophenonetetracarboxylic dianhydride (BTDA) was added to react for about 24 hours to completely dissolve. The polyamic acid solution to which vapor-grown carbon nanofibers were added was synthesized.

합성된 폴리아믹산 용액의 고체질량분율은 유리판 위에 캐스팅이 용이하도록 18 중량 %로 조절하였다. The solid mass fraction of the synthesized polyamic acid solution was adjusted to 18% by weight to facilitate casting on the glass plate.

이렇게 합성된 폴리아믹산 용액을 유리판 위에 최종 박막의 두께가 50 ㎛ 되도록 캐스팅 한 후, 80℃에서 24시간 동안 가열하여 용매를 증발시켰다. The polyamic acid solution thus synthesized was cast on the glass plate so that the thickness of the final thin film was 50 μm, and the solvent was evaporated by heating at 80 ° C. for 24 hours.

그 후, 합성된 폴리아믹산을 110℃, 170℃, 210℃, 및 250℃에서 각각 1시간씩 경화하여 최종 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물 17.2g을 수득하였다. Thereafter, the synthesized polyamic acid was cured at 110 ° C., 170 ° C., 210 ° C., and 250 ° C. for 1 hour to obtain 17.2 g of the final carbon nanofiber and polyimide composite.

실시예Example 2  2

기상 성장 탄소 나노 섬유 (Showa Dnnko, diameter: 100-200 nm, length: 10-20 ㎛, 인장강도: 1-3 GPa) 3g을 진공오븐에서 24 시간 건조하여 수분 및 잔류 용매를 제거하였다. 3 g of vapor-grown carbon nanofibers (Showa Dnnko, diameter: 100-200 nm, length: 10-20 μm, tensile strength: 1-3 GPa) was dried in a vacuum oven for 24 hours to remove moisture and residual solvent.

3구 플라스크를 질소로 퍼징한 후, 정제한 4,4-옥시디아닐린(ODA)과 준비된 기상 성장 탄소 나노 섬유를 넣고 상온에서 4,4-옥시디아닐린(ODA)를 N-메틸-1-피롤리디논(NMP)에 완전히 용해시킨 후, 동일 몰의 3,3,4,4- 벤조페논테트라카르복실 디언하이드라이드 (BTDA)를 첨가하여 약 24시간동안 반응시켜 완전히 용해시켜, 기상 성장 탄소 나노 섬유가 첨가된 폴리아믹산 용액을 합성하였다. After purging the three-necked flask with nitrogen, purified 4,4-oxydianiline (ODA) and the prepared vapor-grown carbon nanofibers were added, and 4,4-oxydianiline (ODA) was added at room temperature to N-methyl-1-. After completely dissolved in pyrrolidinone (NMP), the same molar 3,3,4,4-benzophenonetetracarboxylic dianhydride (BTDA) was added and reacted for about 24 hours to completely dissolve the gaseous growth carbon. A polyamic acid solution to which nanofibers were added was synthesized.

합성된 폴리아믹산 용액의 고체질량분율은 유리판 위에 캐스팅이 용이하도록 1내지 50 중량 %로 조절하였다. The solid mass fraction of the synthesized polyamic acid solution was adjusted to 1 to 50% by weight to facilitate casting on the glass plate.

이렇게 합성된 폴리아믹산 용액을 유리판 위에 최종 박막의 두께가 50 ㎛ 되도록 캐스팅 한 후, 80℃에서 24시간 동안 가열하여 용매를 증발시켰다. The polyamic acid solution thus synthesized was cast on the glass plate so that the thickness of the final thin film was 50 μm, and the solvent was evaporated by heating at 80 ° C. for 24 hours.

그후, 합성된 폴리아믹산을 110℃, 170℃, 210℃, 및 250℃에서 각각 1시간씩 경화하여 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물 19.3g을 수득하였다. Thereafter, the synthesized polyamic acid was cured at 110 ° C., 170 ° C., 210 ° C., and 250 ° C. for 1 hour to obtain 19.3 g of carbon nanofibers and polyimide composites.

