KR101567173B1 - Carbon nanotube-stereocomplex polylactide composite material - Google Patents

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Abstract

본 발명은 탄소나노튜브-스테레오 콤플렉스 폴리락트산 복합재료에 관한 것으로, 폴리락트산 스테레오 콤플렉스 결정을 이용하여 탄소나노튜브의 연결성(conectivity)을 향상시켜 전도성 물성을 향상시킨 복합재료인 것이다.
본 발명에 따른 복합재료는 소량의 탄소나노튜브로 극대화된 전기전도도 효율을 얻을 수 있어 전도성이 필요한 소재에 다양하게 활용될 수 있다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a carbon nanotube-stereo complex polylactic acid composite material, and is a composite material which improves the conductivity of carbon nanotubes by using polylactic acid stereo complex crystals to improve the conductivity.
The composite material according to the present invention can maximize the electric conductivity efficiency with a small amount of carbon nanotubes and can be utilized variously in materials requiring conductivity.

Description

탄소나노튜브-스테레오 콤플렉스 폴리락트산 복합재료{Carbon nanotube-stereocomplex polylactide composite material}Carbon nanotube-stereocomplex polylactide composite material [0001] The present invention relates to a carbon nanotube-

본 발명은 탄소나노튜브-스테레오 콤플렉스 폴리락트산 복합재료에 관한 것으로, 스테레오 콤플렉스 결정을 이용하여 탄소나노튜브의 연결성(conectivity)을 향상시켜 전도성 물성을 향상시킨 복합재료인 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a carbon nanotube-stereo complex polylactic acid composite material, which is a composite material which improves the conductivity of carbon nanotubes by using a stereo complex crystal to improve the conductivity.

탄소나노튜브는 탄소나노튜브(CNT)는 1개의 탄소 원자가 3개의 다른 탄소 원자와 결합한 육각형 벌집 모양의 흑연면이 나노 크기의 직경으로 둥글게 말린 형태를 가리키고 있으며, 크기나 형태에 따라 독특한 물리적 성질을 갖는 거대 분자이다. Carbon nanotubes (CNTs) are carbon nanotubes (CNTs) in which one carbon atom is bonded to three different carbon atoms. The hexagonal honeycomb-shaped graphite surface has a nano-sized diameter and is rounded and has a unique physical property depending on its size and shape. It is a macromolecule having.

말려진 형태에 따라서 단층벽 나노튜브(single walled nanotube, SWNT), 다중벽 나노튜브(multi-walled nanotube, MWNT), 다발형 나노튜브(rope nanotube)로 구분되기도 한다. 이러한 탄소나노튜브는 나노기술 및 전자 나노장치에 활용될 수 있는 우수한 물리적 전기적 특성이 있다. Depending on the type of coating, it can be divided into single walled nanotubes (SWNTs), multi-walled nanotubes (MWNTs), and rope nanotubes. These carbon nanotubes have excellent physical and electrical properties that can be utilized in nanotechnology and electronic nano devices.

최근 두 성분의 각각의 물성이 결합되어 우수한 기계적 강도, 특수한 복합 물성 및 우수한 가공성을 가진 이종 복합체에 대한 관심이 높아지면서 고분자/탄소나노튜브의 복합체에 대해 연구가 활발히 진행되고 있다. Recently, as a result of increasing interest in heterogeneous composites having excellent mechanical strength, specific composite properties and excellent processability, the polymer / carbon nanotube complexes have been actively studied.

