KR20100046557A - The multi-walled carbon nanotube/cellulose composites and their manufacturing method - Google Patents

The multi-walled carbon nanotube/cellulose composites and their manufacturing method

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KR20100046557A
KR20100046557A KR1020080105440A KR20080105440A KR20100046557A KR 20100046557 A KR20100046557 A KR 20100046557A KR 1020080105440 A KR1020080105440 A KR 1020080105440A KR 20080105440 A KR20080105440 A KR 20080105440A KR 20100046557 A KR20100046557 A KR 20100046557A
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Abstract

PURPOSE: A multi-walled carbon nano tube/cellulose composite and a manufacturing method thereof are provided to uniformly disperse and combine a multi-walled carbon nano tube with cellulose for improving conductivity, tensile strength and others. CONSTITUTION: A multi-walled carbon nano tube/cellulose composite contains 0.01~70wt% of multi-walled carbon nano tube and cellulose. A manufacturing method of the multi-walled carbon nano tube/cellulose composite comprises the following steps: preparing the multi-walled carbon nano tube; obtaining a mixed solution containing N-methylmorpholine-N-oxide solution and the multi-walled carbon nano tube; sonicating the mixed solution; and mixing the cellulose with the mixed solution.

Description

다중벽 카본나노튜브/셀룰로오스의 복합체 및 그 제조방법 {THE MULTI-WALLED CARBON NANOTUBE/CELLULOSE COMPOSITES AND THEIR MANUFACTURING METHOD}Composite of multi-walled carbon nanotubes / cellulose and its manufacturing method {THE MULTI-WALLED CARBON NANOTUBE / CELLULOSE COMPOSITES AND THEIR MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 다중벽 카본나노튜브/셀룰로오스의 복합체 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 N-메틸모폴린-N-옥사이드(NMMO)를 분산 용매로 사용하여 셀룰로오스에 다중벽 카본나노튜브를 균일하게 분산, 복합시킴으로써 기계적, 열적 및 전기적 물성 등을 향상시킨 다중벽 카본나노튜브/셀룰로오스의 복합체 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a composite of multi-walled carbon nanotubes / cellulose and a method of manufacturing the same, and more particularly, multi-walled carbon nanotubes in cellulose using N-methyl morpholine-N-oxide (NMMO) as a dispersion solvent The present invention relates to a composite of multi-walled carbon nanotubes / cellulose having improved mechanical, thermal and electrical properties by uniformly dispersing and compounding the same, and a method of manufacturing the same.

일반적으로, 섬유는 석유계 폴리머(polymer)로부터 생산되어 왔다. 그러나 석유계 섬유(합성 섬유)는 심각한 환경문제를 일으킨다. 또한, 합성 섬유를 대체하기 위해 셀룰로오스(cellulose)계 레이온(rayon)이 개발되었다. 그러나 레이온 섬유 제조 공정은 매우 독한 화학물질이 사용되어, 이 또한 환경적인 문제와 함께 인체에 유해한 문제점을 갖는다. 이에 따라, 근래에는 생분해성이면서 환경 친화적인 소재가 개발되어 실용화되고 있다. 대표적인 것이 천연섬유인 라이오셀 섬 유(셀룰로오스 섬유)이다. In general, fibers have been produced from petroleum based polymers. However, petroleum fiber (synthetic fiber) causes serious environmental problems. In addition, cellulose-based rayon has been developed to replace synthetic fibers. However, the rayon fiber manufacturing process uses very harsh chemicals, which are also harmful to the human body as well as environmental problems. Accordingly, in recent years, biodegradable and environmentally friendly materials have been developed and put into practical use. Representative is lyocell fiber (cellulose fiber) which is a natural fiber.

셀룰로오스는 다른 물질과의 친화력이 매우 높으나 분자 사슬 또는 사슬내의 강한 수소결합으로 만들어지는 결정구조로 인하여 일반적인 용제로 용해가 어렵다. 셀룰로오스의 구조를 파괴하여 용액으로 제조할 수 있는 용제 가운데 널리 사용되고 있는 것은 N-메틸모폴린-N-옥사이드(N-methylmorpholine-N-oxide ; 이하, "NMMO"라 한다)이다. 이러한 NMMO를 이용하여 셀룰로오스를 녹이는 공정을 통상 "라이오셀(Lyocell)"공정이라고 한다. NMMO 용매를 이용한 라이오셀 섬유(셀룰로오스 섬유)의 제조공정은 용매의 전량회수와 재사용에 따른 무공해 공정이면서 인체에 무해한 공정이라는 장점을 갖는다. 라이오셀 섬유는 유리섬유, 탄소섬유 등에 비해 가격이 저렴하고 밀도가 낮으며 생분해성이 좋고 비강성(specific properties) 등이 우수한 특성을 가지고 있다. 또한, 라이오셀 섬유는 레이온 공정에 비해 공정이 간단하고 친환경 공법으로 제조되며 내열성과 형태 안정성이 우수한 특징이 있다. Cellulose has a very high affinity with other materials, but due to the crystal structure made of strong hydrogen bonds in the molecular chain or chains, it is difficult to dissolve it as a general solvent. N-methylmorpholine-N-oxide (hereinafter referred to as "NMMO") is widely used among solvents that can break down the structure of cellulose and make it into a solution. The process of melting cellulose using such NMMO is commonly referred to as a "Lyocell" process. The manufacturing process of lyocell fiber (cellulose fiber) using NMMO solvent has the advantage of being harmless to the human body while being pollution-free according to the recovery and reuse of the whole amount of the solvent. The lyocell fiber has characteristics such as low cost, low density, biodegradability, and specific properties compared to glass fiber and carbon fiber. In addition, the lyocell fibers have a simpler process compared to the rayon process, are manufactured by an environmentally friendly method, and have excellent heat resistance and form stability.

현재, 위와 같은 라이오셀 공정을 이용한 셀룰로오스 응용 기술이 많이 제시되고 있다. 예를 들어, 미국특허 제4,142,913호 및 제4,144,080호는 NMMO 수화물에 팽윤 분산된 셀룰로오스를 감압 증류하여 셀룰로오스가 용해된 용액을 얻고, 이를 냉각하여 고체상(precursor)을 제조(일종의 칩화)한 후, 압출기에서 용해하여 셀룰로오스 용액을 제조하는 방법이 제시되어 있다. 미국특허 제5,584,919호는 수분함량 5 내지 17%의 고체상 NMMO를 제조한 후, 분말 셀룰로오스와 수평 실린더형 고속 믹서에서 교반하여 그래뉼(granule)상의 프리커서를 만든 다음 압출기에서 용 해하는 방법을 개시하였다. 또한, 미국특허 제5,948,905에는 수분함량이 약23%인 NMMO수화물과 셀룰로오스 혼합물내의 물을 증발시켜 셀룰로오스 용액을 제조하기 위해 혼합물을 직경 1.5내지 6.0mm로 구성된 노즐을 통과시키면서 순간적으로 진공 증발시키는 방법이 제시되어 있다. Currently, many cellulose application technologies using the lyocell process as described above have been proposed. For example, U.S. Patent Nos. 4,142,913 and 4,144,080 disclose distillation under reduced pressure of cellulose swelling dispersed in NMMO hydrate to obtain a solution in which cellulose is dissolved, which is cooled to prepare a solid phase (a kind of chipping), and then to an extruder. A method for preparing a cellulose solution by dissolving at is provided. U. S. Patent No. 5,584, 919 discloses a process for preparing solid NMMO with a water content of 5 to 17%, stirring in powdered cellulose and a horizontal cylindrical high speed mixer to make a granule precursor and then dissolving it in an extruder. In addition, U.S. Patent No. 5,948,905 discloses a method of instantaneous vacuum evaporation while passing a nozzle of 1.5 to 6.0 mm in diameter to produce a cellulose solution by evaporating water in a cellulose mixture with NMMO hydrate having a water content of about 23%. Presented.

또한, 대한민국 공개특허 10-2002-0024689호에는 냉각 공기를 이용하여 과냉각된 액상 NMMO 수화물 용매를 사용하여 셀룰로오스 펄프분말이 팽윤된 혼합체를 만들고, 이를 용해시켜 고균질의 셀룰로오스 용액을 제조하는 방법을 제시하고 있다. 그리고 대한민국 등록특허 제0575377호에는 셀룰로오스 섬유를 제조하는 방법으로서, 액상 농축 NMMO에 셀룰로오스 분말을 용해시켜 NMMO 용액을 제조하고, 상기 NMMO 용액에 이산화규소를 분산시켜 NMMO 첨가제용액을 제조한 다음, 상기 NMMO 첨가제용액과 셀룰로오스 분말을 혼합, 팽윤 및 용해시켜 적정 점도를 가지는 셀룰로오스 용액을 제조하고, 상기 셀룰로오스 용액을 오리피스 개수가 500 ~ 2,000인 방사노즐을 통해 압출 방사한 후, 공기층을 통과하여 응고욕에 도달하도록 한 다음, 이를 응고시켜 멀티필라멘트를 얻고, 이후 상기 수득된 멀티필라멘트를 수세, 건조 및 유제 처리하여 권취하는 셀룰로오스 섬유의 제조방법이 제시되어 있다. In addition, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2002-0024689 discloses a method in which a cellulose pulp powder is swelled using a liquid NMMO hydrate solvent supercooled using cooling air, and then dissolved to prepare a highly homogeneous cellulose solution. Doing. And the Republic of Korea Patent No. 0755377 is a method for producing cellulose fibers, by dissolving cellulose powder in liquid concentrated NMMO to prepare an NMMO solution, by dispersing silicon dioxide in the NMMO solution to prepare an NMMO additive solution, the NMMO After mixing, swelling and dissolving the additive solution and the cellulose powder, a cellulose solution having an appropriate viscosity is prepared, and the cellulose solution is extruded through a spinning nozzle having an orifice number of 500 to 2,000, and then passed through an air layer to reach a coagulation bath. Then, it is solidified to obtain a multifilament, and thereafter, a method for producing a cellulose fiber is shown in which the obtained multifilament is wound by washing, drying and emulsion treatment.

