KR101309529B1

KR101309529B1 - 탄소 나노튜브 보강된 중합체

Info

Publication number: KR101309529B1
Application number: KR1020087028337A
Authority: KR
Inventors: 코넬리스 코닝; 나디아 그로시오드; 얀 뮐디즈크; 요아힘 루스
Original assignee: 스티칭 더치 폴리머 인스티튜트
Priority date: 2006-04-21
Filing date: 2007-04-06
Publication date: 2013-09-24
Also published as: EP2013268A1; WO2007121780A1; JP5098106B2; TW200740886A; CN101426838B; TW200804475A; US8399553B2; CN101426838A; US20100069559A1; KR20090034808A; JP2009534213A

Abstract

본 발명은 매트릭스 중합체가 고 분자량 단편뿐만 아니라 저 분자량 단편 둘 다를 가지며, 그 결과로서 생성된 복합물의 전도율 수준이 제어될 수 있는, 탄소 나노튜브 보강된 중합체 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

탄소 나노튜브 보강된 중합체{CARBON NANOTUBE REINFORCED POLYMER}

본 발명은

(a) 수성 매질 중의 탄소 나노튜브를, 적어도 부분적으로 수용성인 제 1 중합체 또는 수용성 계면활성제인 수용성 성분과 접촉시키는 단계;

(b) 단계 (a)로부터 수득된 생성물을 제 2 중합체의 수성 라텍스와 혼합하는 단계;

(c) 이렇게 수득된 혼합물로부터 물을 제거하는 단계;

(d) 단계 (c)로부터의 생성물을 제 2 중합체가 유동하는 온도로 가열하는 단계; 및

(e) 단계 (d)의 생성물을 목적하는 형태로 고화시키는 단계

에 의해 탄소 나노튜브 보강된 중합체를 제조하는 방법에 관한 것이다.

이러한 방법은 국제 특허 출원 공개 제 WO 2004/072159 A 호에 기재되어 있다.

최근 몇 년 동안, 중합체 매트릭스에 탄소 나노튜브를 혼입하려는 많은 노력이 있어왔다. 수득되는 복합물은 특이적인 나노튜브의 특성, 예컨대 이들의 높은 종횡비 및 전기 전도성으로 인해 매우 낮은 부하량에서 향상된 전기 및 기계적 성질을 갖기 때문에 흥미로운 물질이다. 그러나, 높은 점성의 중합체에 탄소 나노튜브를 분산시키는 것은 곤란하며, 종종 나노튜브를 작용화시켜 나노튜브와 중합체간의 인력 상호작용을 유발시킴으로써 시도되어 왔다. 또한, 나노튜브는 강한 반데르 발스(van-der-Waals) 상호작용의 결과로서 고도로 다발화되기 때문에 박리된 나노튜브의 분산은 문제점이 있는 것으로 확인되었다.

일반적으로, 물질은 그의 전기 전도율(δ)과 관련하여 3가지 그룹으로 나뉠 수 있다: 부도체(δ < 10^-7 S/m), 반도체(δ = 10^-7 내지 10^-5 S/m) 및 전도체(δ > 10⁵ S/m). 본질적으로 비전도성인 중합체에 있어서, 전형적인 전도율은 10^-15 S/m 내지 10^-12 S/m의 범위이다. 탄소 충전재는 10⁴ S/m 내지 10⁷ S/m 범위의 전도율을 가질 수 있다. 복합물에서, 전도율의 수준은 높은 충전재 농도에서 순수한 탄소 종에 대한 것보다 약간 더 낮은 값이 된다.

현재, 탄소 나노튜브 보강된 중합체는 중합체 매트릭스 중에 일반적으로 다발 형태로 생성된 탄소 나노튜브(CNT)를 혼입함으로써 제조된다. 이들 CNT의 균질한 분포를 얻기 위해서, 이들은 중합체 매트릭스 중의 개개의 CNT의 분산능을 개선시키는 것을 목표로 초음파 처리 또는 화학적 변경 공정으로 예비처리된다. 이러한 중합체 매트릭스 중의 CNT의 혼입은 중합체 매트릭스 물질의 전도율뿐만 아니라 강성도의 향상 면에서 유리하다.