그러나 이와 같은 고분자/탄소나노튜브의 복합체의 우수한 물성에도 불구하고 탄소나노튜브의 낮은 분산성 및 반데르발스힘에 의한 자기 응집성으로 인하여 고분자/탄소나노튜브의 복합체의 개발이 제한되며 이러한 문제점은 극복 과제로 남아있다. 따라서 고분자/탄소나노튜브의 복합체를 제조함에 있어서 균일한 분산성을 갖는 동시에 고분자 매트릭스 내에서 탄소나노튜브가 응집되거나 탈리되지 않고 계면 안정성을 갖게 하는 것이 주된 관심사이다.However, in spite of the excellent physical properties of the polymer / carbon nanotube composite, development of a polymer / carbon nanotube complex is limited due to low dispersibility of carbon nanotubes and magnetic cohesion due to van der Waals force. It remains a challenge. Accordingly, it is a main concern that the polymer / carbon nanotube composite has uniform dispersion properties and that the carbon nanotubes are not agglomerated or desorbed in the polymer matrix but have interfacial stability.

한편, 지구온난화 가스 배출 규제 등에 대응하기 위해, 화석 원료 대신에 바이오매스(biomass)를 원료로 사용하는 바이오 폴리머가 각광받고 있다. 전분의 발효 생성물인 젖산(lactic acid)로부터 중합되는 폴리락트산(PLA, polylactic acid)은 포장재, 섬유, 전자제품 하우징 등에 사용될 수 있다. 상기 폴리락트산은 열변성온도(HDT, heat distortion temperature)가 약 56℃로써 내열성이 낮다. 상기 폴리락트산의 내열성을 향상시키기 위하여 거울상 이성질체인 L-폴리락트산과 D-폴리락트산의 나선형 결정이 서로 맞물린 폴리락트산 스테레오 컴플렉스(polylactic acid stereocomplex)를 형성시킬 수 있다. 상기 폴리락트산 스테레오 콤플렉스는 고온에서 녹는 결정을 가진다. 상기 폴리락트산 스테레오 콤플렉스의 녹는점이 230℃의 고온임에 의하여, 상기 폴리락트산 스테레오 콤플렉스의 열성형에는 230℃ 이상의 고온이 요구된다. 그러므로, 상기 폴리락트산 스테레오 콤플렉스가 열성형 과정에서 열화될 수 있는 물성적 특성을 갖는다. On the other hand, biopolymers that use biomass as a raw material instead of fossil raw materials are attracting attention to counter global warming gas emission regulations. Polylactic acid (PLA), which is polymerized from lactic acid, a fermentation product of starch, can be used for packaging materials, fibers, and electronic product housings. The polylactic acid has a heat distortion temperature (HDT) of about 56 ° C, which is low in heat resistance. In order to improve the heat resistance of the polylactic acid, a polylactic acid stereocomplex in which helical crystals of L-polylactic acid and D-polylactic acid are intermixed with each other can be formed. The polylactic acid stereo complex has a crystal melting at a high temperature. Since the melting point of the polylactic acid stereo complex is a high temperature of 230 캜, a high temperature of 230 캜 or more is required for thermoforming of the polylactic acid stereo complex. Therefore, the polylactic acid stereo complex has a physical property that can be deteriorated in a thermoforming process.

상기 언급한 바와 같이, 탄소나노튜브는 전도성의 성질을 갖으며, 스테레오 콤플렉스 폴리락트산은 나선형의 결정으로 친환경적인 바이오 소재로서, 이 두 소재의 응용하여 탄소나노튜브의 전도성을 향상시킨 복합재료는 제시되지 않은 상태이다. As mentioned above, carbon nanotubes have a conductive property. Stereo complex polylactic acid is a spiral crystal. It is an environmentally friendly biomaterial. By applying these two materials, a composite material having improved conductivity of carbon nanotubes is presented It is not.

한편 한국 공개특허 제2012-0126637호 및 제2012-0004277호에서는 탄소나노튜브의 표면처리를 통해 폴리머의 분산성을 확보하려는 표면 처리방법이 개시되어 있으나, 표면 처리에 의한 CNT 표면의 특성 변화로 인한 물질의 전도도가 바뀌게 되는 한계가 있다. Korean Patent Laid-Open Nos. 2012-0126637 and 2012-0004277 disclose a surface treatment method for securing the dispersibility of a polymer through surface treatment of carbon nanotubes. However, There is a limit to change the conductivity of the material.