실시예Example 3 3

기상 성장 탄소 나노 섬유 (Showa Dnnko, diameter: 100-200 nm, length: 10-20 ㎛, 인장강도: 1-3 GPa) 5g을 진공오븐에서 24 시간 건조하여 수분 및 잔류 용매를 제거하였다. 5 g of vapor-grown carbon nanofibers (Showa Dnnko, diameter: 100-200 nm, length: 10-20 μm, tensile strength: 1-3 GPa) were dried in a vacuum oven for 24 hours to remove moisture and residual solvent.

3구 플라스크를 질소로 퍼징한 후, 정제한 4,4-옥시디아닐린(ODA)과 준비된 기상 성장 탄소 나노 섬유를 넣고 상온에서 4,4-옥시디아닐린(ODA)를 N-메틸-1-피롤리디논(NMP)에 완전히 용해시킨 후, 동일 몰의 3,3,4,4-벤조페논테트라카르복실 디언하이드라이드(BTDA)를 첨가하여 약 24시간 동안 반응시켜 완전히 용해시켜, 기상 성장 탄소 나노 섬유가 첨가된 폴리아믹산 용액을 합성하였다. After purging the three-necked flask with nitrogen, purified 4,4-oxydianiline (ODA) and the prepared vapor-grown carbon nanofibers were added, and 4,4-oxydianiline (ODA) was added at room temperature to N-methyl-1-. After completely dissolved in pyrrolidinone (NMP), the same molar 3,3,4,4-benzophenonetetracarboxylic dianhydride (BTDA) was added and reacted for about 24 hours to completely dissolve it. A polyamic acid solution to which nanofibers were added was synthesized.

합성된 폴리아믹산 용액의 고체질량분율은 유리판 위에 캐스팅이 용이하도록 1 내지 50 중량 %로 조절하였다. The solid mass fraction of the synthesized polyamic acid solution was adjusted to 1 to 50% by weight to facilitate casting on the glass plate.

이렇게 합성된 폴리아믹산 용액을 유리판 위에 최종 박막의 두께가 50 ㎛ 되도록 캐스팅 한 후, 80℃에서 24시간 동안 가열하여 증발시켰다. The polyamic acid solution thus synthesized was cast on a glass plate such that the thickness of the final thin film was 50 μm, and then evaporated by heating at 80 ° C. for 24 hours.

그 후, 합성된 폴리아믹산을 110℃, 170℃, 210℃, 및 250℃에서 각각 1시간씩 경화하여 최종 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물 21.1g을 수득하였다. Thereafter, the synthesized polyamic acid was cured at 110 ° C., 170 ° C., 210 ° C., and 250 ° C. for 1 hour to obtain 21.1 g of the final carbon nanofibers and polyimide composite.

실시예Example 4  4

기상 성장 탄소 나노 섬유 (Showa Dnnko, diameter: 100-200 nm, length: 10-20 ㎛, 인장강도: 1-3 GPa) 10g을 진공오븐에서 24 시간 건조하여 수분 및 잔류 용매를 제거하였다. 10 g of vapor-grown carbon nanofibers (Showa Dnnko, diameter: 100-200 nm, length: 10-20 μm, tensile strength: 1-3 GPa) was dried in a vacuum oven for 24 hours to remove moisture and residual solvent.

