KR101153295B1 - 전도성 고분자 코어와 폴리이미드 쉘 구조를 가지는 고 유전성 입자 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전도성 고분자 입자 표면을 폴리아믹산으로 코팅하고, 이를 이미드화하여 폴리이미드 층을 형성함으로써 고유전 특성을 가지면서도 낮은 전기전도도를 가지는 코어-쉘 구조의 전도성 고분자-폴리이미드 입자 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 전도성 고분자 입자 표면을 폴리아믹산으로 코팅하고, 이를 이미드화하여 폴리이미드 층을 형성함으로써 고유전 특성을 가지면서도 낮은 전기전도도를 가지는 코어-쉘 구조의 전도성 고분자-폴리이미드 입자 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 고유전 특성을 나타내는 소재 개발을 위해 고유전 물질의 복합화가 다양한 형태로 수행되어 왔다. 바륨 타이타네이트와 같은 고유전 무기산화물 입자와 고분자의 복합화가 가장 일반적으로 적용되는 예이며 이 경우 유전상수는 최고 40 ~ 50 정도가 얻어지는 것으로 알려져 있다. 이러한 무기 산화물의 복합화를 통한 고유전 물질의 확보는 한계가 있기 때문에 전도성 물질로서 금속 입자 및 전도성 고분자를 고분자 메트릭스에 복합화하는 방법이 연구되고 있다. 은 나노입자와 같은 전도성 금속 입자를 고분자 매트릭스에 복합화하는 방법을 통하여 유전상수 200 정도의 높은 유전 특성을 나타낸 바 있다. 전도성 금속 입자 이외에 전도성 고분자도 메트릭스 고분자와 복합화 하여 높은 유전상수를 얻는 것이 알려져 있다. 이러한 전도성 물질을 복합화 하여 고유전 특성을 얻는 경우에는 공통적으로 전기전도도가 크게 증가하는 문제점이 나타난다. 이러한 전기전도도의 증가는 고유전 물질을 적용한 실질적인 캐패시터 소자로서의 활용을 어렵게 한다. 현재까지 전도성 입자의 고른 분산에 의존하여 전도성을 낮추는 방향으로 개발이 진행되어 왔으나, 이러한 방법을 통해서는 전기전도성을 낮추는데 한계를 가지며, 전도성 물질의 함량 증가에 따라 유전율의 증가함과 동시에 전기전도도가 급격히 증가하는 결과를 보인다.
따라서 고유전 특성을 얻기 위해서 전도성 물질을 높은 비율로 포함시키더라도 전기적으로 절연이 된 소재를 얻는 기술은 고유전 특성을 활용하여 캐패시터 및 TFT (thinfilm transistor) 게이트 절연막, 에너지 저장 소자로의 활용에 핵심이 되는 기술이라 할 수 있다.
이에 본 발명자들은, 상기 문제점을 해결하기 위해 연구, 노력한 결과 전도성 고분자의 표면에 폴리이미드 쉘을 형성한 코어-쉘 입자를 제조하면 유전상수 100 이상의 고유전 특성을 나타내면서도 전기적으로 절연된 성질을 나타냄을 발견함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명은 전도성 고분자 입자의 표면이 폴리이미드로 코팅된 코어-쉘 구조의 전도성 고분자-폴리이미드 입자 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 전도성 고분자 입자의 표면이 폴리이미드로 코팅된 코어-쉘 구조의 전도성 고분자-폴리이미드 입자를 그 특징으로 한다.
또한 본 발명은,
전도성 고분자 표면에 폴리아믹산을 코팅하여 전도성 고분자-폴리아믹산 입자를 제조하는 1단계; 및
상기 전도성 고분자-폴리아믹산 입자에 아민과 산무수물을 첨가하여 폴리아믹산을 폴리이미드로 전환시켜 전도성 고분자-폴리이미드 입자를 제조하는 2단계
를 포함하는 전도성 고분자-폴리이미드 입자의 제조방법을 또다른 특징으로 한다.
또한 본 발명은, 상기 전도성 고분자-폴리이미드 입자를 압착하거나 고분자 매트릭스에 분산시켜 제조된 전도성 고분자-폴리이미드 복합체를 또다른 특징으로 한다.