그리고, 미국 공개특허 제2013-0214214호에는 탄소나노튜브나 탄소섬유 보강 복합재료에 있어서 스트레칭을 통한 전도성 향상에 대한 방법을 개시하고 있으며, 구체적으로 아래 그림과 같이 물리적인 스트레칭 방법을 통해 보강제의 분산 및 연결성을 개선함으로써 전도성을 향상시키는 것으로 스트레칭을 통한 한 방향으로 탄소나노튜브를 배열하여 1방향성에 대한 물성 개선 효과를 얻는 기술로 소재 자체가 이방성을 갖게 되고 적용 부품이 스트레칭 프로세스가 가능해야 하는 한계가 있다. U.S. Patent Publication No. 2013-0214214 discloses a method for improving conductivity by stretching carbon nanotubes or carbon fiber reinforced composite materials. Specifically, as shown in the following figure, dispersion of reinforcing agent through physical stretching And improving the conductivity by improving the conductivity. By arranging the carbon nanotubes in one direction through the stretching, it is possible to obtain the effect of improving the physical properties of the one direction, so that the material itself becomes anisotropic and the application parts must be capable of stretching process .

Figure 112013119851126-pat00001
Figure 112013119851126-pat00001

이에 탄소나노튜브의 소량을 사용하여도 전기전도도가 유의적으로 향상되어 전기, 전자 분야 및 자동차 부품 분야 등에서 널리 적용시킬 수 있는 소재가 필요한 시점이다.
Therefore, even when a small amount of carbon nanotubes are used, electrical conductivity is significantly improved, and it is necessary to use a material that can be widely applied in the fields of electric, electronic, and automobile parts.

1: 한국 공개특허 제2012-0126637호1: Korea Patent Publication No. 2012-0126637 2: 한국 공개특허 제2012-0004277호2: Korea Patent Publication No. 2012-0004277 3: 미국 공개특허 제2013-0214214호3: U.S. Published Patent Application No. 2013-0214214

이에 본 발명자들은 전도성이 우수한 탄소나노튜브 복합재료를 연구하던 중, L-폴리락트산 및 D-폴리락트산을 소정량의 비율로 혼합하여 결정화한 스테레오 콤플렉스 폴리락트산에 탄소나노튜브을 일정량 혼합하는 경우, 전기전도도가 현저하게 향상되어 소량의 탄소나노튜브만으로 극대화된 전도도 효과를 나타낼 수 있다는 것을 알게 되어 본 발명을 하게 되었다.Accordingly, the inventors of the present invention have found that when carbon nanotubes are mixed with a certain amount of a stereocomplex polylactic acid which is crystallized by mixing L-polylactic acid and D-polylactic acid in a predetermined ratio while studying a carbon nanotube composite material having excellent conductivity, The inventors of the present invention have found that the conductivity can be remarkably improved and the conductivity effect can be maximized only with a small amount of carbon nanotubes.

따라서 본 발명의 목적은 전도성이 우수한 탄소나노튜브-스테레오 콤플렉스 폴리락트산 복합재료를 제공하는데 있다.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a carbon nanotube-stereo complex polylactic acid composite material having excellent conductivity.

위와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 스테레오 콤플렉스 폴리락트산 및 탄소나노튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브-스테레오콤플렉스 폴리락트산 복합재료를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a carbon nanotube-stereo complex polylactic acid composite material comprising a stereo complex polylactic acid and a carbon nanotube.

본 발명에 따른 탄소나노튜브-스테레오 콤플렉스 폴리락트산 복합재료는 스테레오 콤플렉스 결정 구조에 의해 탄소나노튜브의 연결성이 높아져서 전도성 물성을 향상시킬 수 있기에, 소량의 탄소나노튜브로 극대화된 전기전도도 효율을 얻을 수 있어 전도성이 필요한 소재에 다양하게 활용될 수 있다.
The carbon nanotube-stereocomplex polylactic acid composite according to the present invention has improved connectivity of carbon nanotubes due to the stereo complex crystal structure, thereby improving the conductive properties. Thus, it is possible to obtain a maximized electric conductivity efficiency with a small amount of carbon nanotubes It can be used variously for materials requiring conductivity.