3구 플라스크를 질소로 퍼징한 후, 정제한 4,4-옥시디아닐린(ODA)과 준비된 기상 성장 탄소 나노 섬유를 넣고 상온에서 4,4-옥시디아닐린(ODA)를 N-메틸-1-피롤리디논(NMP)에 완전히 용해 시킨 후, 동일 몰의 3,3,4,4-벤조페논테트라카르복실 디언하이드라이드 (BTDA)를 약 24시간 동안 반응시켜 완전히 용해시켜, 기상 성장 탄소 나노 섬유가 첨가된 폴리아믹산 용액을 합성하였다. After purging the three-necked flask with nitrogen, purified 4,4-oxydianiline (ODA) and the prepared vapor-grown carbon nanofibers were added, and 4,4-oxydianiline (ODA) was added at room temperature to N-methyl-1-. After completely dissolving in pyrrolidinone (NMP), the same molar 3,3,4,4-benzophenonetetracarboxylic dianhydride (BTDA) is reacted for about 24 hours to completely dissolve and vapor-grown carbon nanofibers. The polyamic acid solution added was synthesized.

합성된 폴리아믹산 용액의 고체질량분율은 유리판 위에 캐스팅이 용이하도록 1 내지 50 중량%로 조절하였다. The solid mass fraction of the synthesized polyamic acid solution was adjusted to 1 to 50% by weight to facilitate casting on the glass plate.

이렇게 합성된 폴리아믹산 용액을 유리판 위에 최종 박막의 두께가 50 ㎛ 되도록 캐스팅 한 후, 80℃에서 24시간 동안 가열하여 용매를 증발시켰다. The polyamic acid solution thus synthesized was cast on the glass plate so that the thickness of the final thin film was 50 μm, and the solvent was evaporated by heating at 80 ° C. for 24 hours.

그후, 합성된 폴리아믹산을 110℃, 170℃, 210℃, 및 250℃에서 각각 1시간씩 경화하여 최종 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물 26.4g을 수득하였다. Thereafter, the synthesized polyamic acid was cured at 110 ° C., 170 ° C., 210 ° C., and 250 ° C. for 1 hour, respectively, to obtain 26.4 g of the final carbon nanofiber and polyimide composite.

비교예Comparative example 1  One

3구 플라스크를 질소로 퍼징한 후, 정제한 4,4-옥시디아닐린(ODA)를 상온에서 4,4-옥시디아닐린(ODA)를 N-메틸-1-피롤리디논(NMP)에 완전히 용해시킨 후, 동일 몰의 3,3,4,4-벤조페논테트라카르복실 디언하이드라이드 (BTDA)를 약 24시간 동안 반응시켜 완전히 용해시켜 폴리아믹산을 합성하였다. After purging the three-necked flask with nitrogen, purified 4,4-oxydianiline (ODA) was completely purified at room temperature with 4,4-oxydianiline (ODA) in N-methyl-1-pyrrolidinone (NMP). After dissolution, the same mole of 3,3,4,4-benzophenonetetracarboxylic dianhydride (BTDA) was reacted for about 24 hours to completely dissolve to synthesize polyamic acid.

전체 중합 공정은 질소 분위기 하에서 행하였다. 합성된 폴리아믹산 용액의 고체질량분율은 유리판 위에 캐스팅이 용이하도록 1 내지 50 중량 %로 조절하였다. The whole polymerization process was performed in nitrogen atmosphere. The solid mass fraction of the synthesized polyamic acid solution was adjusted to 1 to 50% by weight to facilitate casting on the glass plate.

본 발명의 실시예 및 비교예에서 합성된 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물의 특성은 하기와 같은 방법에 의하여 측정하였다.The properties of the carbon nanofibers and polyimide composites synthesized in Examples and Comparative Examples of the present invention were measured by the following method.

1. 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물 필름의 이미드화 정도 측정1. Measurement of the degree of imidization of carbon nanofiber and polyimide composite film

본 발명에서는 폴리아믹산의 폴리이미드화의 명료환 측정 결과를 위해 비교예 1이 폴리아믹산 용액과 폴리이미드 필름을 이용하여 측정하였다. In the present invention, Comparative Example 1 was measured using a polyamic acid solution and a polyimide film for the results of clear ring measurement of polyimidization of polyamic acid.