인용된 기술의 교시를 사용함으로써 탄소 나노튜브의 양을 증가시키는 경우 전도율의 가파른 변화가 생김을 발견하였다. 전이가 거의 S-곡선이기 때문에, 매트릭스의 원래의 전도율과 보강된 생성물의 최종 수준간의 전도율 수준을 조절하는 것은 어렵다.

특정한 목적하는 수준(상이한 전도성 물질에 대해 상기 나타낸 바와 같은 수준)에서 전기 전도율의 값을 조정할 필요가 있다.

놀랍게도, 본 발명의 중심으로서, 제 2 중합체에서 특정 양의 저 분자량의 단편을 사용함으로써 탄소 나노튜브의 주어진 부하량에서 복합물의 전기 전도율의 수준을 조절할 수 있음을 발견하였다.

도 1은 PS1 및 PS2 나노복합물에 대한 전도율 측정 결과이다.

도 2는 프리렉스(Priex) 801(등록상표)의 경우 MWNT 복합물에 대한 전도율 측정 결과이다.

도 3은 프리렉스 801(등록상표)의 경우 SWNT 복합물에 대한 전도율 측정 결과이다.

도 4는 HIPCO-SWNT를 갖는 프리렉스 701(등록상표)에 대한 전도율 측정 결과이다.

본 발명의 방법은 제 2 중합체가 저 몰 질량 단편 및 고 몰 질량 단편 둘 다를 갖고, 이때 저 몰 질량 단편은 500 내지 20,000 g/mol의 중량 평균 분자량(Mw)을 갖고, 고 몰 질량 단편은 20,000 내지 5,000,000 g/mol의 Mw를 가지며, 저 몰 질량 단편은 5중량% 초과의 양으로 제 2 중합체에 존재함을 특징으로 한다.

본 발명의 방법의 단계들을 별도로 이하에서 논의한다.

단계 (a): 수성 매질 중에서 탄소 나노튜브의 슬러리를 제조하는 단계

이 방법은 국제 특허 출원 공개 제 WO 02/076888 A 호에 기재되어 있다. 이 문헌에서는, 본질적으로 단일 튜브를 함유하는 안정한 수성 생성물이 생성되는 단일 벽 탄소 나노튜브(SWNT)의 박리 방법을 기재하고 있다. 이 문헌에서는, 박리된 나노튜브를 수득하기 위해 수용성 중합체성 물질을 사용하고 있다. 이 문헌의 내용을 본원에서 참고로 인용하고 있다. 또한, 이 방법은 다중벽 CNT(MWNT)를 사용하는 경우 적용될 수 있다. 본 발명의 방법에서는, SWNT를 사용하는 것이 바람직하다.

국제 특허 출원 공개 제 WO 02/076888 A 호에 기재된 바와 같이, 적어도 부분적으로 수용성인 중합체성 물질은 바람직하게는 친수성 성질을 가져야 하고, 천연 또는 합성 기원이어야 한다. 국제 특허 출원 공개 제 WO 2004/072159 A 호를 참고로 한다. 적어도 부분적으로 수용성인 중합체성 물질의 혼입은 그의 친수성 성질이 개선되는 경우 염화나트륨과 같은 수용성 염과 같은 전해질을 (예컨대, 이러한 단계 (a))에 첨가하여 개선시키는 것이 유리한 것으로 보여진다. 이는 탄소 나노튜브 보강된 중합체의 매트릭스에서의 CNT의 분산능을 개선시킨다.

또한, 단계 (a)에서, 수용성 계면활성제를 사용하여 CNT를 효과적으로 박리시킬 수 있다. 소듐도데실 설페이트(SDS) 또는 소듐도데실 설포네이트와 같은 탄화수소 설페이트 또는 설포네이트의 염이 바람직하다. 폴리알킬렌옥사이드-계 계면활성제가 또한 바람직하다.

본 단계 (a)의 과정은 임의의 순서로 물 또는 수용액중에 필수 성분들(중합체 또는 계면활성제, 및 탄소 나노튜브)을 접촉시킴으로써 수행된다. 생성된 생성물은 상기 제 1 중합체 또는 계면활성제로 코팅된 75중량% 이하의 탄소 나노튜브를 수득할 수 있다. 이러한 과정에서, 단계 (a)의 제 1 중합체 또는 계면활성제 대 탄소 나노튜브의 질량 비는 0.05 내지 20의 범위일 수 있다.