도 1은 본 발명에서 사용하는 스테레오 콤플렉스 폴리락트산의 결정 구조를 나타낸 것이다.Fig. 1 shows the crystal structure of the stereo complex polylactic acid used in the present invention.

이하에서 본 발명을 하나의 구현예로서 보다 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail as an embodiment.

본 발명은 스테레오 콤플렉스 폴리락트산 및 탄소나노튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브-스테레오 콤플렉스 폴리락트산 복합재료를 제공한다. The present invention provides a carbon nanotube-stereo complex polylactic acid composite material comprising a stereocomplex polylactic acid and a carbon nanotube.

상기 스테레오 콤플렉스 폴리락트산은 L-폴리락트산 및 D-폴리락트산을 95:5 ~ 70:30 중량 비율로 혼합하여 결정을 형성시켜 수득된 것으로, 95:5 중량 비율인 경우 스테레오 콤플렉스 결정 구조의 함유율이 5.2 중량%이며, 70:30 중량 비율인 경우 스테레오 콤플렉스 결정 구조의 함유율이 42 중량%가 된다.The stereo complex polylactic acid is obtained by mixing crystals of L-polylactic acid and D-polylactic acid at a weight ratio of 95: 5 to 70:30. When the weight ratio is 95: 5, the content of the stereo complex crystal structure is 5.2% by weight, and in the 70:30 weight ratio, the content of the stereo complex crystal structure is 42% by weight.

한편 상기 스테레오 콤플렉스 결정 구조의 함유율이 45 중량% 초과하는 경우 180 ~ 220 ℃ 사이에서 성형성이 급격하게 감소하기에 성형을 위해 240 ~ 280 ℃로 온도를 상승할 필요성이 있기에, 스테레오 콤플렉스 폴리락트산의 결정 구조의 함유율은 5 ~ 45 중량%인 것이 바람직하다. On the other hand, when the content of the stereo complex crystal structure exceeds 45% by weight, the formability sharply decreases between 180 and 220 ° C., and therefore it is necessary to raise the temperature to 240 to 280 ° C. for molding. Therefore, the stereocomplex polylactic acid The content of the crystal structure is preferably 5 to 45% by weight.

아울러, 본 발명에서 사용되는 L-폴리락트산 또는 D-폴리락트산은 중량평균분자량이 30,000 ~ 300,000인 것을 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 50,000 ~ 300,000인 것을 사용하는 것이 좋다. 일 예로 중량평균분자량 100,000인 L-폴리락트산과 중량평균분자량 30,000인 D-폴리락트산을 85:15 중량 비율로 하여 복합재료를 제조하는 경우에는 압출이 가능하지만, 중량평균분자량 30,000인 D-폴리락트산이 15 비율 보다 더 많이 혼합되는 되는 경우에는 끊기는 현상이 발생하여 목적으로 하는 복합재료의 제조가 제대로 되지 않기에, 중량평균분자량이 30,000 이상인 것을 사용하는 것이 바람직하다.In addition, the L-polylactic acid or D-polylactic acid used in the present invention preferably has a weight average molecular weight of 30,000 to 300,000, more preferably 50,000 to 300,000. Polylactic acid having a weight average molecular weight of 100,000 and D-polylactic acid having a weight average molecular weight of 30,000 in a weight ratio of 85:15 can be extruded, but D-polylactic acid having a weight average molecular weight of 30,000 Is mixed with more than 15 parts by weight, the resulting composite material tends to be broken and the intended composite material can not be produced properly. Therefore, it is preferable to use a material having a weight average molecular weight of 30,000 or more.