본 발명에 의한 코어-쉘 구조의 전도성 고분자-폴리이미드 입자는 전도성 고분자를 폴리이미드 절연층으로 빈틈없이 둘러싸고 있는 구조를 가지며, 특히, 본 발명의 제조방법은 폴리이미드의 균일하고 안정된 절연층을 입자 각각의 나노구조 수준에서 확보할 수 있다. 따라서 상기 입자를 성형하여 형성한 막과 펠렛은 종래의 고분자 물질이나 고분자 물질과 무기산화물 입자에서는 얻기 어려운 수준의 유전상수를 가질 수 있으며, 종래의 금속입자 및 전도성 고분자의 단순 혼합 형태에서 나타나는 전도도 상승 문제를 해결할 수 있어 유전용량이 큰 캐패시터의 제조 및 에너지 밀도가 높은 에너지 저장 소자 등에 활용될 수 있다.
도 1은 실시예 1에서 제조된 폴리피롤 코어와 폴리이미드 쉘로 구성된 코어-쉘 구조의 전도성 고분자-폴리이미드 입자의 투과전자현미경 사진이다.
도 2는 실시예 1에서 제조된 코어-쉘 구조의 전도성 고분자-폴리이미드 입자의 유전특성을 확인하기 위하여 폴리피롤(PPy)의 함량별 유전율(relative permittivity)과 전기전도도를 플롯한 그래프이다.
도 2는 실시예 1에서 제조된 코어-쉘 구조의 전도성 고분자-폴리이미드 입자의 유전특성을 확인하기 위하여 폴리피롤(PPy)의 함량별 유전율(relative permittivity)과 전기전도도를 플롯한 그래프이다.
본 발명은 전도성 고분자 입자 표면을 폴리아믹산으로 코팅하고, 이를 이미드화하여 폴리이미드 층을 형성함으로써 고유전 특성을 가지면서도 낮은 전기전도도를 가지는 코어-쉘 구조의 전도성 고분자-폴리이미드 입자 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에서 사용하는 전도성 고분자는 비치환 또는 C1-C20 알킬기가 치환된 폴리아닐린, 폴리피롤 및 폴리티오펜 중에서 선택된 것을 사용할 수 있으며, 입자화 되어 그 크기가 10 nm ~ 2000 nm 범위의 것을 사용하는 것이 바람직하다. 전도성 고분자 입자의 크기가 10 nm 이하이면 일정 두께 이상의 폴리이미드 층을 쉘로서 형성하기 어려우며, 2000 nm 이상의 크기에서는 입자의 표면을 모두 덮는 폴리이미드 층이 균일하게 형성되기 어렵다.
상기 전도성 고분자 입자를 둘러싸서 쉘 층을 형성하는 폴리이미드는 그 전구체 단계의 폴리아믹산 상태에서 전도성 고분자를 둘러싸는 단계를 진행하게 된다. 본 발명에서 사용하는 폴리아믹산은 테트라 카르복시산 이무수물과 디아민 화합물의 반응에 의하여 얻을 수 있다. 상기 테트라 카르복시산 이무수물로서는 파이로멜리틱산 이무수물(pyromelitc dianhydride), 1,2,3,4-벤젠 테트라 카르복시산 이무수물, 벤조페논 테트라 카르복시산 이무수물, 비스(디카르복시페닐에테르) 이무수물, 비스(디카르복시페닐설폰) 이무수물, 비스(디카르복시페닐설파이드) 이무수물, 비스(디카르복시페닐)프로판 이무수물, 비스(디카르복시페닐)헥사플루오르프로판 이무수물, 비페닐 테트라 카르복시산 이무수물, 나프탈렌 테트라 카르복시산 이무수물 및 사이클로부탄 테트라 카르복시산 이무수물 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 화합물이 사용될 수 있으며, 이들의 불소치환 유도체와 C1 ~ C20 알킬 치환 유도체도 사용할 수 있다.
상기 디아민으로서는 방향족 및 지방족 디아민이 사용될 수 있으며, 페닐렌 디아민, 메틸렌디아닐린, 옥시디아닐린, 티오디아닐린, 디아미노 디페닐 에테르, 디아미노 디페닐 설폰, 디아미노 디페닐 설파이드, 디아미노 벤조페논, 비스(아미노페닐)프로판, 비스(아미노페닐)헥사플루오르프로판, 디아미노 비페닐, 디아미노 피리딘 및 디아미노 나프탈렌 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 화합물이 사용될 수 있으며, 이들의 불소 치환 유도체와 C1 ~ C20 알킬 치환 유도체도 사용될 수 있다.