그러나 상기 선행 특허문헌을 포함한 종래 기술에 따른 라이오셀 제품, 즉 셀룰로오스와 NMMO의 혼합용액으로부터 제조된 제품(섬유나 필름)은 인성(tensile strain, tensile stress) 등의 기계적 물성이 열적 안정성 등이 떨어지는 문제점이 있다. 또한, 전기적 특성을 갖지 못하여 그 응용 범위가 제한적인 문제점이 지적된다. However, the lyocell product according to the prior art including the prior patent document, that is, a product (fiber or film) manufactured from a mixed solution of cellulose and NMMO, is inferior in thermal stability to mechanical properties such as tensile strain and tensile stress. There is a problem. In addition, there is a problem that does not have the electrical characteristics and its application range is limited.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 라이오셀(셀룰로오스와 NMMO의 혼합용액)에 다중벽 카본나노튜브를 균일하게 분산, 복합시킴으로써 기계적, 열적 및 전기적 물성 등을 향상시킨 다중벽 카본나노튜브/셀룰로오스의 복합체 및 그 제조방법을 제공하는 데에 목적이 있다. The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, by uniformly dispersing and compounding multi-walled carbon nanotubes in lyocells (a mixed solution of cellulose and NMMO) to improve the mechanical, thermal and electrical properties An object of the present invention is to provide a composite of multi-walled carbon nanotubes / cellulose and a method of manufacturing the same.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, The present invention to achieve the above object,

다중벽 카본나노튜브; 및 셀룰로오스를 포함하는 다중벽 카본나노튜브/셀룰로오스 복합체를 제공한다. Multi-walled carbon nanotubes; And it provides a multi-walled carbon nanotube / cellulose composite containing cellulose.

이때, 상기 다중벽 카본나노튜브는, 다중벽 카본나노튜브와 셀룰로오스의 혼합 중량 기준으로 0.01 ~ 70.0중량%로 포함될 수 있다. 상기 다중벽 카본나노튜브는, 바람직하게는 다중벽 카본나노튜브와 셀룰로오스의 혼합 중량 기준으로 0.1 ~ 70.0중량%로 포함된 것이 좋고, 더욱 바람직하게는 0.1 ~ 12.0중량%로 포함된 것이 좋으며, 더욱 더 바람직하게는 0.2 ~ 5.0중량%로 포함된 것이 좋다. In this case, the multi-walled carbon nanotubes may be included in an amount of 0.01 to 70.0% by weight based on the mixed weight of the multi-walled carbon nanotubes and cellulose. The multi-walled carbon nanotubes, preferably contained in 0.1 to 70.0% by weight based on the mixed weight of the multi-walled carbon nanotubes and cellulose, more preferably contained in 0.1 to 12.0% by weight, more More preferably included 0.2 to 5.0% by weight.

또한, 본 발명은, In addition, the present invention,

다중벽 카본나노튜브를 준비하는 단계;Preparing a multi-walled carbon nanotube;

N-메틸모폴린-N-옥사이드(NMMO) 용액과 상기 다중벽 카본나노튜브를 포함하는 혼합용액을 얻는 단계;Obtaining a mixed solution containing an N-methylmorpholine-N-oxide (NMMO) solution and the multi-walled carbon nanotubes;

상기 혼합용액을 초음파 분쇄하는 단계; 및Ultrasonically grinding the mixed solution; And

상기 초음파 분쇄한 혼합용액에 셀룰로오스를 혼합하는 단계를 포함하는 다중벽 카본나노튜브/셀룰로오스 복합체의 제조방법을 제공한다. It provides a method for producing a multi-walled carbon nanotube / cellulose composite comprising the step of mixing cellulose in the ultrasonically pulverized mixed solution.

이에 더하여, 본 발명은,In addition, the present invention,

다중벽 카본나노튜브를 준비하는 단계;Preparing a multi-walled carbon nanotube;

N-메틸모폴린-N-옥사이드(NMMO) 용액, 상기 다중벽 카본나노튜브 및 셀룰로오스를 혼합하는 단계; 및 Mixing an N-methylmorpholine-N-oxide (NMMO) solution, the multi-walled carbon nanotubes and cellulose; And

상기 혼합용액을 초음파 분쇄하는 단계를 포함하는 다중벽 카본나노튜브/셀룰로오스 복합체의 제조방법을 제공한다. It provides a method for producing a multi-walled carbon nanotube / cellulose composite comprising the step of ultrasonic grinding the mixed solution.

바람직한 구현예에 따라서, 본 발명에 따른 복합체의 제조방법은 준비된 다중벽 카본나노튜브의 표면을 개질하는 단계를 더 포함하는 것이 좋다. 보다 바람직하게는, 준비된 다중벽 카본나노튜브에 관능기가 도입되거나 극성의 화합물이 코팅되도록 하는 방법으로 다중벽 카본나노튜브의 표면을 개질한 다음, N-메틸모폴린-N-옥사이드(NMMO) 용액(및 셀룰로오스)과 혼합하는 것이 좋다. According to a preferred embodiment, the method for producing a composite according to the present invention may further comprise the step of modifying the surface of the prepared multi-walled carbon nanotubes. More preferably, the surface of the multi-walled carbon nanotubes are modified by introducing functional groups or coating polar compounds on the prepared multi-walled carbon nanotubes, and then, N-methylmorpholine-N-oxide (NMMO) solution. It is good to mix with (and cellulose).

이때, 상기 다중벽 카본나노튜브의 표면을 개질하는 단계는, 바람직하게는 하기의 (1) 내지 (7) 공정 중에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 공정을 포함할 수 있다. At this time, the step of modifying the surface of the multi-walled carbon nanotubes, may preferably include one or two or more processes selected from the following (1) to (7) process.

(1) 다중벽 카본나노튜브에 산처리(acid-treatment)하는 공정(1) Acid-treatment of Multi-Walled Carbon Nanotubes

(2) 다중벽 카본나노튜브에 초음파(Ultra-sonic)를 조사하는 공정(2) Ultrasonic irradiation process on multi-walled carbon nanotubes

(3) 다중벽 카본나노튜브에 마이크로파(Micro-wave)를 조사하는 공정(3) Process of irradiating microwaves to multi-walled carbon nanotubes

(4) 다중벽 카본나노튜브에 방사선(Radiation)을 조사하는 공정(4) A process of irradiating radiation on multi-walled carbon nanotubes

(5) 다중벽 카본나노튜브를 코로나 방전(Corona discharge) 처리하는 공정(5) Corona discharge treatment of multi-walled carbon nanotubes

(6) 다중벽 카본나노튜브에 이온 빔(Ion beam)을 조사하는 공정(6) A step of irradiating ion beams to multi-walled carbon nanotubes

(7) 다중벽 카본나노튜브의 표면에 극성의 화합물을 코팅하는 공정(7) coating polar compound on the surface of multi-walled carbon nanotubes

본 발명에 따르면, 셀룰로오스에 다중벽 카본나노튜브가 균일하게 분산, 복합되어, 기계적 물성(인장강도, 파괴강도 등), 열적 물성(열분해 온도) 및 전기적 물성(전기전도도 등) 등이 향상되는 효과를 갖는다. According to the present invention, the multi-walled carbon nanotubes are uniformly dispersed and compounded in cellulose, thereby improving mechanical properties (tensile strength, fracture strength, etc.), thermal properties (pyrolysis temperature) and electrical properties (electric conductivity, etc.). Has

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명에 따른 카본나노튜브/셀룰로오스 복합체(이하, "복합체"로 약칭한다)는 다중벽 카본나노튜브(MWNT ; Multi-walled carbon nanotube(CNT), 2중 또는 3중 이상의 벽을 가진 CNT); 및 셀룰로오스를 포함한다. 구체적으로, 본 발명에 따른 복합체는 N-메틸모폴린-N-옥사이드(이하, "NMMO"라 함)를 분산 용매로 하여 셀룰로오스와 다중벽 카본나노튜브가 균일하게 분산, 복합된 나노 복합체로서, 고점도의 진액(dope)의 성상을 갖거나, 용매(NMMO)의 제거를 통해 고형상(분말 상 등)의 성상을 가질 수 있다. Carbon nanotube / cellulose composite according to the present invention (hereinafter abbreviated as "composite") is a multi-walled carbon nanotube (MWNT; CNT having a double or triple wall or more; And cellulose. Specifically, the composite according to the present invention is a nanocomposite, in which cellulose and multi-walled carbon nanotubes are uniformly dispersed and complexed using N-methylmorpholine-N-oxide (hereinafter referred to as "NMMO") as a dispersion solvent, It may have a high viscosity dope, or may have a solid state (powder phase, etc.) by removing the solvent (NMMO).