한편 본 발명에서 L-폴리락트산 또는 D-폴리락트산은 160 ~ 180℃에서 융점을 갖으나 두 소재가 섞여 스테레오 결정을 형성하게 되면서 융점이 220 ~ 240℃로 상승하게 된다. 이때 본 발명에서는 L-폴리락트산과 D-폴리락트산을 5:5의 중량 비율로 혼합하여 100%의 스테레오 콤플렉스 결정을 형성시키지 않고, 예를 들면 1:9, 2:8 중량 비율 식으로 일부만을 스테레오 콤플렉스로 결정시키는 것이 바람직하다. In the present invention, L-polylactic acid or D-polylactic acid has a melting point at 160-180 DEG C, but the melting point is increased to 220-240 DEG C as a mixture of two materials forms a stereo crystal. In the present invention, L-polylactic acid and D-polylactic acid are mixed in a weight ratio of 5: 5 to form a 100% stereo complex crystal. For example, It is preferable to determine it as a stereo complex.

일부만 스테레오 콤플렉스을 형성시키게 되면 160 ~ 180℃에서 스테레오 결정은 녹지 않고 살아있고 단독으로 남아 있는 L-폴리락트산 또는 D-폴리락트산은 용융 상태로 있게 된다. 도 1은 본 발명에 따른 스테레오 콤플렉스 폴리락트산의 결정체를 나타낸 것이다.When the stereocomplex is partially formed, the stereo crystal does not melt at 160 to 180 ° C., and the remaining L-polylactic acid or D-polylactic acid remains in a molten state. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 shows a crystal of a stereocomplex polylactic acid according to the present invention. Fig.

일부만 스테레오 콤플렉스 결정을 형성한 메트릭스에 무기 입자인 탄소나노튜브(CNT)를 분산시키면 탄소나노튜브(CNT)는 스테레오 콤플렉스 결정 구조 내부에는 들어가지 못하고 용융 상태의 고분자에 남아 있게 되며 스테레오 결정 구조에 의해 스테레오 결정 사이에서 탄소나노튜브(CNT)가 분산되어 결정 경계를 따라 연결성(connectivity)이 높아진다. 다시 말해 스테레오 콤플렉스 결정 구조를 이용하여 탄소나노튜브의 퍼콜레이션 스레쉬홀드(Percolation threshold)을 낮춤으로써 탄소나노튜브의 전기전도도를 향상시키는 것이다.When the carbon nanotubes (CNTs) are dispersed in the matrix formed with only a part of the stereo complex crystal, the carbon nanotubes (CNTs) can not enter the stereo complex crystal structure and remain in the molten polymer. Carbon nanotubes (CNTs) are dispersed between the stereo crystals to increase connectivity along crystal boundaries. In other words, by improving the electrical conductivity of carbon nanotubes by lowering the percolation threshold of carbon nanotubes by using a stereo complex crystal structure.

아울러 본 발명에서는 마스터 배치를 이용하여 복합재료를 제조할 수 있으며, 일 예로 L-폴리락트산에 CNT를 포함하는 마스터 배치를 제조하고 L-폴리락트산 양을 고려하여 D-폴리락트산을 95:5 ~ 70:30 중량 비율로 혼합하여 복합재료를 제조할 수 있다.In the present invention, a composite material can be prepared by using a master batch. For example, a master batch containing CNT in L-polylactic acid is prepared, D-polylactic acid is mixed in a ratio of 95: 70:30 weight ratio to prepare a composite material.

한편 상기 탄소나노튜브는 복합재료 전체 중량 대비 0.1 ~ 1 중량%을 포함하는 것이 바람직하다. 즉 본 발명에 따른 복합재료는 탄소소나튜브의 함량이 1 중량% 초과하여 사용하지 않아도 우수한 전기전도도를 나타내기에, 상기 범위 내에서 사용하더라도 원하는 전기전도도 물성에 도달할 수 있다.The carbon nanotubes may include 0.1 to 1% by weight based on the total weight of the composite material. That is, the composite material according to the present invention exhibits excellent electrical conductivity even when the content of the carbon nanotubes is not more than 1% by weight, so that the desired electrical conductivity properties can be attained even when used within the above range.