산 이무수물과 디아민의 반응은 이들 화합물과 폴리아믹산을 용해할 수 있는 용매에서 진행한다. 반응 온도는 일반적으로 -20 ~ 100 ℃ 사이에서 선택되고, 폴리아믹산 고형분을 기준으로 5 ~ 40 중량%이 되도록 반응을 진행시키며, 형성되는 폴리아믹산의 분자량 조절을 위해 상기 온도와 농도를 조절할 수 있다. 상기 용매로서는 N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸-2-피롤리돈, 크레졸, 피리딘, 디메틸설폭사이드, γ-부티로락톤과 이들의 혼합 용매를 사용할 수 있다.
보다 구체적으로 폴리아믹산 고형분을 기준으로 5 ~ 40 중량%의 농도로 조절된 폴리아믹산 반응 용액을 아세톤, 알코올 등의 용매로 희석시킨다. 이 때, 아세톤과 에탄올 또는 메탄올을 혼합한 용매로 희석시키는 것이 바람직하며, 5 ~ 20 중량배로 희석하는 것이 좋다. 상기 희석된 폴리아믹산 용액에 전도성 고분자 입자를 넣고 소니케이션(sonication)한다.
전도성 고분자 입자의 표면에 폴리아믹산의 코팅은 폴리아믹산의 용해도 조절에 의한 계면 침전과 전도성 고분자와 폴리아믹산의 정전기적 상호작용을 바탕으로 이루어진다. 즉, 폴리아믹산은 고분자 사슬에 카르복시기를 포함하여 음전하를 띠고 있고, 전도성 고분자는 양전하를 띠고 있어 정전기적 상호 작용으로 고분자의 표면에서의 폴리아믹산의 응집이 일어난다. 이때 두 성분의 정전기적 상호 작용에 의하여 폴리아믹산의 용해도를 현저히 낮추게 되어 용매의 조성 변화를 통해 안정된 폴리아믹산이 코팅된 코어-쉘 입자가 제조된다.
상기 폴리아믹산이 코팅된 코어-쉘 구조의 전도성 고분자 입자를 폴리아미드산의 이미드화 하여 구조적으로 더욱 안정하고 내용매성 및 내화학성을 가지며 용매의 변화에도 코어-쉘 구조를 유지하는 전도성 고분자-폴리이미드 입자가 형성될 수 있다. 상기 이미드화는 통상적으로 알려진 폴리아믹산의 이미드화 방법을 적용할 수 있으나, 전도성 고분자가 250 ℃ 이상의 온도에서 시간이 경과됨에 따라 전도성 특성을 상실하게 되므로, 고온의 이미드화 조건을 적용하기 어렵다.
따라서 아민과 산무수물을 첨가하여 40 ~ 100 ℃, 바람직하게는 50 ~ 80℃ 조건에서 알코올 용액에서 가열함으로써 이미드화를 수행하여 폴리아믹산을 폴리이미드로 변화시킨다. 이때 상기 아민은 트리에틸아민, 디이소프로필메틸아민, 피리딘 및 N,N-디메틸피리딘 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 화합물을 사용할 수 있으며, 상기 산무수물은 아세틱안하이드라이드, 숙시닐안하이드라이드 중에서 선택된 1종 이상의 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 제조과정에 따라 제조된 코어-쉘 구조의 전도성 고분자-폴리이미드 입자는 고분자 매트리스 용액에 분산하여 고분자 복합체 필름 형태로 제조될 수 있고, 또한 상기 전도성 고분자-폴리이미드 입자 자체를 특정 형태의 틀에서 가압 프레스 등을 이용하여 압착하여 원하는 형태의 펠렛으로 제조될 수 있다.
상기 과정에 의하여 생성된 전도성 고분자-폴리이미드 입자는 유전상수가 100 이상으로 고유전 특성을 가지면서도, 전기전도도는 10-7 S/cm 이하로 나타날 수 있다. 상기 입자 내에서 전도성 고분자가 15 중량% 이상으로 함유되면 100 이상의 유전상수 값을 얻을 수 있으나, 50 중량%를 초과하면 전기전도도가 증가하여 절연체로서의 기능이 저하되므로, 전도성 고분자는 전체 입자의 15 ~ 50 중량% 범위내에서 함량을 조절하는 것이 바람직하다.
상기 코어-쉘 구조의 전도성 고분자-폴리이미드 입자를 유전층으로 포함하는 캐패시터를 제조할 수 있으며, 특히 두 전극 사이에 유전층 박막을 형성시킨 평행평판형(parallel plate type) 캐패시터를 제조할 수 있으며, 이러한 캐패시터를 감거나 접어서 단위 부피의 팩에 적재할 수 있다. 상기전도성 고분자-폴리이미드 입자를 포함하는 유전층은 300 nm 이상의 두께이면 제약 없이 제조할 수 있다.