이러한 단계 (a)를 수행하는 온도는 중요하지 않다. 실온 내지 75℃의 온도가 매우 적합하다.

탄소 나노튜브의 효과적인 박리를 위해 필요한 체류 시간은 당해 분야의 숙련자에 의해 용이하게 결정될 수 있다. 혼합 에너지(예컨대, 초음파 에너지)의 총 투입량에 따라, 1시간 미만의 체류 시간이 그 목적을 위해 충분한 것으로 증명되었다.

단계 (b): 단계 (a)로부터 생성된 생성물을 제 2 중합체의 수성 라텍스와 접촉시키는 단계

이 제 2 중합체는 탄소 나노튜브 보강된 중합체의 매트릭스로 구성된 중합체이며, 여기에 탄소 나노튜브가 잘 분산되어 있다. 당해 분야의 숙련자에게 공지된 모든 수성 중합체 라텍스를 사용할 수 있다. 폴리아크릴레이트, 스타이렌-계 (공-)중합체, 뷰타다이엔-계 (공-)중합체, 폴리카보네이트, 아크릴로나이트릴-계 (공-중합체), (폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌, 공중합체뿐만 아니라 동종중합체와 같은) (할로겐-함유) 폴리올레핀, 및 폴리아마이드로 이루어진 군 중에서 선택된 제 2 중합체가 바람직하다. 제 2 중합체로서 폴리스타이렌, 또는 올레핀 또는 스타이렌과 (메트-)아크릴레이트, 말레산 무수물, 말레이미드, 2- 또는 4-비닐피리딘, 아크릴로나이트릴, 또는 다른 비닐 또는 비닐리덴 유형의 단량체와의 공중합체의 사용이 보다 더 바람직하다.

본 발명의 이점을 달성하기 위해서, 제 2 중합체는 저 몰 질량 단편 및 고 몰 질량 단편 둘 다를 가져야 하며, 이때 저 몰 질량 단편은 500 내지 20,000 g/mol의 중량 평균 분자량(Mw)을 갖고, 고 몰 질량 단편은 20,000 내지 5,000,000 g/mol의 Mw를 갖는다. 제 2 중합체 중의 저 몰 질량 단편의 양은 5중량% 초과이다. 이 양이 6.5중량% 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한 일반적으로, 저 몰 질량 단편은 동등하거나 심지어 소량으로 존재하며; 제 2 중합체의 40중량% 이하인 것이 보다 바람직하다.

저 몰 질량 단편은 고 몰 질량 단편과 동일한 단량체를 기제로 할 수 있지만, 단편들에 대한 단량체는 또한 서로 상이할 수도 있다. 바람직하게는, 제 2 중합체는 하나의 중합체가 저 몰 질량 단편을 형성하고 다른 하나가 고 몰 질량 단편을 형성하는, 상이한 단량체를 기제로 하거나 또는 동일한 단량체를 기제로 하는 2개의 혼화성 중합체들의 조성물이다.

제 2 중합체의 조성물은 제 2 중합체로의 중합 동안에 다양한 방법에 의해 또는 중합의 생성물로의 혼합에 의해 수득될 수 있다. 제 1 바람직한 사항에서, 제 2 중합체는 중합 조건을 적용하여 저 Mw 중합체(500 내지 20,000 g/mol의 Mw를 가짐)와 고 Mw 중합체(20,000 내지 5,000,000 g/mol의 Mw를 가짐) 둘 다를 포함하는 넓은 몰 질량 분포를 야기시킴으로써 수득된다. 제 2 바람직한 사항에서, 제 2 중합체는 저 Mw 중합체를 고 Mw 중합체와 혼합함으로써 수득된다. 제 2 중합체로의 중합이 일어나야 하는 조건은 사용되는 제 2 중합체의 유형에 따라 좌우된다. 그 자체로는, 제 2 중합체의 유형을 선택함으로써 당해 분야의 숙련자는 중합 공정에서 하나의 중합 동안 또는 2개의 별도의 중합으로 저 몰 질량 단편 및 고 몰 질량 단편을 생성시키는 방법을 알고 있다. 최종 버전으로, 두 개의 별도의 중합의 생성물을 목적하는 비율로 함께 혼합한다.