구체적으로, 비교예 1의 폴리아믹산 용액과 폴리이미드 필름을 적외선 분광 스펙트럼인 FT-IR (MIDAC corporation, M-2000) 스펙트럼으로 분광학 분석법을 통하여 파수(wave number) 4000 내지400 cm-1 범위에서 4 cm-1 해상도(resolution)로 주사(scan)수는 16으로 하여 분석하였다. Specifically, the polyamic acid solution of the Comparative Example 1 and the polyimide film in the infrared spectrum spectrum FT-IR (MIDAC corporation, M-2000) spectrum through the spectroscopic analysis method in the wave number (wave number) 4000 to 400 cm -1 range 4 The number of scans was 16 at cm -1 resolution.

도 1은 비교예 1의 폴리아믹산 용액과 경화된 폴리이미드 필름의 적외선 투과 스펙트럼의 결과를 보여준다. Figure 1 shows the results of the infrared transmission spectrum of the polyamic acid solution and cured polyimide film of Comparative Example 1.

도 1 에서 볼 수 있는 바와 같이, 폴리이미드의 전구체인 폴리아믹산은 N-H 및 O-H 피크가 관찰되는 반면에, 폴리이미드는 그 피크가 사라지고, C=O 및 C-N 피크가 관찰되었다. As can be seen in Figure 1, polyamic acid, a precursor of polyimide, observed N-H and O-H peaks, while polyimide disappeared its peaks and C = O and C-N peaks.

2. 전기적 특성 측정 2. Measurement of electrical characteristics

전기적 특성은 체적저항기 (MITSUBISHI Chemical Co., MCP-T610)를 사용하여 체적저항값을 측정하였다. 체적저항률은 시편을 10Ⅹ50Ⅹ2 mm3로 자른 다음 4탐침법으로 시편에 4개의 핀으로 된 전극을 직선상에 놓고 양 끝의 2탐침 사이에 일정 전류를 흘리고 안쪽의 2탐침 사이에 발생하는 전위차를 측정하여 구하였다. The electrical characteristics were measured using a volume resistor (MITSUBISHI Chemical Co., MCP-T610). The volume resistivity is measured by cutting the specimen into 10Ⅹ50Ⅹ2 mm 3, and then placing the four-pin electrode on the specimen in a straight line by the four probe method. It was obtained.

3. 열안정성 측정3. Thermal stability measurement

탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물의 열안정성을 측성하기 위하여 열중량 분석기 (TA Instruments, TGA Q500)를 사용하여 질소분위기 하에서 승온속도를 5℃/min으로 하여 상온에서 850℃까지의 온도를 승온시키면서 측정하였다.In order to measure the thermal stability of carbon nanofibers and polyimide composites, a thermogravimetric analyzer (TA Instruments, TGA Q500) was used to increase the temperature from 5 ° C./min to 850 ° C. under a nitrogen atmosphere. It was.

4. 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물의 결정화 구조 및 분산도 측정4. Determination of Crystallization Structure and Dispersion of Carbon Nanofibers and Polyimide Composites

탄소나노섬유의 함량에 따라 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물에 대하여 X 선 회절(XRD)을 측정하여 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물에 대하여 결정화 구조를 측정하였다. X 선 회절 측정을 위한 X 선 회절 분석기(X-ray Diffractometer, XRD)로 Rigaku D/MAX-2200V X 선 회절 분석기를 이용하여, 2θ를 3도에서 60도까지 수행하였다. X-ray diffraction (XRD) was measured on the carbon nanofibers and the polyimide composite according to the content of the carbon nanofibers to determine the crystallization structure of the carbon nanofibers and the polyimide composite. 2θ was performed from 3 to 60 degrees using a Rigaku D / MAX-2200V X-ray diffractometer with an X-ray diffractometer (XRD) for X-ray diffraction measurement.