이하 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는바, 본 발명이 다음 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
N,N-디메틸아세트아미드 1350 g 에 피로멜리틱디안하이드라이드 78.2 g과 옥시디아닐린 71.8 g을 넣고 1 : 1 몰비로 반응시켜 형성된 폴리아믹산 용액(폴리아믹산 고형분 함량 기준 10 중량%) 50 g을 아세톤/에탄올(1:1 부피비) 500 mL에 넣고 소니케이션(sonication) 하였다. 상기 폴리아믹산 용액에 평균 직경이 80 nm인 폴리피롤(도데실벤젠 설포닉산 도핑) 0.75 g(폴리아믹산 대비 15중량%)을 아세톤/에탄올(1:1 부피비) 50 mL에 분산시킨 것을 적가하였다. 30분간 소니케이션 상태를 유지한 후, 상기 폴리피롤이 적가된 폴리아믹산 용액을 에탄올 500 mL에 적가하였다. 24시간 동안 교반하면서 용액의 온도를 50 ℃로 하여 용액의 총 부피가 500 mL가 되도록 증발시킨 후, 에탄올 500 mL를 다시 가하고 증발 과정을 거쳐 총 부피가 500 mL가 되도록 하였다. 이후 용액의 온도를 72 ℃로 승온하고, 아세틱안하이드라이드와 피리딘을 각각 25 mL 적가하여 8시간 교반 후, 여과하여 입자를 회수하고 에탄올로 세척 후 건조하여 코어-셀 구조의 폴리피롤/폴리이미드 입자를 얻었다. 상기 제조된 입자를 투과전자현미경을 통하여 그 구조를 관찰하였으며, 이를 도 1에 나타내었다. 상기 도 1에서 보는 바와 같이 평균 직경이 80 nm인 폴리피롤의 표면에 10 nm 두께의 폴리이미드 층이 형성되어 코어-셀 구조가 나타남을 확인할 수 있었다.
실시예 2
폴리피롤의 사용량을 1.0 g(폴리아믹산 대비 20 중량%)로 달리한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 폴리피롤/폴리이미드 입자를 제조하였다.
실시예 3
폴리피롤의 사용량을 1.5 g(폴리아믹산 대비 30 중량%)로 달리한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 폴리피롤/폴리이미드 입자를 제조하였다.
실시예 4
폴리피롤의 사용량을 1.5 g(폴리아믹산 대비 30 중량%)로 달리한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 폴리피롤/폴리이미드 입자를 제조하였다.
실시예 5
상기 실시예 1에서 폴리피롤 대신 평균직경 50 nm의 폴리아닐린(염화이온 도핑) 1.0 g(폴리아믹산 대비 20 중량%)를 사용함으로써 폴리아닐린/폴리이미드 입자를 제조하였다.
실시예 6
상기 실시예 1에서 폴리피롤 대신 평균직경 50 nm의 폴리아닐린(염화이온 도핑) 1.5 g(폴리아믹산 대비 30 중량%)를 사용함으로써 폴리아닐린/폴리이미드 입자를 제조하였다.
비교예 1
N,N-디메틸아세트아미드 1350 g 에 피로멜리틱디안하이드라이드 78.2 g과 옥시디아닐린 71.8 g을 넣고 1 : 1 몰비로 반응시켜 형성된 폴리아믹산 용액(폴리아믹산 고형분 함량 기준 10 중량%) 50 g을 아세톤/에탄올(1:1 부피비) 500 mL에 넣고 소니케이션(sonication) 하였다. 상기 폴리아믹산 용액에 아세틱안하이드라이드와 피리딘을 각각 25 mL 적가하여 8시간 교반 후, 여과하여 입자를 회수하고 에탄올로 세척 후 건조하여 평균 직경 150 nm의 폴리이미드 입자를 얻었다.
한편 평균 직경이 80 nm인 폴리피롤(도데실벤젠 설포닉산 도핑) 1.5 g(폴리아믹산 대비 35중량%)을 에탄올 50 mL에 분산시킨 뒤, 이를 상기 폴리이미드 입자 5 g에 가하고 이를 교반, 소니케이션 한 후 여과, 건조하여 폴리이미드 입자와 폴리피롤 입자가 단순 혼합된 시료를 제조하였다.