이때, 상기 다중벽 카본나노튜브는 전처리 과정(표면 개질)을 거쳐 표면에 관능기(functional group)가 도입(활성)되거나 극성(polar)의 화합물이 코팅된 것이 바람직하다. 이러한 관능기 및/또는 극성 화합물의 도입(코팅)에 의해 셀룰로오스와의 결합력(수소결합 등에 의한 결합) 및 분산성 등이 향상되어 보다 양호하게 복합된다. In this case, the multi-walled carbon nanotubes are preferably a functional group introduced (active) or a polar compound coated on the surface through a pretreatment process (surface modification). The introduction (coating) of such functional groups and / or polar compounds improves the bonding strength (bonding by hydrogen bonding or the like), dispersibility, and the like with cellulose, and more preferably combines them.

상기 NMMO는 셀룰로오스의 용매로 작용함은 물론 다중벽 카본나노튜브의 분산제로서 작용한다. 상기 NMMO는 특별히 한정하는 것은 아니지만, 예를 들어 3차 아민 N-methylmorpholine과 과산화수소(H2O2)의 산화를 통하여 합성된 수화물이 사용될 수 있다.(3차 아민 N-methylmorpholine + H2O2/C02 --> N-methylmorpholine-N-oxide + H2O ; NMMO 단수화물 합성) 이때, 합성 과정에서 하나의 물 분자와 NMMO의 수화는 단수화물 NMMO를 만든다. NMMO는 4.38mD의 쌍극자 모멘트 (dipole moment)와 높은 N-O 극성 그룹을 가지고 있다. 이때, 상기 다중벽 카본나노튜브는 전처리(표면 개질)에 의해 하이드록실 그룹과 카르복실산 그룹의 관능기가 도입되어, NMMO의 N-O그룹과 수소결합을 할 수 있다. 즉, NMMO의 N-O 높은 극성 그룹에서 O 는 다중벽 카본나노튜브에 도입된 하이드록실 그룹이나 카르복실산 그룹에서 하나 내지 두개의 수소결합을 할 수 있다. 이러한 수소결합에 의해 다중벽 카본나노튜브는 NMMO 속에서 셀룰로오스와 분산, 복합된다. The NMMO acts as a solvent of cellulose as well as a dispersant of multi-walled carbon nanotubes. The NMMO is not particularly limited, but, for example, a hydrate synthesized through oxidation of tertiary amine N-methylmorpholine and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) may be used. (Tertiary amine N-methylmorpholine + H 2 O 2 / C0 2- > N-methylmorpholine-N-oxide + H 2 O; NMMO monohydrate synthesis) At this time, the hydration of one water molecule and NMMO in the synthesis process produces monohydrate NMMO. NMMO has a 4.38mD dipole moment and a high NO polar group. At this time, the multi-walled carbon nanotubes are introduced with functional groups of the hydroxyl group and the carboxylic acid group by pretreatment (surface modification), thereby allowing hydrogen bonding with the NO group of the NMMO. That is, O in the NO high polar group of the NMMO may be one or two hydrogen bonds in the hydroxyl group or carboxylic acid group introduced into the multi-walled carbon nanotubes. By such hydrogen bonding, multi-walled carbon nanotubes are dispersed and complexed with cellulose in NMMO.

또한, 상기 다중벽 카본나노튜브는 NMMO 용액에 혼합된 후, 초음파 분쇄된다. 이러한 초음파 분쇄에 의해 다중벽 카본나노튜브는 균일한 분산성이 도모된다. In addition, the multi-walled carbon nanotubes are mixed with NMMO solution, and then ultrasonically pulverized. By such ultrasonic pulverization, the multi-walled carbon nanotubes can achieve uniform dispersibility.

본 발명에 따르면, 위와 같은 다중벽 카본나노튜브의 복합에 의해 기계적 물성(인장강도, 파괴강도 등), 열적 물성(열분해 온도) 및 전기적 물성(전기전도도 등) 등이 향상된다. 다중벽 카본나노튜브는 소량 첨가되어도 우수한 물성을 갖게 한다. 그러나 다중벽 카본나노튜브가 너무 많이 첨가되면 투명도가 떨어지고 균일한 분산이 어렵다. According to the present invention, the mechanical properties (tensile strength, fracture strength, etc.), thermal properties (pyrolysis temperature) and electrical properties (electric conductivity, etc.) are improved by the composite of the multi-walled carbon nanotubes as described above. Multi-walled carbon nanotubes have excellent physical properties even in small amounts. However, when too much multi-walled carbon nanotubes are added, transparency is poor and uniform dispersion is difficult.

한편, 본 발명에 따른 복합체의 제조방법은, 본 발명의 제1형태에 따라서 아래의 (a)단계 내지 (d)단계를 포함한다. On the other hand, the method for producing a composite according to the present invention includes the following steps (a) to (d) according to the first aspect of the present invention.

(a) 다중벽 카본나노튜브를 준비하는 단계;(a) preparing a multi-walled carbon nanotube;

(b) NMMO 용액과, 상기 (a)단계에서 준비된 다중벽 카본나노튜브를 포함하는 혼합용액을 얻는 단계;(b) obtaining a mixed solution comprising an NMMO solution and the multi-walled carbon nanotubes prepared in step (a);

(c) 상기 (b)단계에서 얻어진 혼합용액을 초음파 분쇄하는 단계; 및(c) ultrasonic grinding the mixed solution obtained in step (b); And

(d) 상기 (c)단계를 통해서 초음파 분쇄한 혼합용액에 셀룰로오스를 혼합하는 단계: (d) mixing cellulose with the ultrasonically pulverized mixed solution through step (c):

이때, 상기 (d)단계에서 셀룰로오스를 혼합하여 얻은 용액을 초음파 분쇄(재차 초음파 분쇄)하는 단계를 더 포함하는 것이 좋다. At this time, it is preferable to further include the step of ultrasonic grinding (again ultrasonic grinding) of the solution obtained by mixing the cellulose in the step (d).

또한, 원료를 혼합함에 있어서, NMMO 용액, 다중벽 카본나노튜브 및 셀룰로오스를 한 공정에서 혼합할 수 있다. 구체적으로, 복합체는 본 발명의 제2형태에 따라서 아래의 (ⅰ)단계 내지 (ⅲ)단계를 포함하여 제조될 수 있다. In addition, in mixing the raw materials, NMMO solution, multi-walled carbon nanotubes and cellulose can be mixed in one step. Specifically, the composite may be prepared including the following steps (iii) to (iii) according to the second aspect of the present invention.

(ⅰ) 다중벽 카본나노튜브를 준비하는 단계;(Iii) preparing multi-walled carbon nanotubes;

(ⅱ) N-메틸모폴린-N-옥사이드(NMMO) 용액, 상기 (ⅰ)단계에서 준비된 다중 벽 카본나노튜브 및 셀룰로오스를 혼합하는 단계; 및 (Ii) mixing an N-methylmorpholine-N-oxide (NMMO) solution, the multi-walled carbon nanotubes prepared in step (iii) and cellulose; And

(ⅲ) 상기 (ⅱ)단계에서 얻은 혼합용액을 초음파 분쇄하는 단계:(Iii) ultrasonically grinding the mixed solution obtained in step (ii):

이때, 바람직한 구현예에 따라서, 본 발명에 따른 복합체의 제조방법(상기 제1형태 및 제2형태)은 다중벽 카본나노튜브의 표면을 개질하는 단계를 더 포함하는 것이 좋다. 구체적으로, 상기 (a) 및 (ⅰ) 단계에서 준비된 다중벽 카본나노튜브의 표면을 개질(전처리)한 다음, 혼합(NMMO 용액과의 혼합)에 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 표면 개질 단계에 의해 다중벽 카본나노튜브는 분산성이 보다 향상되어 셀룰로오스와 균일하게 복합된다. 상기 표면 개질 단계는 다중벽 카본나노튜브의 분산성을 향상시킬 수 있으면 어떠한 방법도 가능하며, 예를 들어 물리적인 방법, 화학적인 방법 및 이들을 병행하여 실시할 수 있다. 바람직하게는 다중벽 카본나노튜브의 표면에 관능기가 도입(활성)되게 하거나 극성의 화합물이 코팅(또는 극성의 도입)되도록 하는 것이면 좋다. At this time, according to a preferred embodiment, the method for producing a composite according to the present invention (the first and second forms) is preferably further comprising the step of modifying the surface of the multi-walled carbon nanotubes. Specifically, it is preferable to modify (pretreat) the surface of the multi-walled carbon nanotubes prepared in steps (a) and (iii) and then use them for mixing (mixing with NMMO solution). By such a surface modification step, the multi-walled carbon nanotubes have more improved dispersibility and are uniformly combined with cellulose. The surface modification step can be any method as long as it can improve the dispersibility of the multi-walled carbon nanotubes, for example, a physical method, a chemical method and can be performed in parallel. Preferably, a functional group may be introduced (active) on the surface of the multi-walled carbon nanotube or a polar compound is coated (or introduced).