이러한 혼합 단계 (b)의 온도는 일반적으로 10 내지 150℃에 있다. 압력은 일반적으로 대기압이지만 이 단계 (b) 또는 후속 단계 (c)에서의 가공성을 도모하기 위해 증가될 수 있다. 이 단계 (b) 동안의 체류 시간은 중요하지 않으며, 일반적으로 1 시간을 초과하지 않는다.

단계 (c): 단계 (b)에서 수득된 혼합물을 처리하여 (실질적으로 모든) 물을 제거하는 단계

이러한 제거를 달성하기 위해 당해 분야의 숙련자가 이용할 수 있는 여러 가지 물리적 방법이 존재한다. 이러한 방법 중에서, 증발, 동결-건조 또는 플래시-건조에 의해 단계 (c)를 수행하는 것이 바람직하다.

단계 (d): 제 2 중합체 중의 CNT의 균질한 분산액을 제조하는 단계

제 2 중합체가 열가소성 중합체인 경우, 이 단계 (d)에서의 온도는 융점((반-)결정질의 제 2 중합체인 경우) 또는 유리 전이 온도(비정질의 제 2 중합체인 경우) 보다 10 내지 100℃ 높도록 선택된다. 모든 경우에서, 당해 분야의 숙련자는 선택된 제 2 중합체의 성질에 따라 이 단계 (d)가 수행될 공정 조건을 알고 있다.

단계 (e): 단계 (d)의 생성물을 목적하는 형태로 고화시키는 단계

이 단계 (e)는 성형 단계, 펠릿화 단계, 압출, 사출 또는 압축 성형 단계, 또는 고화된 중합체 물체를 형성시키기 위한 임의의 공지된 단계일 수 있다.

본 발명의 방법은 CNT 보강된 중합체를 생성시킨다. CNT는 중합체 매트릭스에 본질적으로 개별적으로 분산된다. 따라서, 중합체는 우수한 전도율 특징뿐만 아니라 개선된 강성도를 갖는다.

또한, 본 발명은 본 발명의 방법에 의해 수득될 수 있는 탄소 나노튜브 보강된 중합체에 관한 것이다. 본 발명(의 방법)에 의해, 3중량% 이하의 CNT에서 전도율 침투 문턱값(percolation threshold)을 갖는 중합체 복합물이 수득될 수 있다. 특히, 본 발명의 방법에 의해 3중량% 미만의 탄소 나노튜브 함량에서 100 Ω×cm 미만의 저항률을 갖는 생성물이 야기된다. 당해 분야에서, 이러한 저항률은 문헌[J. Mater. Sci. 37, 2002, pages 3915-23]에서 볼 수 있는 바와 같이 매우 높은 CNT 부하량에서만 오직 달성된다.

본 발명에서는, 일반적으로 제 2 중합체 중의 저 질량 단편의 양이 제 2 중합체의 반(중량)을 초과하여 포함하지 않는 것으로 밝혀졌다. 바람직하게는, 제 2 중합체의 저 몰 질량 부분과 제 2 중합체의 고 몰 질량 부분의 중량비는 0.065 내지 0.67이다. 보다 바람직하게는, 상기 비는 0.10 내지 0.25이다. 상기 나타낸 바와 같이, 두 개의 단편은 동일한 단량체를 기제로 할 수 있고; 이들은 또한 두 개의 단편이 융화성이고/이거나 서로 혼화성인 한 상이한 단량체를 기제로 할 수 있다. 목적하는 안정한-수준의 전도율에 따라, 저 몰 질량 단편의 필요한 비율이 용이하게 결정될 수 있다.

본 발명의 보강된 중합체는 개선된 강성도 및 전도율 특성을 이용하는 몇몇 용도에서 사용될 수 있다. 차폐 용도(예컨대, 전자기 간섭 차폐); 유리 섬유 충전된 중합체보다 더 나은 표면 외관을 갖는 자동차 산업용 높은 모듈러스의 전도성 차체 패널; 나노-전기 디바이스(예컨대, 박막 트랜지스터), 등이 참고로 주어진다.