비교예 2
폴리피롤의 사용량을 2.5 g(폴리아믹산 대비 50 중량%)로 달리한 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일하게 시료를 제조하였다.
비교예 3
분자량 50,000의 폴리스타이렌 5 g이 용해된 THF 용액 50 mL와 폴리피롤 1.5 g이 분산된 THF 용액 50 mL를 혼합하고, 에탄올 500 mL에 적가한 뒤 교반, 소니케이션 한 후 여과, 건조하여 폴리스타이렌과 폴리피롤 입자가 단순 혼합된 시료를 제조하였다.
실험예 1
상기 실시예 1 ~ 6에 의하여 제조된 입자 및 비교예 1 ~ 3에서 제조된 시료를 펠렛 틀에 넣고 8 ton 압력으로 프레스하여 면적 19.63 mm2 의 박막을 형성하고, 박막 양 면에 두께 200 nm 의 금전극을 형성하여 박막 캐패시터를 제조하였다. 상기 제조된 캐패시터의 유전 특성과 전기전도도를 측정하여 하기 표 1 및 도 2에 각각 나타내었다.
[측정방법]
1) 유전상수: Agilent 4294A Precision Impedance Analyzer를 이용하여 비유전율, 전기용량 밀도를 상기 설명한 방법에 의해 제작된 박막 캐패시터에 대해 측정하였다.
2) 전기전도도: Keithley 2410 source meter를 사용하여 측정하였다.
| 구분 | 입자 상태 | 박막 두께 (㎛) |
유전용량 (nF) |
유전율 | 전기전도도 (S/cm) |
| 실시예 1 | 폴리피롤(15 wt%)/폴리이미드 코어-쉘 |
9.0 | 8.5 | 244 | 3.9 x 10-8 |
| 실시예 2 | 폴리피롤(20 wt%)/폴리이미드 코어-쉘 |
10.3 | 13.0 | 438 | 9.3 x 10-8 |
| 실시예 3 | 폴리피롤(30 wt%)/폴리이미드 코어-쉘 |
7.0 | 21.2 | 854 | 1.8 x 10-7 |
| 실시예 4 | 폴리피롤(50 wt%)/폴리이미드 코어-쉘 |
8.5 | 78.6 | 3876 | 9.0 x 10-6 |
| 실시예 5 | 폴리아닐린(30 wt%)/폴리이미드 코어-쉘 |
5.7 | 22.4 | 736 | 2.1 x 10-7 |
| 실시예 6 | 폴리아닐린(50 wt%)/폴리이미드 코어-쉘 |
6.6 | 67.8 | 2581 | 4.5 x 10-6 |
| 비교예 1 | 폴리피롤(30 wt%)/폴리이미드 단순 혼합 입자 |
2.9 | 23.5 | 389 | 1.5 x 10-2 |
| 비교예 2 | 폴리피롤(50 wt%)/폴리이미드 단순 혼합 입자 |
3.6 | 57.6 | 988 | 4.7 x 10-2 |
| 비교예 3 | 폴리피롤(30 wt%)/폴리스타이렌 단순 혼합 입자 |
2.5 | 15.8 | 228 | 2.4 x 10-2 |
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 ~ 6의 코어-쉘 구조의 전도성 고분자-폴리이미드 입자에 의한 유전층은 높은 유전율을 보이면서, 전기전도도가 매우 낮게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 실시예 1 ~ 4 까지의 경향을 보면, 폴리피롤의 함량비가 높아질수록 유전율의 상승과 함께 전기전도도의 증가가 나타남을 볼 수 있으며, 특히 폴리피롤의 함량을 50 wt % 까지 높인 경우에도 전기전도도는 절연이 우수한 범위(< 10-6 S/cm)를 유지하고 있어 고용량 커패시터의 제조가 가능함을 확인할 수 있었다. 이와 대비되는 결과로서 비교예 1 ~ 2에서 나타난 바와 같이, 코어-쉘 구조를 이루는 입자가 아닌 폴리피롤과 폴리이미드 입자의 단순 혼합 형태에서는 전기전도도가 급격히 높아져서 절연체로서 사용이 불가능한 수준을 나타내었다. 이로서 코어-쉘 구조를 통한 전도성 고분자 입자의 절연 효과가 매우 우수함을 확인할 수 있으며, 이러한 구조를 형성함을 통하여 상기 입자는 높은 유전율을 나타내는 유전체로 적용이 가능함을 확인할 수 있었다.