또한 탄소나노섬유 및 폴리이미드 복합물의 분산도를 측정하기 위해 주사 전자 현미경(SEM, Hitachi)을 사용하여 10000배의 배율로 측정하였다. In addition, it was measured at a magnification of 10000 times using a scanning electron microscope (SEM, Hitachi) to measure the dispersion degree of carbon nanofibers and polyimide composite.

실시예 1 내지 4에 따라 제조된 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물, 및 비교예 1에 따라 제조된 폴리이미드를 이용하여 탄소 나노 섬유의 함량 변화에 따른 체적 저항값을 상기 전기적 특성 측정법에 따라 측정하여 도 2 및 하기 표 1로 도시하였다. Using the carbon nanofibers and polyimide composite prepared according to Examples 1 to 4, and the polyimide prepared according to Comparative Example 1, the volume resistivity according to the change in the content of carbon nanofibers was measured according to the electrical property measurement method. 2 and Table 1 below.

도 2 및 하기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1 내지 4의 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물의 체적 저항 값은 10-2 내지 107 Ωcm 이며, 모두 비교예의 폴리이미드에 비하여 전기적 특성이 월등히 향상되었다. As can be seen in Figure 2 and Table 1, the volume resistivity values of the carbon nanofibers and polyimide composites of Examples 1 to 4 is 10 -2 to 10 7 Ωcm, all of them have electrical properties compared to the polyimide of the comparative example Significantly improved.

또한, 실시예 1 내지 4의 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물의 체적 저항 값으로부터, 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물에서 탄소 나노 섬유의 함량이 증가할수록 체적 저항 값이 현저히 낮아져 전기적 특성이 현저히 향상됨을 확인하였다. In addition, from the volume resistivity values of the carbon nanofibers and polyimide composites of Examples 1 to 4, it was confirmed that as the content of the carbon nanofibers in the carbon nanofibers and polyimide composites increased, the volume resistivity value was significantly lowered to significantly improve the electrical properties. It was.

Figure 112006008315401-pat00001
Figure 112006008315401-pat00001

실시예 1 내지 4 에 따라 제조된 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물 및 비교예 1에 따라 제조된 폴리이미드를 이용하여 탄소 나노 섬유의 함량 변화에 따른 열안정성을 상기 열안정성 측정법에 따라 측정하여 도 3으로 도시하였다.Using the carbon nanofibers and polyimide composite prepared according to Examples 1 to 4 and the polyimide prepared according to Comparative Example 1, the thermal stability according to the change of the content of carbon nanofibers was measured according to the thermal stability measurement method. As shown.

도 3 에서 알 수 있는 바와 같이, 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물은 최대 무게 감량이 일어나는 온도가 500℃ 이상이며, 탄소 나노 섬유의 함량이 증가할수록 열안정성이 증가함을 확인하였다. As can be seen in Figure 3, the carbon nanofibers and polyimide composite is the temperature at which the maximum weight loss occurs more than 500 ℃, it was confirmed that the thermal stability increases as the content of the carbon nanofibers increases.

실시예 1 내지 4 에 따라 제조된 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물 및 비교예 1에 따라 제조된 폴리이미드에 대하여 X 선 회절을 측정하여 탄소 나노 섬유의 함량 변화에 따른 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물의 결정화 구조의 변화를 도 4에 도시하였다. Carbon nanofibers and polyimide composites according to the content change of the carbon nanofibers by measuring the X-ray diffraction of the carbon nanofibers and polyimide composites prepared according to Examples 1 to 4 and the polyimide prepared according to Comparative Example 1 The change in crystallization structure is shown in FIG. 4.