본 발명은 하기의 비제한적인 실시예에 의해 설명된다.

물질 및 기법

물질: CNT HIPCO NT(카본 나노 테크놀로지(Carbon Nano Technology))(SWNT), 및 SDS(머크(Merck))를 입수한 대로 사용하였다.

국제 특허 출원 공개 제 WO 02/076888 호의 교시에 따라 CNT+SDS의 수성 생성물을 제조하였다. SDS를 실온에서 물에 용해시켜 0.5중량% 내지 15중량%의 용액을 형성하였다. 로프의 다발 망상조직을 함유하는 제조된 단일 벽 나노튜브의 분말을 매우 온화한 조건(50W, 43kHz)에서 (0.2 내지 3중량% 농도를 갖는) 용액 중에 15 내지 20분 동안 초음파 처리하였다. 검정색의 균질한 잉크 같은 생성물을 수득하였고, 이를 실온에서 상이한 폴리스타이렌(PS) 또는 폴리프로필렌(PP) 라텍스와 혼합하였다. 그 후, 생성된 혼합물을 밤새 동결 건조(크리스트 알파(Christ alpha) 2-4)시키고, 건조 분말을 압축 성형시켰다. PS1, PS2 및 PS3 라텍스를 기제로 하는 나노복합물의 경우에, 10MPa에서 4분 동안 160℃에서 성형시켰다(4 주기의 탈가스화 후). 중합체 라텍스 PS4 및 PS5를 기제로 하는 나노복합물의 경우에, 4 주기의 탈가스화 후, 건조 분말을 4MPa에서 20초 동안 2회 10MPa에서 2분 동안 1회 180℃에서 압축 성형시켰다. PP1 및 PP2 라텍스를 기제로 하는 나노복합물의 경우, 10MPa에서 3분 동안 180℃에서 성형시켰다.

PS1-PS2 라텍스의 제조

PS1은 넓은 분자량 분포를 갖는 라텍스이지만, PS2는 좁은 분자량 분포를 갖는다.

중합체 라텍스 PS1의 제조

산소 부재 대기하에 유화 중합을 수행하였다. 스타이렌 292g을 물 728g, SDS 13g 및 완충제로서 NaHCO₃1.1g과 혼합하였다. 온도를 50℃로 유지시켰다. SPS(설페이트 당 소듐) 1g에 의해 반응을 개시하였으며; 반응 시간은 2.5시간이었다.

중합이 개시되기 전에 반응 혼합물은 탈가스되지 않았으며, 이는 반응 혼합물 중에 여전히 약간의 용해된 산소가 있음을 의미하며, 상당량의 저 분자량 PS 종을 형성시킨다.

중합체 라텍스 PS2의 제조

라텍스 PS1을 사용한 것과 유사한 절차로 적용하였지만 다음의 조건에 따랐다: 스타이렌 200g, 물 695g, SDS 13.4g, SPS 1g.

반응 온도를 65℃로 유지하고, 중합이 개시되기 전에 반응 혼합물을 조심스럽게 아르곤으로 탈가스화시켰다(결과적으로, 본질적으로 고 분자량 쇄를 갖는 PS가 합성되었다).

PS3(PS2-라텍스와 저 Mw 폴리스타이렌의 블렌드)의 제조

다음의 절차에 따라 저 몰 질량 PS를 PS2 라텍스로 혼입시켰다: PS2 라텍스 130g을 SDS 624g과 직접 혼합한 후 PS 표준 715mg(Mw = 550 g/mol)을 혼입시켰다. 최소 속력(4000rpm)으로 울트라투랙스(Ultraturrax) T50(이카, 라보테크닉, 잔케 및 쿤켈(Ika, Labotechnic, Janke and Kunkel))을 사용함으로써 생성된 분산액을 3분 동안 고 전단력에 적용시켰다.