또한 본 발명에 따른 복합재료는 충격보강제를 10 ~ 30 중량%을 더 포함할 수 있으며, 상기 충격보강제는 아크릴레이트 코폴리머 또는 에틸렌 코폴리머를 사용할 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이때 충격보강제가 10 중량% 미만인 경우 폴리유산의 충격보강효과에 한계가 있고, 30 중량% 초과인 경우 전도성 저하와 구조재료로써 내열성이 떨어지는 한계가 있기에 상기 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.The composite material according to the present invention may further comprise 10 to 30% by weight of an impact modifier, and the impact modifier may be an acrylate copolymer or an ethylene copolymer, but is not limited thereto. If the impact modifier is less than 10% by weight, impact resistance of the poly (lactic acid) is limited. When the impact modifier is used in an amount exceeding 30% by weight, it is preferable that the impact modifier is used within the above range.

또한 본 발명에 따른 복합재료는 핵제 0.1 ~ 1 중량%을 더 포함할 수 있으며, 이는 스테레오 콤플렉스 결정 외 호모 결정을 유도하기 위한 용도로 사용되며, 대표적으로 탈크가 있으나, 반드시 이에 제한 되는 것은 아니다. 이때 핵제를 0.1 중량% 초과하여 사용하는 경우 더 이상 핵제의 효과에 의한 결정화 상승이 없기에 효율성을 고려하여 상기 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.Further, the composite material according to the present invention may further contain 0.1 to 1% by weight of a nucleating agent, which is used for inducing a homocysteine crystal outside the stereocomplex, and there is typically, but not always, a talc. In this case, when the amount of the nucleating agent is more than 0.1 wt%, the crystallization does not increase due to the effect of the nucleating agent.

본 발명에 따른 탄소나노튜브-스테레오 콤플렉스 폴리락트산 복합재료는 소량의 탄소나노튜브를 포함하더라도 전기전도성이 우수하여, 종래의 전기전도도확보를 위하여 고함량으로 첨가되어 왔던 탄소나노튜브의 응집으로 인한 물리적인 결함을 개선하여, 제품의 물성적 특성의 불균일성을 개선하고 제품의 신뢰성을 높일 수 있다.
The carbon nanotube-stereo complex polylactic acid composite according to the present invention is excellent in electrical conductivity even when a small amount of carbon nanotubes are included, and has high physical properties due to agglomeration of carbon nanotubes It is possible to improve defects such as defects in the physical properties of the product, thereby improving the reliability of the product.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, these examples are for illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

실시예Example

L-폴리락트산에 탄소나노튜브(MWCNT)를 고함량을 넣어 폐순환 믹싱 (인터널 믹서 또는 폐순환 압출)을 통해 탄소나노튜브가 분산된 마스터배치를 만들었다. 마스터 배치에 포함된 L-폴리락트산 양을 고려하여 L-폴리락트산과 D-폴리락트산을 7:3의 비율로 180 ~ 200℃ 온도 범위에서 압출 공정을 통해 스테레오 콤플렉스 결정구조 함유율 42%인 복합체를 생성하였다. 따라서 상기 방법으로 0.5 중량%의 탄소나노튜브가 포함된 탄소나노튜브- 스테레오 콤플렉스 폴리락트산 복합재료를 제조하였다.
A masterbatch with carbon nanotubes dispersed in a closed loop mixer (internal mixer or pulmonary extrusion) was prepared by adding a high content of carbon nanotubes (MWCNT) to L-polylactic acid. In consideration of the amount of L-polylactic acid contained in the master batch, a composite having a stereo complex crystal structure content of 42% is extruded at a temperature range of 180 to 200 ° C in a ratio of 7: 3 of L-polylactic acid and D-polylactic acid Respectively. Thus, a carbon nanotube-stereo complex polylactic acid composite material containing 0.5 wt% of the carbon nanotubes was prepared by the above method.