도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 4의 경우 비교예와 달리, 탄소 나노 섬유에 대응하는 26 도 근처에서 결정성 피크를 가짐을 알 수 있었다. 도 4로부터, 탄소 나노 섬유의 함량이 높은 실시예 1에서 실시예 4의 순서대로 피크의 크기가 커짐을 알 수 있었다. 즉, 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물내에서 탄소 나노 섬유가 함량의 증가에 따라 결정화 정도가 증가함을 알 수 있다. As can be seen in Figure 4, in the case of Examples 1 to 4, unlike the comparative example, it can be seen that it has a crystalline peak near 26 degrees corresponding to the carbon nanofibers. From FIG. 4, it can be seen that the peak size increases in the order of Example 4 in Example 1 having a high content of carbon nanofibers. That is, it can be seen that the degree of crystallization increases as the carbon nanofiber content increases in the carbon nanofiber and polyimide composite.

또한, 비교예와 실시예 2 및 실시예 3의 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물의 주사 전자 현미경(SEM)의 촬영 사진을 도 5에 나타내었다.In addition, the photograph of the scanning electron microscope (SEM) of the carbon nanofibers and the polyimide composite of Comparative Example, Example 2 and Example 3 is shown in FIG.

도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 탄소 나노 섬유의 함량이 3중량부인 실시예 2인 경우, 사진 중앙 영역에서 보이듯이 탄소 나노 섬유가 국부적으로 존재하지 않고 매트릭스 고분자만 있는 영역이 관찰되지만, 탄소 나노 섬유의 함량이 5 중량부인 실시예 3인 경우, 전체적으로 탄소 나노 섬유가 골고루 분포하고 있음을 확인할 수 있었다. 즉, 탄소 나노 섬유의 함량이 적절하게 함유되는 경우, 탄소 나노 섬유의 폴리이미드 매트릭스 내 분산 정도가 최적화 됨을 알 수 있다. 이렇게 전하의 전달 통로인 탄소 나노 섬유가 적절하게 분산될수록 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물의 전기적 특성이 우수하게 나타난다. As can be seen in Figure 5, in the case of Example 2, the content of the carbon nanofibers is 3 parts by weight, as shown in the central region of the photo, the carbon nanofibers are not present locally, but only the region of the matrix polymer is observed, carbon nano In the case of Example 3 having a fiber content of 5 parts by weight, it was confirmed that the carbon nanofibers were evenly distributed throughout. That is, when the content of the carbon nanofibers is properly contained, it can be seen that the degree of dispersion in the polyimide matrix of the carbon nanofibers is optimized. As the carbon nanofibers, which are charge transfer channels, are properly dispersed, the electrical properties of the carbon nanofibers and the polyimide composite are excellent.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to

상술한 바와 같이 본 발명에 따라 제조된 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물은 충전재로서 소량의 탄소 나노 섬유가 첨가된 것으로도 우수한 전기적 특성 및 열안정성을 달성하였다. As described above, the carbon nanofibers and polyimide composites prepared according to the present invention achieved excellent electrical properties and thermal stability even when a small amount of carbon nanofibers were added as a filler.

특히, 본 발명은 탄소 나노 섬유의 존재 하에서, 폴리이미드의 전구체인 폴리아믹산을 제조하고, 그로부터 폴리이미드를 제조하는 동일 용기 중합방법을 사용함으로서, 형성된 폴리이미드 내 탄소 나노 섬유의 분산 정도가 초음파를 사용하는 방법등 기타 방법보다 우수하고, 탄소 나노 섬유와 폴리이미드 수지와의 우수한 혼합이 달성되었다. In particular, the present invention uses the same container polymerization method of preparing a polyamic acid, which is a precursor of polyimide in the presence of carbon nanofibers, to produce polyimide therefrom, whereby the degree of dispersion of the carbon nanofibers in the formed polyimide It was superior to other methods such as the method used, and excellent mixing of the carbon nanofibers and the polyimide resin was achieved.

또한, 본 발명에서 충전재로서 사용되는 기상 성장 탄소 나노 섬유는 금속 분말, 카본 블랙, 또는 탄소 나노 튜브 등에 비하여 경제적이어서 폴리이미드 복합물의 제작비 절감 및 성능 향상에 크게 기여할 수 있다. In addition, the vapor-grown carbon nanofibers used as the filler in the present invention is economical compared to metal powder, carbon black, or carbon nanotubes, etc., which can greatly contribute to reducing the manufacturing cost and improving the performance of the polyimide composite.