전술한 바와 같이, 다중벽 카본나노튜브는 분산성을 위한 표면 개질을 위해, NMMO 용액에 혼합하기 이전에 전처리(표면 개질)를 진행하는 되는데, 이때 상기 전처리(표면 개질)는, 바람직하게는 (1) 다중벽 카본나노튜브를 산처리(acid-treatment)하는 공정; (2) 다중벽 카본나노튜브에 초음파(Ultra-sonic)를 조사하는 공정; (3) 다중벽 카본나노튜브에 마이크로파(Micro-wave)를 조사하는 공정; (4) 다중벽 카본나노튜브에 방사선(Radiation)을 조사하는 공정; (5) 다중벽 카본나노튜브를 코로나 방전(Corona discharge) 처리하는 공정; (6) 다중벽 카본나노튜브에 이온 빔(Ion beam)을 조사하는 공정; 및 (7) 다중벽 카본나노튜브의 표면에 극성의 화합물을 코팅하는 공정 등으로부터 선택된 적어도 하나 이상의 공정을 통해 진행될 수 있다. 전처리(표면 개질)는, 특별히 한정하는 것은 아니지만 상기 (1) 공정 내지 (7) 공정 중에서, 산처리에 의해 수행되는 (1) 공정을 적어도 포함하는 공정으로 진행되는 것이 바람직하다. 구체적으로, 다중벽 카본나노튜브의 표면 개질은 상기 (1) 공정 단독으로 진행하거나, 상기 (1) 공정에 후속하여 (2) ~ (7)공정 중에서 선택된 하나 이상의 공정을 연속하여 진행하는 것이 좋다. 다중벽 카본나노튜브를 산처리한 경우 관능기가 도입됨과 동시에 순도가 높아지는 이점이 있다. As described above, the multi-walled carbon nanotubes undergo a pretreatment (surface modification) prior to mixing in the NMMO solution for surface modification for dispersibility, wherein the pretreatment (surface modification) is preferably ( 1) acid-treatment the multi-walled carbon nanotubes; (2) irradiating ultrasonic (Ultra-sonic) to the multi-walled carbon nanotubes; (3) irradiating microwaves to the multi-walled carbon nanotubes; (4) irradiating radiation to the multi-walled carbon nanotubes; (5) corona discharge treatment of the multi-walled carbon nanotubes; (6) irradiating an ion beam to the multi-walled carbon nanotubes; And (7) coating a polar compound on the surface of the multi-walled carbon nanotube, or the like. Although pretreatment (surface modification) is not specifically limited, It is preferable to advance to the process containing at least the process (1) performed by acid treatment among the said (1) process-(7) process. Specifically, the surface modification of the multi-walled carbon nanotubes may be performed by the step (1) alone, or by continuing one or more steps selected from (2) to (7) following the step (1). . In the case of acid treatment of multi-walled carbon nanotubes, there is an advantage that the purity is increased at the same time the functional group is introduced.

상기 (1) 공정, 즉 산처리는 다중벽 카본나노튜브를 환류기(reflux) 안에서 산(acid) 처리하거나, 또는 다중벽 카본나노튜브를 산 수용액에 담금으로써 처리할 수 있다. 이러한 산처리에 의해, 카본나노튜브는 이의 제조 시에 포함된 금속 촉매가 강산에 의해 제거되어 순도가 높아짐은 물론, 소수성을 가지는 카본나노튜브의 표면에 관능기가 도입되게 한다. 그리고, 이러한 관능기의 도입에 의해 친수성이 되어 NMMO 용액에 용이하게 분산되고, 이와 동시에 셀룰로오스와 수소결합 등을 통해 복합된다. 상기 산처리는, 특별히 한정하는 것은 아니지만 60 내지 200℃의 산으로 처리하는 것이 좋다. 예를 들어, 산 수용액에 카본나노튜브 분말을 적정량 넣고 열을 가하여 60 내지 200℃ 정도의 온도로 유지하여 담금 처리하는 것이 바람직하다. 이때, 산의 온도가 60℃ 미만이면 화학적으로 안정한 카본나노튜브에 관능기 도입(친수성 부여)이 어렵고, 온도가 200℃를 초과하면 산이 폭발적으로 끓어 주위 환경에 영향을 줄 수 있고 사고가 발생할 수 있어 바람직하지 않다. 따라서 산처리는 상기 온도 범위의 산에서 진행하는 것이 바람직하다. 또한, 산처리 시간 은, 특별히 한정하는 것은 아니지만 2시간 이상 처리하는 것이 좋다. 처리 시간이 2시간 미만이면, 탄소나노튜브가 충분한 화학적 변형을 일으키지 않아 관능기 도입이 어려울 수 있다. 이때, 처리 시간을 36시간이 넘게 많이 하더라도 시간 증가에 따른 상승된 효과를 보이기 어렵다. 따라서 산처리는 바람직하게는, 특별히 한정하는 것은 아니지만 2 ~ 36시간 동안 환류(reflux) 또는 담금 방법으로 진행하는 것이 좋다. 아울러, 상기 산처리에 사용되는 산은 무기산 및 유기산을 포함하며, 예를 들어 무기산으로서 황산, 질산, 염산 또는 이들의 혼합을 사용할 수 있다. The step (1), namely, acid treatment, may be performed by treating the multi-walled carbon nanotubes with an acid in a reflux or by dipping the multi-walled carbon nanotubes in an acid aqueous solution. By this acid treatment, the carbon nanotubes remove the metal catalyst contained in the preparation thereof by the strong acid, thereby increasing the purity and introducing functional groups on the surface of the carbon nanotubes having hydrophobicity. The introduction of such functional groups makes it hydrophilic and easily dispersed in the NMMO solution, and at the same time, it is complexed through cellulose and hydrogen bonding. Although the said acid treatment is not specifically limited, It is good to process with 60-200 degreeC acid. For example, an appropriate amount of carbon nanotube powder is added to an aqueous acid solution, and heat is applied to maintain the temperature at a temperature of about 60 to 200 ° C. to immerse the powder. In this case, when the acid temperature is less than 60 ℃, it is difficult to introduce functional groups (improve hydrophilicity) to the chemically stable carbon nanotubes, and when the temperature exceeds 200 ℃, the acid boils explosively and may affect the surrounding environment and an accident may occur. Not desirable Therefore, the acid treatment is preferably carried out in an acid in the above temperature range. In addition, the acid treatment time is not particularly limited, but is preferably treated for 2 hours or more. If the treatment time is less than 2 hours, the carbon nanotubes do not cause sufficient chemical deformation, it may be difficult to introduce the functional group. At this time, even if the processing time is more than 36 hours, it is difficult to show the increased effect of the increase in time. Thus, the acid treatment is preferably, but not particularly limited, proceed by reflux or immersion method for 2 to 36 hours. In addition, the acid used for the acid treatment includes an inorganic acid and an organic acid, for example, sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid or a mixture thereof may be used as the inorganic acid.

또한, 상기 전처리(표면 개질)를 실시함에 있어서, 상기 (2) ~ (6) 공정은 시판되고 있는 각종 기기(초음파 발생장치, 마이크로파 발생장치기 등)를 이용하여 실시할 수 있다. In the pretreatment (surface modification), the steps (2) to (6) can be carried out using various commercially available devices (ultrasound generator, microwave generator, etc.).

아울러, 상기 (7) 공정, 즉 다중벽 카본나노튜브의 표면에 극성의 화합물을 코팅하는 공정은 다중벽 카본나노튜브의 표면에 극성 인자가 코팅되게 하는 것으로서, 이는 예를 들어 극성기를 가지는 계면활성제(surfactant)를 용매에 희석하여 코팅하는 방법으로 진행될 수 있다. 이때 극성효과에 의해 다중벽 카본나노튜브의 분산성이 향상된다. 이러한 공정에 사용될 수 있는 극성의 화합물은, 특별히 한정하는 것은 아니지만 예를 들어 소디움도데실설페이트(SDS ; Sodium dodecyl sulfate), 폴리비닐피롤리돈(PVP ; Polyvinylpyrrolidone), 세틸트리메틸암모늄브로마이드(CTAB ; Cetyltrimethylammonium bromide) 및 소디움카르복시메틸셀룰로오스(Na-CMC ; Sodium carboxymethyl cellulose) 등으로 이루어진 군중에서 선택된 1종 또는 2종 이상이 혼합된 계면활성제를 사용할 수 있다. 이때, 예를 들어 극성 의 화합물로서 소디움도데실설페이트(SDS)를 사용하는 경우, 아래의 반응 메카니즘을 통해 다중벽 카본나노튜브의 표면에 극성 인자가 도입(코팅)된다. 아래의 반응 메카니즘에서 (a)는 코팅전 카본나노튜브의 모식도이고, (b)는 표면에 극성 인자가 도입된 카본나노튜브의 사진이다.In addition, the step (7), that is, the process of coating a polar compound on the surface of the multi-walled carbon nanotubes to be a polar factor is coated on the surface of the multi-walled carbon nanotubes, for example, a surfactant having a polar group It can be proceeded by diluting the surfactant in a solvent and coating it. At this time, the dispersibility of the multi-walled carbon nanotubes is improved by the polarity effect. Polar compounds that can be used in this process include, but are not limited to, for example, sodium dodecyl sulfate (SDS; Sodium dodecyl sulfate), polyvinylpyrrolidone (PVP; Polyvinylpyrrolidone), cetyltrimethylammonium bromide (CTAB; Cetyltrimethylammonium) One or two or more kinds of surfactants selected from the group consisting of bromide) and sodium carboxymethyl cellulose (Na-CMC) may be used. At this time, for example, when sodium dodecyl sulfate (SDS) is used as a polar compound, a polarity factor is introduced (coated) on the surface of the multi-walled carbon nanotubes through the following reaction mechanism. In the following reaction mechanism, (a) is a schematic diagram of carbon nanotubes before coating, and (b) is a photograph of carbon nanotubes having a polarity factor introduced on the surface thereof.