Claims (14)
- 삭제
- 입자의 직경이 10 ~ 2000 nm인 폴리아닐린 또는 폴리피롤의 전도성 고분자 입자표면이,
층 두께가 3 ~ 100 nm인 폴리이미드 층으로 코팅된 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조의 전도성 고분자-폴리이미드 입자.
- 제 2 항에 있어서, 상기 폴리아닐린 또는 폴리피롤은 C1-C20 알킬기가 치환 또는 비치환된 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조의 전도성 고분자-폴리이미드 입자.
- 제 2 항에 있어서, 상기 폴리이미드는 폴리아믹산이 이미드화된 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조의 전도성 고분자-폴리이미드 입자.
- 제 4 항에 있어서, 상기 폴리아믹산은 테트라 카르복시산 이수물과 디아민 화합물의 반응에 의하여 생성되는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조의 전도성 고분자-폴리이미드 입자.
- 제 5 항에 있어서, 상기 테트라 카르복시산 이수물은 파이로멜리틱산 이무수물(pyromelitc dianhydride), 1,2,3,4-벤젠 테트라 카르복시산 이무수물, 벤조페논 테트라 카르복시산 이무수물, 비스(디카르복시페닐에테르) 이무수물, 비스(디카르복시페닐설폰) 이무수물, 비스(디카르복시페닐설파이드) 이무수물, 비스(디카르복시페닐)프로판 이무수물, 비스(디카르복시페닐)헥사플루오르프로판 이무수물, 비페닐 테트라 카르복시산 이무수물, 나프탈렌 테트라 카르복시산 이무수물, 사이클로부탄 테트라 카르복시산 이무수물 및 이들의 불소 치환 유도체와 C1 ~ C20 알킬 치환 유도체 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 화합물인 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조의 전도성 고분자-폴리이미드 입자.
- 제 5 항에 있어서, 상기 디아민은 p-페닐렌 디아민, m-페닐렌 디아민, 디아미노 디페닐 에테르, 디아미노 디페닐 설폰, 디아미노 디페닐 설파이드, 디아미노 벤조페논, 비스(아미노페닐)프로판, 비스(아미노페닐)헥사플루오르프로판, 디아미노 비페닐, 디아미노 피리딘, 디아미노 나프탈렌 및 이들의 불소 치환 유도체와 C1 ~ C20 알킬 치환 유도체 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 화합물인 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조를 가지는 전도성 고분자-폴리이미드 입자.
- 입자의 직경이 10 ~ 2000 nm인 폴리아닐린 또는 폴리피롤의 전도성 고분자 입자 표면에 폴리아믹산을 코팅하여 전도성 고분자-폴리아믹산 입자를 제조하는 1단계; 및
상기 전도성 고분자-폴리아믹산 입자에 아민과 산무수물을 첨가하여 폴리아믹산을 폴리이미드로 전환시켜 전도성 고분자-폴리이미드 입자를 제조하는 2단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 고분자-폴리이미드 입자의 제조방법.
- 제 8 항에 있어서, 상기 아민은 트리에틸아민, 디이소프로필메틸아민, 피리딘 및 N,N-디메틸피리딘 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 화합물인 것을 특징으로 하는 전도성 고분자-폴리이미드 입자의 제조방법.
- 제 8 항에 있어서, 상기 산무수물은 아세틱안하이드라이드 및 숙시닐안하이드라이드 중에서 선택된 1종 이상의 화합물인 것을 특징으로 하는 전도성 고분자-폴리이미드 입자의 제조방법.
- 제 8 항에 있어서, 상기 이미드화는 40 ~ 100 ℃에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 전도성 고분자-폴리이미드 입자의 제조방법.
- 제 2 항 내지 제 7 항 중에서 선택된 어느 한 항의 코어-쉘 구조의 전도성 고분자-폴리이미드 입자를 압착하여 제조된 것을 특징으로 하는 전도성 고분자-폴리이미드 복합체.
- 제 2 항 내지 제 7 항 중에서 선택된 어느 한 항의 코어-쉘 구조의 전도성 고분자-폴리이미드 입자를 고분자 매트릭스에 분산시켜 제조된 것을 특징으로 하는 전도성 고분자-폴리이미드 복합체.
- 제 13 항에 있어서, 상기 고분자 매트릭스는 폴리스타이렌, 폴리카보네이트, 폴리비닐렌디플루오라이드, 폴리비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 공중합체, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리비닐알콜, 에폭시 수지, 멜라민-포름알데히드 수지 및 페놀 수지 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 전도성 고분자-폴리이미드 복합체.
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