비교예Comparative Example 1 One

L-폴리락트산에 탄소나노튜브(MWCNT)를 0.5 중량%을 넣고 혼합하여 실시예와 동일한 방법으로 압출 공정을 거쳐 탄소나노튜트- L-폴리락트산 복합재료를 제조하였다.
L-polylactic acid was mixed with 0.5 wt% of carbon nanotubes (MWCNT), and the resulting mixture was extruded in the same manner as in Example to prepare a carbon nanotart-L-polylactic acid composite material.

비교예Comparative Example 2 2

탄소나노튜브의 첨가 없이 L-폴리락트산만을 사용하여 실시예와 동일한 방법으로 제조하였다.
Polylactic acid was used in the same manner as in Example except for the addition of carbon nanotubes.

비교예Comparative Example 3 3

탄소나노튜브의 첨가 없이 D-폴리락트산만을 사용하여 실시예와 동일한 방법으로 제조하였다.
Polylactic acid alone without the addition of carbon nanotubes.

비교예Comparative Example 4 4

L-폴리락트산에 탄소나노튜브(MWCNT)를 고함량을 넣어 폐순환 믹싱 (인터널 믹서 또는 폐순환 압출)을 통해 탄소나노튜브가 분산된 마스터배치를 만들었다. 마스터 배치에 포함된 L-폴리락트산 양을 고려하여 L-폴리락트산과 D-폴리락트산을 5:5의 비율로 240 ~ 260℃ 온도 범위에서 압출 공정을 통해 스테레오 콤플렉스 결정구조 함유율 100%인 복합체를 생성하였다. 따라서 상기 방법으로 0.5 중량%의 탄소나노튜브가 포함된 탄소나노튜브- 스테레오 콤플렉스 폴리락트산 복합재료를 제조하였다.
A masterbatch with carbon nanotubes dispersed in a closed loop mixer (internal mixer or pulmonary extrusion) was prepared by adding a high content of carbon nanotubes (MWCNT) to L-polylactic acid. In consideration of the amount of L-polylactic acid contained in the master batch, a composite having a stereocomplex crystal structure content of 100% is extruded at a temperature of 240 to 260 ° C at a ratio of L-polylactic acid and D-polylactic acid at a ratio of 5: Respectively. Thus, a carbon nanotube-stereo complex polylactic acid composite material containing 0.5 wt% of the carbon nanotubes was prepared by the above method.

비교예Comparative Example 5 5

L-폴리락트산에 다중벽 탄소나노튜브(MWNT)를 2.0 중량% 혼합하여 실시예와 동일한 방법으로 탄소나노튜트- L-폴리락트산 복합재료를 제조하였다.
L-polylactic acid was mixed with 2.0 wt% of multi-walled carbon nanotubes (MWNT) to prepare a carbon nanotart-L-polylactic acid composite material in the same manner as in Example.

실험예Experimental Example

상기 실시예 및 비교예 1 ~ 5의 복합재료를 이용하여 만든 시험편의 부피저항 값을 고저항측정기를 이용하여 측정하고 저항과 시편 크기(지름 7cm, 두께 1mm의 시편) 계산하였다. 전기전도도를 측정하여 측정 결과를 하기 표 1에 나타내었다. The volume resistivity of the test specimens prepared using the composite materials of Examples and Comparative Examples 1 to 5 was measured using a high resistance meter and the resistance and the specimen size (7 cm in diameter and 1 mm in thickness) were calculated. The electrical conductivity was measured and the measurement results are shown in Table 1 below.