[반응 메카니즘) Reaction Mechanism

Figure 112008074487406-PAT00001
Figure 112008074487406-PAT00001

한편, 상기 초음파 분쇄는 다중벽 카본나노튜브 및 셀룰로오스가 NMMO 용액 내에 균일한 분산되도록 하기 위한 것으로, 이러한 상기 초음파 분쇄는 초음파 분쇄기를 통해 20분 ~ 14시간 동안 진행하는 것이 좋다. 이때, 초음파 분쇄 시간이 20분 미만이면 균일한 분산을 도모하기 어려우며, 14시간을 초과하는 경우 과잉 분쇄에 따른 상승효과가 그다지 크지 않고 카본나노튜브가 초음파의 강한 에너지를 받아 표면이나 외형이 파괴되어 기능이 소실될 수 있어 바람직하지 않다. 그러나, 상기 초음파 분쇄 시간은 상기 범위로 한정되는 것은 아니다. 초음파의 세기에 따라 분쇄 시간은 적절히 가감될 수 있다. 카본나노튜브는 구조상 C=C 와 C-C 결합을 가지고 있다. 이때, C=C 결합은 초음파의 강한 에너지에 의해 깨어져 NMMO 용액 속에서 C-C-(O, OH 등) 으로 바뀌어 용액 내에서 효과적으로 분산되고, 분산된 카본나노튜브들은 셀룰로오스와 수소 결합 또는 공유 결합 등을 통하여 균일하게 분산, 복합된다. On the other hand, the ultrasonic grinding is to ensure uniform dispersion of multi-walled carbon nanotubes and cellulose in the NMMO solution, the ultrasonic grinding is preferably performed for 20 minutes to 14 hours through an ultrasonic mill. At this time, if the ultrasonic grinding time is less than 20 minutes, it is difficult to achieve uniform dispersion. If the ultrasonic grinding time is longer than 14 hours, the synergistic effect due to the excessive grinding is not so great, and the carbon nanotubes are subjected to the strong energy of the ultrasonic wave and the surface or appearance is destroyed. It is undesirable because the function may be lost. However, the ultrasonic grinding time is not limited to the above range. Depending on the intensity of the ultrasonic waves, the grinding time can be appropriately added or subtracted. Carbon nanotubes have C = C and C-C bonds in their structure. At this time, the C = C bond is broken by the strong energy of the ultrasonic wave and converted into CC- (O, OH, etc.) in the NMMO solution, which is effectively dispersed in the solution. Evenly distributed and compounded throughout.

아울러, 상기 다중벽 카본나노튜브는, 다중벽 카본나노튜브와 셀룰로오스의 혼합 중량 기준(즉, 다중벽 카본나노튜브 + 셀룰로오스의 혼합을 100)으로 0.01 ~ 70.0중량%로 포함되도록 혼합할 수 있다. 전술한 바와 같이, 다중벽 카본나노튜브는 소량 첨가되어도 물성을 향상시키나, 0.01중량% 미만으로 너무 소량 첨가되면 양호한 물성(기계적, 열적, 전기적 물성 등)을 가지기 어려우며, 70.0중량%를 초과하여 너무 많이 첨가되면 우수한 열적 물성(열분해 온도 증가 등) 및 전기적 물성(전기전도도 증가 등)을 가지나, 인장강도 등의 기계적 물성과 투명도가 저하되어 응용분야가 제한될 수 있다. 바람직하게는 0.1 ~ 70.0중량%로 포함되도록 혼합하는 것이 좋으며, 더욱 바람직하게는 0.1 ~ 12.0중량%로 포함되도록 혼합하는 것이 좋으며, 더욱 더 바람직하게는, 0.2 ~ 5.0중량%로 포함(혼합)되는 것이 좋다. 이때, 본 발명에 따르면, 다중벽 카본나노튜브가 0.2 ~ 5.0중량%로 포함되는 경우, 기계적, 열적, 전기적 물성 및 투명도 등의 모든 물성 면에서 양호한 특성을 갖는다. In addition, the multi-walled carbon nanotubes may be mixed so as to include 0.01 to 70.0% by weight of the multi-walled carbon nanotubes and cellulose based on the mixed weight (that is, the mixture of the multi-walled carbon nanotubes + cellulose is 100). As described above, multi-walled carbon nanotubes improve the physical properties even when added in a small amount, but when added in a small amount of less than 0.01% by weight, it is difficult to have good physical properties (mechanical, thermal, electrical properties, etc.) and exceeds 70.0% by weight. If a large amount is added, it has excellent thermal properties (such as an increase in pyrolysis temperature) and electrical properties (such as an increase in electrical conductivity), but mechanical properties such as tensile strength and transparency may be lowered, thereby limiting application fields. Preferably it is mixed to be included in 0.1 to 70.0% by weight, more preferably mixed to be included in 0.1 to 12.0% by weight, even more preferably contained (mixed) in 0.2 to 5.0% by weight It is good. In this case, according to the present invention, when the multi-walled carbon nanotubes are included in an amount of 0.2 to 5.0 wt%, they have good properties in terms of all physical properties such as mechanical, thermal, electrical properties, and transparency.

또한, 특별히 한정하는 것은 아니지만, 셀룰로오스는 NMMO와 셀룰로오스의 혼합 중량 기준(즉, NMMO + 셀룰로오스의 혼합을 100)으로 2.0 ~ 25.0중량%로 포함될 수 있다. 그리고 상기 NMMO는, 물의 함량이 5 ~ 60wt%인 수화물로서, 예를 들어 단수화물인 경우 특별히 한정하는 것은 아니지만 복합체 전체 중량 기준(다중벽 카본나노튜브 + 셀룰로오스 + NMMO 수화물의 혼합을 100)으로 60.0 ~ 98.0중량%로 포함될 수 있다. In addition, although not particularly limited, the cellulose may be included in an amount of 2.0 to 25.0 wt% based on the mixed weight of NMMO and cellulose (that is, 100 of NMMO + cellulose mixed). In addition, the NMMO is a hydrate having a water content of 5 to 60 wt%, for example, a monohydrate is not particularly limited, but is 60.0 based on the total weight of the composite (multi-walled carbon nanotubes + cellulose + NMMO hydrate 100). ~ 98.0% by weight may be included.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 복합체는 캐스팅(casting) 방법 등에 의한 필름이나 방사 방법에 의한 섬유 등으로 제조되어 제품화될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 복합체는 전기전도도와 투명도를 가짐에 따라 광학 부품 및 전기/전자 부품(예, 투명 전극 등) 등의 다용한 용도로 활용될 수 있다. 구체적으로, 본 발명에 따른 복합체는 기계적 및 열적 물성은 물론 투명성과 전기전도성이 확보되어 스핀코팅(spin-coat)에 의한 축전기의 전극(electrode of capacitor)과 광다이오드(photodiode), 정전기방지 코팅체(antistatic coating), 광투과도의 변화를 이용한 표시장치(electrochromic windows), 전기장효과 트랜지스터(field effect transistors), 전공 전송 재료(hole transport material) 등과 같은 넓은 응용 범위로 활용될 수 있다. The composite according to the present invention described above may be manufactured and commercialized by a film by a casting method or a fiber by a spinning method. In addition, as the composite according to the present invention has electrical conductivity and transparency, it can be utilized for various purposes such as optical components and electrical / electronic components (for example, transparent electrodes). Specifically, the composite according to the present invention, as well as mechanical and thermal properties as well as transparency and electrical conductivity ensures the electrode (electrode of capacitor), photodiode, antistatic coating of the capacitor by spin coating (spin-coat) It can be used for a wide range of applications such as antistatic coating, electrochromic windows using light transmittance, field effect transistors, and hole transport materials.

이하, 본 발명의 실시예를 예시한다. 하기의 실시예는 본 발명의 예시적인 실험예로서, 본 발명의 이해를 돕도록 하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 위해 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the Example of this invention is illustrated. The following examples are provided as illustrative examples of the present invention and are provided only to assist in understanding the present invention, and the technical scope of the present invention is not limited thereto.