중합체 라텍스 PS4의 제조

산소 부재 대기(Ar로 2.5시간 동안 탈가스화하기 전을 포함함)하에 유화 중합을 수행하였다. 먼저, 스타이렌 252.2g을 물 715g, SDS 26g 및 Na₂CO₃0.5g과 혼합하였다. 온도를 50℃로 유지시키고 물 7ml 중에 용해된 SPS 0.7g의 주입에 의해 반응을 개시하였다. 반응 시간은 2.5시간이었다. 생성된 라텍스는 넓은 분자량 분포를 가졌다.

중합체 라텍스 PS5의 제조

PS5의 합성을 위한 실험적 절차는 PS4를 합성하는데 사용된 것과 유사하였 다. 탈가스화가 5시간 동안 지속되었다. 스타이렌 252.04g을 물 715g, SDS 25.97g 및 Na₂CO₃ 0.45g과 혼합하였다. 온도를 70℃로 유지시켰으며, 반응 시간은 0.5시간이었다. 생성된 라텍스는 좁은 분자량 분포를 가졌다.

폴리스타이렌 나노복합물의 제조

물질: 카본 나노 테크놀로지로부터 구입한 CNT-HIPCO NT(SWNT) 및 SDS(머크)를 입수한 대로 사용하였다. CNT+SDS의 수성 생성물의 제조는 상기 기재된 바와 같다.

폴리프로필렌 나노복합물의 제조

이들 나노복합물의 제조를 위해 단일 벽 나노튜브(SWNT)뿐만 아니라 다중 벽 나노튜브(MWNT) 둘 다를 사용하였다. MWNT는 나노실(Nanocyl)로부터 입수하였고(나노실-3100); SWNT는 카본 나노 테크놀로지로부터 입수한 HIPCO NT이었다.

사용된 폴리프로필렌은 프리렉스 801(등록상표), 즉 말레산 무수물-그래프트된 동종폴리프로필렌, 및 프리렉스 701(등록상표), 즉 솔베이(Solvay)로부터의 공단량체로서 약 5중량%의 에틸렌과의 말레산 무수물-그래프트된 공중합체성 폴리프로필렌이며, 둘 다 29중량%의 20,000 g/mol(GPC에 의해) 미만의 Mw를 갖는 PP 양을 가졌다.

전도율 측정치는 2-포인트 측정치였다. 프리렉스 801(등록상표)에 대한 결과는 MWNT 복합물에 대해서 도 2에 주어졌으며, SWNT 복합물에 대해서는 도 3에 주어졌고; 도 4는 HIPCO-SWNT를 갖는 프리렉스 701(등록상표)에 대한 결과가 주어져 있다.

전도율 측정

2 또는 4 포인트 구성의 DC-전도율 키슬리(Keithley) 6512 프로그램 가능한 전위계를 사용하여 실온의 전기 전도율 측정을 수행하였다.

필름의 표면에 대해 직접 측정하였다. 일렉트론 마이크로스코피 사이언스(Electron Microscopy Science)에 의해 제공된 콜로이드성 흑연 페이스트(Cat#12660)를 사용함으로써 샘플과 측정 디바이스간의 접촉이 개선되었다.

전도율 측정 결과가 도 1(PS1 및 PS2 나노복합물의 경우), 표 I(PS2 및 PS3 나노복합물의 경우) 및 표 II(PS4 및 PS5 나노복합물의 경우)에 주어져 있다.

전도율 측정치의 PS1-PS2 곡선: 4-포인트 측정치를 사용하였다. 전도율 값의 PS2-PS3 비교: 2-포인트 측정치를 사용하였다. PS4 및 PS5 측정치의 경우, 4-포인트 측정치를 사용하였다.

나노복합물	전도율(S/m)
PS2 + 2중량% CNT	6×10^-3
PS3 + 2중량% CNT	6×10^-2

중합체 매트릭스	NT 농도(중량%)	전도율(S/m)
PS4	2	2.5×10¹
PS4	1.75	1.5×10¹
PS5	1.75	5.3×10⁰
PS5	2	5.5×10⁰

라텍스 중의 저 분자량 PS의 양의 측정

용매로서 THF를 사용하여 GPC-분석으로 약 12.5분의 용리 시간에 상응하는 20,000 g/mol 미만의 분자량을 갖는 중합체 양의 측정을 워터스(Waters)/GPC 장비를 사용하여 수행하였다.