구분division 전기전도도(S/cm)Electrical Conductivity (S / cm) 실시예 1Example 1 1.4x10-8 1.4x10 -8 비교예 1Comparative Example 1 2.0X10-16 2.0X10 -16 비교예 2Comparative Example 2 5.0-17 5.0 -17 비교예 3 Comparative Example 3 5.0-17 5.0 -17 비교예 4Comparative Example 4 5.0 X 10-16 5.0 X 10 -16 비교예 5Comparative Example 5 10-8 이하10 -8 or less

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, L-폴리락트산, D-폴리락트산을 각각 이용하여 복합재료를 만드는 경우 L-폴리락트산, D-폴리락트산이 탄소나노튜브의 전기전도도의 물성 향상에 크게 기여하지 못함을 확인할 수 있었다. As shown in Table 1, when L-polylactic acid and D-polylactic acid are used to form a composite material, L-polylactic acid and D-polylactic acid do not significantly contribute to improvement of electrical conductivity properties of carbon nanotubes .

다시 말해 본 발명에 따른 복합재료는 스테레오 콤플렉스 폴리락트산이 형성된 메트릭스 내에 탄소나노튜브를 소정량 혼합한 것으로써, 상기 스테레오 콤플렉스의 결정 구조 함유율이 45% 이하로 형성되어 있는 것을 사용하는 경우, 함께 혼합된 탄소나노튜브의 연결성(conectivity)을 높여 전도성을 유의적으로 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있다.In other words, when the composite material according to the present invention is formed by mixing a predetermined amount of carbon nanotubes in a matrix in which a stereo complex polylactic acid is formed and the content of the crystal structure of the stereo complex is 45% or less, It can be confirmed that the conductivity can be significantly improved by increasing the conectivity of the carbon nanotubes.

Claims (7)

L-폴리락트산과 D-폴리락트산을 95:5 ~ 70:30 중량 비율로 혼합하여 결정을 형성시켜 수득된 것으로, 폴리락트산 스테레오 컴플렉스 결정의 함유율이 5 ~ 45 중량%인 스테레오 콤플렉스 폴리락트산; 및
탄소나노튜브;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브-스테레오 콤플렉스 폴리락트산 복합재료.
A stereo complex polylactic acid obtained by mixing crystals of L-polylactic acid and D-polylactic acid at a weight ratio of 95: 5 to 70:30, wherein the content of the polylactic acid stereo-complex crystal is 5 to 45% by weight; And
Carbon nanotubes;
Wherein the carbon nanotube-stereocomplex polylactic acid composite material is a polylactic acid.
삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 L-폴리락트산 또는 D-폴리락트산은 중량평균분자량이 30,000 ~ 300,000인 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브-스테레오 콤플렉스 폴리락트산 복합재료.
The carbon nanotube-stereocomplex polylactic acid composite material according to claim 1, wherein the L-polylactic acid or D-polylactic acid has a weight average molecular weight of 30,000 to 300,000.
제 1 항에 있어서, 상기 탄소나노튜브는 복합재료 전체 중량 대비 0.1 ~ 1 중량%을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브-스테레오 콤플렉스 폴리락트산 복합재료.
The carbon nanotube-stereo complex polylactic acid composite material according to claim 1, wherein the carbon nanotubes comprise 0.1 to 1% by weight based on the total weight of the composite material.
제 1 항에 있어서, 상기 복합재료는 충격보강제 10 ~ 30 중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브-스테레오 콤플렉스 폴리락트산 복합재료.
The carbon nanotube-stereocomplex polylactic acid composite material according to claim 1, wherein the composite material further comprises 10 to 30% by weight of an impact modifier.
제 1 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 복합재료는 핵제 0.1 ~ 1 중량%을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브-스테레오 콤플렉스 폴리락트산 복합재료.
The carbon nanotube-stereocomplex polylactic acid composite material according to claim 1 or 5, wherein the composite material further comprises 0.1 to 1 wt% of a nucleating agent.
제 1 항 및 제 3 항 내지 제 5 항 중에서 선택된 어느 한 항의 복합재료를 180 ~ 200℃ 온도 조건에서 압출하여 성형하는 방법.A method of extruding a composite material according to any one of claims 1 to 5 at a temperature of 180 to 200 占 폚.
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