[실시예]EXAMPLE

< 복합체 제조 ><Composite manufacturing>

다중벽 카본나노튜브(multi-walled CNT; 이하, "MWNT"라 한다)는 화학증착(chemical vapor deposition ; CVD) 공법으로 제조된 순도 95%로서, Nanomirae에서 구입하여 사용하였다. 그리고 MWNT는 순도를 높이고 관능기 도입을 위해 68wt% 질산 수용액과 98wt% 황산 수용액의 혼합용액으로 110℃에서 24시간 동안 환류기(reflux)를 사용하여 산처리(acid-treatment)하였다. 이하, 산처리된 MWNT를 "A-MWNT"라 한다. NMMO는 BASF의 50wt% 수화된 NMMO 용액을 정제한 단수화물로서, Kolon에서 제공받아 사용하였다. 셀룰로오스 가루는 Buckeye Co. 제품의 V-81 grade(중합도 1200)를 제공받아 사용하였다. Multi-walled carbon nanotubes (hereinafter referred to as "MWNT") are 95% pure, manufactured by chemical vapor deposition (CVD), and purchased from Nanomirae . MWNTs were acid-treatment using reflux for 24 hours at 110 ° C. with a mixed solution of 68 wt% nitric acid and 98 wt% sulfuric acid to increase the purity and introduce functional groups. Hereinafter, the acid treated MWNT is referred to as "A-MWNT". NMMO was used as a monohydrate purified from 50 wt% hydrated NMMO solution of BASF provided by Kolon . Cellulose powder is Buckeye Co. The V-81 grade (polymerization degree 1200) of the product was used and used.

위와 같이, 재료를 준비한 다음, 먼저 상기 NMMO를 95℃의 수조(oil-bath)에서 가열하여 액상(liquid)으로 만들고, 이 NMMO 용액에 A-MWNT를 함량을 다르게 첨가하였다. 즉, A-MWNT를 0.0wt%, 0.2wt%, 0.4wt%, 0.6wt%, 0.8wt%, 1.0wt%, 3.0wt%, 5.0wt%, 9.0wt%, 12.0wt% 등이 되도록 첨가하였으며, 이때 상기 A-MWNT의 함량(wt%)은 A-MWNT와 셀룰로오스의 혼합물을 기준으로 한 것이다. As described above, after preparing the material, first, the NMMO was heated in an oil-bath at 95 ° C. to make a liquid, and A-MWNT was added differently to the NMMO solution. That is, A-MWNT was added to be 0.0wt%, 0.2wt%, 0.4wt%, 0.6wt%, 0.8wt%, 1.0wt%, 3.0wt%, 5.0wt%, 9.0wt%, 12.0wt% and the like. In this case, the content of A-MWNT (wt%) is based on the mixture of A-MWNT and cellulose.

그리고 상기 A-MWNT와 NMMO의 혼합용액을 팁 형태(tip-type)의 초음파 분쇄기(Vibracell, VCX-750 700W/60Hz)로 7시간 동안 초음파 분쇄를 하였다. 그 후, A-MWNT와 NMMO의 혼합용액에 5.0wt%의 셀룰로오스 가루를 넣고, 2시간 동안 기계적 교반기(mechanical stirrer)로 교반하여 분산시켰다. 이때, 셀룰로오스의 함 량(5.0wt%)은 셀룰로오스와 NMMO 용액의 혼합물을 기준으로 한 것이다. 상기 분산된 복합체 진액(dope)을 다시 초음파 분쇄기로 4시간 동안 재차 초음파 분쇄 및 혼합하고, 이후 교반기로 2시간 동안 더 섞어 주었다. 그리고, 진액(dope) 속에 포함된 공기의 제거를 위해 2시간 동안 공기 제거를 실시하였다. The mixed solution of A-MWNT and NMMO was ultrasonically ground for 7 hours with a tip-type ultrasonic mill (Vibracell, VCX-750 700W / 60Hz). Thereafter, 5.0 wt% of cellulose powder was added to the mixed solution of A-MWNT and NMMO, and dispersed by stirring with a mechanical stirrer for 2 hours. At this time, the content of cellulose (5.0wt%) is based on the mixture of cellulose and NMMO solution. The dispersed complex dope was again ultrasonically pulverized and mixed for 4 hours using an ultrasonic mill again, and then further mixed for 2 hours with an agitator. Then, the air was removed for 2 hours to remove the air contained in the dope.

이때, 산처리 되지 않은 것(pure MWNT), 산처리된 MWNT(A-MWNT), 순수 셀룰로오스 및 산처리되어 셀룰로오스와 복합된 A-MWNT/cellulose에 대하여 FT-IR 분광을 측정하여 그 결과를 도 1에 나타내었다. 도 1에서, (a)는 산처리 되지 않은 MWNT의 결과이고, (b)는 산처리된 MWNT(A-MWNT)의 결과이며, (c)는 순수 셀룰로오스이고, 산처리되어 셀룰로오스와 복합된 A-MWNT/cellulose의 FT-IR 분광 측정 결과이다. FT-IR 분광장치는 Jasco 사의 FT/IR-620 모델을 사용하여 진공상태에서 측정하였다. 시료는 KBr을 섞어서 사용하였으며, 시료의 직경은 10mm pellet(둥근 모양)이 되도록 준비하여 사용하였다. 그리고 분광측정은 1 cm-1 의 해상도로 측정하였다. In this case, FT-IR spectroscopy was performed on the untreated acid (pure MWNT), acid treated MWNT (A-MWNT), pure cellulose, and acid treated A-MWNT / cellulose complexed with cellulose. 1 is shown. In Figure 1, (a) is the result of untreated acid MWNT, (b) is the result of acid treated MWNT (A-MWNT), (c) is pure cellulose, acid treated to A complexed with cellulose FT-IR spectroscopy results of -MWNT / cellulose. The FT-IR spectrometer was measured under vacuum using Jasco's FT / IR-620 model. The sample was used by mixing KBr, and the diameter of the sample was prepared to be 10mm pellets (round shape). And spectroscopic measurement was measured with the resolution of 1 cm <-1> .

도 1에 나타난 바와 같이, A-MWNT는 1700 과 1000 ~ 1200 cm-1 에서 hydroxyl(-OH group) bands와, 1720 ~ 1650 cm-1 에서 carboxylic(-COO-) acid bands의 피크(peak)를 보여주는데, 이러한 결과는 A-MWNT에 hydroxyl 과 carboxylic acid groups 이 존재함을 의미한다. As shown in FIG. 1, A-MWNT shows peaks of hydroxyl (-OH group) bands at 1700 and 1000 to 1200 cm -1 , and carboxylic (-COO-) acid bands at 1720 to 1650 cm -1 . These results indicate that hydroxyl and carboxylic acid groups are present in A-MWNT.

도 2는 분산된 용액의 사진을 보인 것이다. 도 2에서 가장 왼쪽 사진은 NMMO에 12.0wt%의 A-MWNT를 첨가한 다음, 초음파 분쇄(7시간 동안)한 후의 사진이 고, 도 2에서 가운데 사진은 NMMO에 0.2wt%의 A-MWNT를 첨가하되, 초음파 분쇄 없이 기계적 교반만 실시한 후의 사진이다. 그리고 도 2에서 가장 오른쪽 사진은 A-MWNT가 포함되지 않은 용액(A-MWNT의 함량 0.0wt%)의 사진이다. 도 2의 왼쪽 사진에서 알 수 있듯이, 초음파 분쇄가 실시된 경우 A-MWNT가 많이 포함되었음에도 균일이 분산이 이루어졌음을 알 수 있다. 그리고 도 2의 가운데 사진에서와 같이 초음파 분쇄가 실시되지 않은 경우 A-MWNT가 소량 첨가되었음에도 A-MWNT 입자들이 응집되어 눈으로 확인할 수 있을 정도임을 알 수 있다. Figure 2 shows a photograph of the dispersed solution. In FIG. 2, the leftmost photograph is a photograph after adding 12.0 wt% of A-MWNT to NMMO, followed by ultrasonic grinding (for 7 hours), and the middle photograph of FIG. 2 shows 0.2 wt% of A-MWNT in NMMO. Addition, but only after the mechanical stirring without ultrasonic grinding. And the rightmost picture in Figure 2 is a picture of a solution (A-MWNT content of 0.0wt%) does not contain A-MWNT. As can be seen in the left picture of Figure 2, even when the ultrasonic grinding is carried out it can be seen that the uniformity was made even though a lot of A-MWNT was included. And when the ultrasonic grinding is not performed as shown in the center of Figure 2 it can be seen that even though a small amount of A-MWNT is added A-MWNT particles are agglomerated enough to visually confirm.

< 복합체 시편 제조 >Composite Specimen Preparation

상기와 같이 얻어진 복합체 진액(dope)을 유리판에 부은 다음, 유리봉으로 밀링(milling)하여 평평한 필름을 제조하였다. 이때, 유리봉의 양 끝에 테이프(tape)를 감아 유리판과 유리봉 사이에 간격이 형성되게 하여, 테이프 두께에 준하는 두께를 갖도록 하였다. 그리고 NMMO의 제거와 응고를 위하여, 유리판에 부착된 상태로 상기 필름을 상기 24 시간 동안 물속에 담구어 두었다. 그리고 물속에서 꺼낸 다음, 24시간 동안 상온 건조시켜 복합체 필름(시편)을 제조하였다. 이때, 필름(시편)의 수축 방지하기 위해 샘플 홀더(sample holder)에 고정시켜 건조시켰다. The composite dope obtained as described above was poured into a glass plate, and then milled with a glass rod to prepare a flat film. At this time, a tape was wound at both ends of the glass rod to form a gap between the glass plate and the glass rod, so as to have a thickness corresponding to the tape thickness. In order to remove and solidify NMMO, the film was immersed in water for 24 hours while attached to a glass plate. Then, taken out in water, and dried at room temperature for 24 hours to prepare a composite film (sample). At this time, in order to prevent shrinkage of the film (sample), it was fixed by drying on a sample holder.