Claims (18)

기상 성장 탄소 나노 섬유 1 내지 10 중량부; 및1 to 10 parts by weight of vapor-grown carbon nanofibers; And 상기 기상 성장 탄소 나노 섬유의 존재하에서, 폴리아믹산이 합성되고, 상기 폴리아믹산으로부터 생성된 폴리이미드 100 중량부;100 parts by weight of polyimide synthesized from the polyamic acid in the presence of the vapor-grown carbon nanofibers; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물. Carbon nanofibers and polyimide composites comprising a. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 폴리아믹산은 상기 기상 성장 탄소 나노 섬유의 존재하에서, 동일몰의 산무수물과 디아민 화합물로부터 합성되는 것을 특징으로 하는 상기 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물. Wherein said polyamic acid is synthesized from equimolar acid anhydride and a diamine compound in the presence of said vapor grown carbon nanofibers. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 산 무수물은 3,3,4,4-벤조페논테트라카르복실 디언하이드라이드, 피로멜리틱 디언하이드라이드, 디페닐에테르-3,3',4,4'-테트라카르복실 디언하이드라이드, 및 4,4'-옥시디프탈릭 언하이드라이드로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 상기 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물. The acid anhydride is 3,3,4,4-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, pyromellitic dianhydride, diphenylether-3,3 ', 4,4'-tetracarboxylic dianhydride, and The carbon nanofiber and polyimide composite of claim 4, wherein the carbon nanofibers and polyimide composites are selected from the group consisting of 4,4'-oxydiphthalic anhydride. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 디아민 화합물은 4,4-옥시디아닐린, 4,4'-디아미노디페닐 에테르, 및 2,6-비스(3-아미노페녹시)펜조니트릴로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 상기 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물. The diamine compound is selected from the group consisting of 4,4-oxydianiline, 4,4'-diaminodiphenyl ether, and 2,6-bis (3-aminophenoxy) phenozonitrile. Nanofiber and Polyimide Composites. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 산 무수물은 3,3,4,4-벤조페논테트라카르복실 디언하이드라이드이고, 상기 디아민 화합물은 4,4-옥시디아닐린인 것을 특징으로 하는 상기 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물. Wherein said acid anhydride is 3,3,4,4-benzophenonetetracarboxylic dianhydride and said diamine compound is 4,4-oxydianiline. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 5, 상기 기상 성장 탄소 나노 섬유는 그 직경이 10-500 nm이고, 그 길이가 1 내지 100 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 상기 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물. Wherein said vapor-grown carbon nanofibers have a diameter of 10-500 nm and a length of 1 to 100 μm. 제6항에 있어서, The method of claim 6, 상기 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물의 체적 저항 값이 10-2 내지 107 Ωcm인 상기 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물. The carbon nanofiber and polyimide composite having a volume resistance value of the carbon nanofiber and polyimide composite is 10 −2 to 10 7 Ωcm. 제6항에 있어서, The method of claim 6, 상기 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물의 최대 무게 감량이 일어나는 온도가 500℃ 이상인 상기 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물. The carbon nanofiber and polyimide composite having a temperature of at least 500 ° C. at which a maximum weight loss of the carbon nanofiber and polyimide composite occurs. 기상 성장 탄소 나노 섬유, 산무수물 및 디아민 화합물를 포함하는 용액을 반응시켜 폴리아믹산 용액을 합성하는 단계; 및Reacting a solution comprising vapor-grown carbon nanofibers, an acid anhydride and a diamine compound to synthesize a polyamic acid solution; And 상기 기상 성장 탄소 나노 섬유를 포함하는 폴리아믹산 용액에서, 폴리아믹산을 열적 이미드화하여 폴리이미드로 변환시키는 단계; In the polyamic acid solution containing the vapor-grown carbon nanofibers, thermally imidating the polyamic acid to convert it to polyimide; 를 포함하는 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물의 제조 방법. Method of producing a carbon nanofiber and polyimide composite comprising a. 