20,000 g/mol 내지 GPC의 표준의 Mw, 즉 550 g/mol로 구성된 분자량을 갖는 PS 종의 양을 계산에 넣음으로써 하기 표 III에 기재된 20,000 g/mol 미만의 Mw를 갖는 PS 또는 PP양을 계산하였다.

PS 유형	20,000 g/mol 미만의 중합체의 양(중량%)	고 몰 단편의 Mw 범위(g/mol)
PS1	24	2.0×10⁴ - 2.0×10⁶
PS2	5	2.0×10⁴ - 1.5×10⁶
PS3	7.5	2.0×10⁴ - 1.5×10⁶
PS4	20	2.0×10⁴ - 1.3×10⁶
PS5	5	2.0×10⁴ - 1.8×10⁶
PP	29	2.0×10⁴ - 8.0×10⁵

Claims

(a) 수성 매질 중의 탄소 나노튜브를, 수용성 제 1 중합체 또는 수용성 계면활성제인 수용성 성분과 접촉시키는 단계;

(b) 단계 (a)로부터 수득된 생성물을 제 2 중합체의 수성 라텍스와 혼합하는 단계;

(c) 단계 (b)로부터 수득된 혼합물로부터 물을 제거하는 단계;

(d) 단계 (c)로부터 수득된 생성물을 제 2 중합체가 유동하는 온도로 가열하는 단계; 및

(e) 단계 (d)로부터 수득된 생성물을 목적하는 형태로 고화시키는 단계

에 의해 탄소 나노튜브 보강된 중합체를 제조하는 방법으로서,

상기 제 2 중합체가 500 내지 20,000 g/mol의 중량 평균 분자량(Mw)을 갖는 저 몰 질량 단편 및 20,000 내지 5,000,000 g/mol의 Mw를 갖는 고 몰 질량 단편 둘 다를 갖고, 상기 저 몰 질량 단편이 5중량% 초과의 양으로 제 2 중합체에 존재하는,

탄소 나노튜브 보강된 중합체의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,

제 2 중합체가, 상이한 단량체 또는 동일한 단량체를 기제로 하는 2개의 혼화성 중합체들의 조성물이되, 하나의 중합체가 저 몰 질량 단편을 형성하고 다른 하나가 고 몰 질량 단편을 형성하는, 탄소 나노튜브 보강된 중합체의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,

저 Mw 중합체를 고 Mw 중합체와 혼합함으로써 제 2 중합체를 수득하는, 탄소 나노튜브 보강된 중합체의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,

중합 조건을 적용하여 저 Mw 중합체(500 내지 20,000 g/mol의 Mw를 가짐)와 고 Mw 중합체(20,000 내지 5,000,000 g/mol의 Mw를 가짐) 둘 다를 포함하는 넓은 몰 질량 분포를 야기시킴으로써 제 2 중합체를 수득하는, 탄소 나노튜브 보강된 중합체의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,

제 2 중합체가 스타이렌과 (메트-)아크릴레이트, 말레산 무수물, 말레이미드, 2- 또는 4-비닐피리딘, 아크릴로나이트릴, 또는 다른 비닐 또는 비닐리덴 유형의 단량체와의 공중합체인, 탄소 나노튜브 보강된 중합체의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,

저 몰 질량 단편이 6.5중량% 이상의 양으로 제 2 중합체 중에 존재하는, 탄소 나노튜브 보강된 중합체의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,

저 몰 질량 단편이 40중량% 이하의 양으로 제 2 중합체 중에 존재하는, 탄소 나노튜브 보강된 중합체의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,

단일 벽 탄소 나노튜브를 사용하는, 탄소 나노튜브 보강된 중합체의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 수득되는 탄소 나노튜브 보강된 중합체.
제 9 항에 있어서,

저항률이 100 Ω×cm 미만인 탄소 나노튜브 보강된 중합체.
제 9 항에 있어서,

제 2 중합체의 저 몰 질량 부분과 제 2 중합체의 고 몰 질량 부분의 비율이 0.065 내지 0.67인 탄소 나노튜브 보강된 중합체.
제 11 항에 있어서,

비율이 0.10 내지 0.25인 탄소 나노튜브 보강된 중합체.