< 물성 평가 ><Property Evaluation>

상기 제조된 복합체 필름(시편)에 대하여 기계적 물성, 열적 물성, 투과도 및 전기적 특성을 측정하였다. Mechanical properties, thermal properties, permeability and electrical properties of the composite film (sample) prepared were measured.

기계적 물성(인장강도, 파괴강도, 인성 등)은 Instron 사의 Instron 5564 모델을 사용하였으며, 하중은 5kgf, 속도는 10mm/min 으로 하여 상온에서 측정하였다. 그리고 복합체 필의 길이, 넓이 및 두께는 각각 30mm, 10mm 및 20㎛ 인 것을 사용하였으며, 그 결과를 도 3a 및 도 3b에 나타내었다.Mechanical properties (tensile strength, fracture strength, toughness, etc.) were used in the Instron Instron 5564 model, and the load was measured at room temperature with 5kgf and speed of 10mm / min. The length, width and thickness of the composite fill were used as 30mm, 10mm and 20㎛, respectively, the results are shown in Figures 3a and 3b.

열적 물성(열 안정성)은 진공 오븐에서 완전히 건조된 복합체 필름을 시편으로 사용하여 Shimadzu 사의 TGA-50 모델을 사용하여 측정하였다. 이때, 150℃ 에서 400℃ 까지 질소 기류 하에서 10℃/min 의 속도로 측정(TGA 온도측정)하였으며, 그 결과를 도 5a 및 도 5b에 나타내었다. Thermal properties (thermal stability) were measured using a TGA-50 model of Shimadzu, using the composite film completely dried in a vacuum oven as a specimen. At this time, it was measured at a rate of 10 ℃ / min (TGA temperature measurement) under a nitrogen stream from 150 ℃ to 400 ℃, the results are shown in Figure 5a and 5b.

투과도는 UV/가시광 분광측정 장치인 Jasco 사의 V-650 모델을 사용하여 측정하였으며, 그 결과를 도 6에 나타내었다. The transmittance was measured using a V-650 model of Jasco, a UV / visible spectrometer, and the results are shown in FIG. 6.

전기적 특성(전기전도도)은 HMS-3000 모델을 사용하여 상온에서 4점 탐침 방식(4 point probe)으로 측정하였다. 이때, 복합체 필름(시편)의 크기는 가로 1cm, 세로 1cm 이고, 두께는 0.02mm인 것을 사용하였으며, 시편의 각 모서리 끝부분에 전도도에 방해되지 않는 인듐(indium) 금속을 묻혀 고정한 다음 측정하였다. 측정기의 전도도 측정 범위는 103 - 10-6 S/cm 인 것을 사용하였으며, 그 결과를 도 7에 나타내었다. The electrical properties (electric conductivity) were measured by a four point probe at room temperature using the HMS-3000 model. At this time, the size of the composite film (test piece) was 1cm in width, 1cm in length, the thickness was used was 0.02mm, it was measured after fixing the indium (indium) metal is not impeded to the conductivity at each corner end of the specimen. Conductivity measuring range of the measuring instrument 10 is 3 - 10 -6 was used as the S / cm of the results are shown in Fig.

먼저, 도 3a는 A-MWNT의 함량이 3.0wt%(a), 10.0wt%(b) 및 12.0wt%(c)인 복 합체 필름의 strain-stress 커브로서, A-MWNT의 함량이 증가할수록 파괴 지점 전까지 strain이 증가하고, stress 도 함께 직선적으로(linearly) 증가함을 알 수 있다. 또한, 도 3b는 A-MWNT의 함량(0.0wt%, 0.2wt%, 0.4wt%, 0.6wt%, 0.8wt%, 1.0wt%)에 따른 tensile strainr과 Young's modulus를 보인 것이다. 도 3b에 보인 바와 같이, tensile strain 은 A-MWNT 함량 0.8wt%까지 급격히 증가하다가, 그 이후엔 감소하는 경향을 보였다. 또한, 도 3b에 나타난 바와 같이, tensile strain(at break)과 Young's modulus(tensile strength at break)는 A-MWNT의 함량이 0.8wt%일 때, 0.0wt%로서 A-MWNT가 첨가되지 않은 경우(순수한 라이오셀 필름)와 대비하여 각각 5배 및 2배씩 증가되었음을 알 수 있었다. 이는 셀룰로오즈에 A-MWNT이 잘 분산되어 발생된 결과로서, 이러한 tensile strength과 strain의 증가는 인성(toughness)의 증가를 의미한다. 그리고 인성(toughness)의 도 4d의 결과에서 확인할 수 있다. 따라서 순수한 라이오셀(A-MWNT의 함량 0.0wt%)은 종래 일반적인 합성섬유 레이온(Rayon)에 비해 쉽게 부서질 수 있으나, A-MWNT의 첨가에 의해 기계적 물성이 증가됨을 알 수 있었다. 이러한 기계적 물성의 증가는 A-MWNT와 셀룰로오즈 간의 수소결합 작용으로 여겨진다. 그러나 도 4b에서 나타난 바와 같이, A-MWNT가 너무 과량으로 첨가되면 A-MWNT의 분산성의 저하로 tensile strain(인장강도)의 경우에는 저하될 수 있음을 알 수 있었다. First, FIG. 3A is a strain-stress curve of a composite film having A-MWNT contents of 3.0 wt% (a), 10.0 wt% (b), and 12.0 wt% (c), and as the content of A-MWNT increases. It can be seen that the strain increases until the break point and the stress increases linearly together. In addition, Figure 3b shows a tensile strainer and Young's modulus according to the content of A-MWNT (0.0wt%, 0.2wt%, 0.4wt%, 0.6wt%, 0.8wt%, 1.0wt%). As shown in FIG. 3B, the tensile strain rapidly increased to 0.8 wt% of A-MWNT, and then decreased. In addition, as shown in Figure 3b, tensile strain (at break) and Young's modulus (tensile strength at break) is when the content of A-MWNT is 0.8wt%, when A-MWNT is not added as 0.0wt% ( Compared to the pure lyocell film), it can be seen that 5 and 2 times increased, respectively. This is a result of the well-dispersed A-MWNT in cellulose, and this increase in tensile strength and strain means an increase in toughness. And toughness can be seen in the result of FIG. 4D. Therefore, pure lyocell (A-MWNT content of 0.0wt%) can be easily broken compared to conventional synthetic fiber Rayon (Rayon), it can be seen that the mechanical properties are increased by the addition of A-MWNT. This increase in mechanical properties is thought to be the hydrogen bonding action between A-MWNT and cellulose. However, as shown in Figure 4b, it can be seen that when the excessive amount of A-MWNT is added in the case of tensile strain (tensile strength) due to the decrease in the dispersibility of the A-MWNT.

또한, 도 4a 내지 도 4c는 A-MWNT의 함량이 0.6wt%(도 4a), 1.0wt%(도 4b) 및 9.0wt%(도 4c)인 복합체 필름의 단면을 촬영한 SEM(Scanning Electron Microscope) 사진이다. 이때, 복합체 필름 단면의 사진은 필름에 플라티 늄(Platinum)으로 코팅하고 15kV의 전압으로 측정하였다. 도 4a 내지 도 4c에 나타낸 바와 같이, A-MWNT가 0.6wt%(도 4a) 및 1.0wt%(도 4b)일 때는 매우 잘 분산된 A-MWNT를 볼 수 있지만, 9.0wt%(도 4c)에서는 다소 엉켜져 있는 몇몇의 부분을 볼 수 있어, A-MWNT 함량이 너무 많으면 분산성이 떨어짐을 알 수 있었다. In addition, FIGS. 4A to 4C are scanning electron microscopes (SEMs) photographing cross-sections of a composite film having A-MWNT contents of 0.6 wt% (FIG. 4 a), 1.0 wt% (FIG. 4 b), and 9.0 wt% (FIG. 4 c). ) Photo. At this time, the photograph of the cross section of the composite film was coated with a platinum (Platinum) on the film and measured at a voltage of 15kV. As shown in FIGS. 4A-4C, when A-MWNT is 0.6 wt% (FIG. 4 a) and 1.0 wt% (FIG. 4 b), very well dispersed A-MWNT can be seen, but 9.0 wt% (FIG. 4 c). Some of the somewhat entangled in the can be seen that, too much A-MWNT content was found to be poor dispersibility.