제9항에 있어서, The method of claim 9, 상기 기상 성장 탄소 나노 섬유가 상기 폴리이미드 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 상기 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물의 제조 방법. Method for producing the carbon nanofibers and polyimide composite, characterized in that the vapor-grown carbon nanofibers are contained in 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyimide. 제9항에 있어서, The method of claim 9, 상기 산 무수물은 3,3,4,4-벤조페논테트라카르복실 디언하이드라이드, 피로멜리틱 디언하이드라이드, 디페닐에테르-3,3',4,4'-테트라카르복실 디언하이드라이드, 및 4,4'-옥시디프탈릭 언하이드라이드로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 상기 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물의 제조 방법. The acid anhydride is 3,3,4,4-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, pyromellitic dianhydride, diphenylether-3,3 ', 4,4'-tetracarboxylic dianhydride, and A method for producing the carbon nanofibers and polyimide composites, characterized in that it is selected from the group consisting of 4,4'-oxydiphthalic anhydride. 제9항에 있어서, The method of claim 9, 상기 디아민 화합물은 4,4-옥시디아닐린, 4,4'-디아미노디페닐 에테르, 및 2,6-비스(3-아미노페녹시)펜조니트릴로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 상기 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물의 제조 방법. The diamine compound is selected from the group consisting of 4,4-oxydianiline, 4,4'-diaminodiphenyl ether, and 2,6-bis (3-aminophenoxy) phenozonitrile. Method of Making Nanofiber and Polyimide Composites. 제9항에 있어서, The method of claim 9, 상기 산 무수물은 3,3,4,4-벤조페논테트라카르복실 디언하이드라이드이고, 상기 디아민 화합물은 4,4-옥시디아닐린인 것을 특징으로 하는 상기 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물의 제조 방법. The acid anhydride is 3,3,4,4-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, and the diamine compound is 4,4-oxydianiline, the method of producing the carbon nanofibers and polyimide composite. 제9항에 있어서, The method of claim 9, 상기 폴리아믹산 용액을 소정의 기판 상에 캐스팅하는 단계를 더 포함하는 상기 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물의 제조 방법.Casting the polyamic acid solution on a predetermined substrate. 제14항에 있어서, The method of claim 14, 상기 폴리아믹산 용액의 고체 질량분율이 1 내지 50 중량 %인 것을 특징으로 하는 상기 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물의 제조 방법. Method for producing the carbon nanofibers and polyimide composite, characterized in that the solid mass fraction of the polyamic acid solution is 1 to 50% by weight. 제14항에 있어서, The method of claim 14, 상기 기판상에 캐스팅된 폴리아믹산 용액 내 용매를 건조시켜 완전히 제거하는 단계를 더 포함하는 상기 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물의 제조 방법.Drying the solvent in the polyamic acid solution cast on the substrate to completely remove the carbon nanofiber and polyimide composite. 제9항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 9 to 16, 상기 기상 성장 탄소 나노 섬유는 그 직경이 10-500 nm이고, 그 길이가 1 내지 100 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 상기 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물의 제조 방법. The vapor-grown carbon nanofibers have a diameter of 10-500 nm and a length of 1 to 100 μm, wherein the carbon nanofibers and polyimide composites are produced. 제17항에 있어서, The method of claim 17, 상기 기상 성장 탄소 나노 섬유는 그 직경이 100-200 nm이고, 그 길이가 10 내지 20 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 상기 탄소 나노 섬유 및 폴리이미드 복합물의 제조 방법. The vapor-grown carbon nanofibers have a diameter of 100-200 nm and a length of 10 to 20 μm, characterized in that the carbon nanofibers and polyimide composite production method.
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