도 5a 및 도 5b는 A-MWNT의 함량에 따른 복합체 필름의 열안정성 평과 결과이다. 이때, 도 5a는 측정된 결과의 TGA 열분석 그래프이고, 도 5b는 도 5a의 그래프를 1차 미분한(1st derivative) 그래프이다. 도 5b(1차 미분된 그래프)에서 순수한 셀룰로오스 필름(A-MWNT 함량 0.0wt%)의 피크(peak)는 329℃이고, A-MWNT의 함량이 1.0wt%인 복합체 필름의 피크(peak)는 339℃임을 알 수 있으며, A-MWNT의 함량이 증가할수록 피크(peak)가 증가함을 알 수 있다. 이는 A-MWNT의 첨가되는 양에 따라 열안정성이 증가함을 나타낸다. 또한, 450℃에서, 열분해 후 잔류물은 순수한 셀룰로오스 필름(A-MWNT의 함량 0.0wt%)은 27.0wt%이고, 1.0wt%의 A-MWNT 복합체 필름은 31.0wt%로서 조금 증가함을 보였다. 5A and 5B are thermal stability evaluation results of the composite film according to the content of A-MWNT. In this case, Figure 5a is a graph of a TGA thermal analysis of the measured results, Figure 5b is a first graph of Figure 5a derivative (1 st derivative) graph. The peak of the pure cellulose film (A-MWNT content 0.0wt%) in Figure 5b (first differential graph) is 329 ℃, the peak of the composite film having a content of 1.0wt% A-MWNT is It can be seen that it is 339 ℃, it can be seen that the peak (peak) increases as the content of A-MWNT increases. This indicates that the thermal stability increases with the amount of A-MWNT added. In addition, at 450 ° C., the residue after pyrolysis showed that the pure cellulose film (content of 0.0 wt% of A-MWNT) was 27.0 wt%, and the 1.0 wt% of A-MWNT composite film was slightly increased to 31.0 wt%.

도 6은 A-MWNT의 각 함량별 파장(wavelength)에 따른 투과도(Transmittance) 측정 그래프이다. 도 6에 나타난 바와 같이, A-MWNT의 함량이 증가할수록 파장 및 투과도가 지속적으로 감소함을 보였으며, 순수한 셀룰로오스 필름(A-MWNT의 함량 0.0wt%)의 투과도는 550nm의 파장에서 95%이었고, A-MWNT의 함량 0.4wt%, 0.8wt% 및 1.0wt%인 복합체 필름의 투과도는 550nm의 파자에서 각각 86%, 69% 및 59%를 보였다. 이상의 결로부터, A-MWNT의 함량이 증가할수록 투과도는 감소하고, 0.6wt% 이하로 첨가된 경우 80% 이상의 투과도를 보여 광학특성이 요구되는 제품에 적용이 가능함을 알 수 있었다. FIG. 6 is a graph of measuring transmittance according to wavelength of each content of A-MWNT. FIG. As shown in FIG. 6, the wavelength and the transmittance of the A-MWNT were continuously decreased as the content of A-MWNT was increased. The transmittances of the composite films of 0.4 wt%, 0.8 wt% and 1.0 wt% of A-MWNT were 86%, 69% and 59% in the 550 nm wave, respectively. From the above results, as the content of A-MWNT increases, the transmittance decreases, and when it is added below 0.6wt%, it can be seen that it can be applied to a product requiring optical properties by showing transmittance of 80% or more.

도 7은 A-MWNT의 함량에 따른 복합체 필름의 전기전도도를 상온에서 측정한 결과이다. 도 7에 나타난 바와 같이, A-MWNT의 함량이 증가할수록 전기전도도도 증가하였다. 이때, A-MWNT를 0.2 wt% 정도 미량으로 넣었을 때도 복합체 필름은 전도성을 가짐을 알 수 있었다. 또한, A-MWNT의 함량이 1.0wt% 이하인 경우의 전기전도도 수준은 10-5 ~ 10-6 S/cm 이고, A-MWNT의 함량이 5.0wt% 및 9.0wt% 일 때는 1.77 10-4 및 3.07 10-3 S/cm으로서 높은 전기전도도 특성을 가짐을 알 수 있었다. Figure 7 is the result of measuring the electrical conductivity of the composite film according to the content of A-MWNT at room temperature. As shown in FIG. 7, the electrical conductivity also increased as the content of A-MWNT increased. In this case, even when A-MWNT was added in a trace amount of about 0.2 wt%, the composite film was found to have conductivity. In addition, when the content of A-MWNT is 1.0wt% or less, the conductivity level is 10 -5 to 10 -6 S / cm, and when the content of A-MWNT is 5.0wt% and 9.0wt%, 1.77 10 -4 and 3.07 10 -3 S / cm was found to have a high electrical conductivity characteristics.

이상의 결과로부터, 산처리 및 초음파 분쇄에 의해 A-MWNT와 셀룰로오즈는 수소결합에 의해 복합되면서 NMMO 단수화물 용액에 균일하게 분산됨을 알 수 있었다. 또한, 제조된 복합체 필름은 A-MWNT에 의해 기계적 강도, 열적 물성 등이 향상되었으며, 소량의 A-MWNT를 첨가함으로써 전기전도도와 함께 투명성을 동시에 갖게 할 수 있음을 알 수 있었다. 이에 따라, 친환경적 소재인 라이오셀(셀룰로오스)의 기계적 및 열적 물성을 보강하고, 투명성은 물론 전기전도도를 갖게 하여 섬유 제품은 물론 광학 제품 및 전기/전자 제품 등으로 다양하게 적용이 가능함을 알 수 있었다. From the above results, it was found that A-MWNT and cellulose were uniformly dispersed in the NMMO monohydrate solution while being combined by hydrogen bonding by acid treatment and ultrasonic grinding. In addition, the prepared composite film was improved by mechanical strength, thermal properties, etc. by A-MWNT, it can be seen that by adding a small amount of A-MWNT can have transparency simultaneously with the electrical conductivity. Accordingly, it can be seen that the reinforcement of the mechanical and thermal properties of the lyocell (cellulose), an environmentally friendly material, and the transparency and electrical conductivity can be applied to fiber products as well as optical products and electrical / electronic products. .

한편, 상기 실시예와 동일한 방법으로 복합체 필름(시편)을 제조하되, MWNT(다중벽 카본나노튜브)는 산처리하지 않은 순수한 것(P-MWNT)을 사용하여 복합 체 필름(시편)을 제조하였다. 이때, P-MWNT의 함량(wt%)은, P-MWNT와 셀룰로오스의 혼합물을 기준으로 0.0wt%, 2.0wt%, 4.0wt%, 6.0wt%, 8.0wt% 및 10.0wt%가 되도록 첨가하였다. 그리고 제조된 복합체 필름(시편)에 대하여 상기와 동일한 방법으로 인장변형률(tensile strain at break)을 측정하였으며, 그 결과를 첨부된 도 8에 나타내었다. Meanwhile, a composite film (sample) was prepared in the same manner as in the above example, but a composite film (sample) was prepared using MWNT (multi-walled carbon nanotubes) without acid treatment (P-MWNT). . At this time, the content (wt%) of P-MWNT was added to 0.0wt%, 2.0wt%, 4.0wt%, 6.0wt%, 8.0wt% and 10.0wt% based on the mixture of P-MWNT and cellulose. . And the tensile strain (break strain) was measured in the same manner as described above for the prepared composite film (sample), the results are shown in Figure 8 attached.

도 8에 나타난 바와 같이, MWNT가 첨가(4.0wt% 이상)된 경우, 첨가되지 않는 경우(0.0wt%)와 대비하여 인장변형률이 높게 평가됨을 알 수 있었다. 이러한 결과를 통해, MWNT는 산처리(관능기 도입)되지 않는 경우라 할지라도 그의 첨가 자체만으로 기계적 물성을 향상시킴을 알 수 있었다. As shown in Figure 8, when the MWNT is added (4.0wt% or more), it can be seen that the tensile strain is evaluated as compared to the case that is not added (0.0wt%). From these results, it can be seen that even if the MWNT is not acid treatment (functional group introduction), the addition of the MWNT alone improves the mechanical properties.

도 1은 본 발명의 실시예에 따라 산처리된 다중벽 카본나노튜브(A-MWNT)의 FT-IR 분광 측정 결과를 보인 그래프이다. 1 is a graph showing the results of FT-IR spectroscopy of acid-treated multi-walled carbon nanotubes (A-MWNT) according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 NMMO와 A-MWNT의 분산 용액의 사진이다. 2 is a photograph of a dispersion solution of NMMO and A-MWNT prepared according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 복합체 필름의 기계적 물성 측정 결과를 보인 그래프이다. Figure 3 is a graph showing the results of measuring the mechanical properties of the composite film according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 복합체 필름의 단면을 촬영한 SEM 사진이다. Figure 4 is a SEM photograph of the cross section of the composite film according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 복합체 필름의 열적 물성 측정 결과를 보인 그래프이다. 5 is a graph showing the measurement results of the thermal properties of the composite film according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 복합체 필름의 투과도 측정 결과를 보인 그래프이다. 6 is a graph showing a result of measuring the transmittance of the composite film according to an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 복합체 필름의 전기전도도 측정 결과를 보인 그래프이다. 7 is a graph showing the results of electrical conductivity measurement of the composite film according to the embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 복합체 필름의 기계적 물성 측정 결과를 보인 그래프이다. 8 is a graph showing the measurement results of the mechanical properties of the composite film according to another embodiment of the present invention.

Claims (11)

다중벽 카본나노튜브; 및 셀룰로오스를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중벽 카본나노튜브/셀룰로오스 복합체.Multi-walled carbon nanotubes; And multi-walled carbon nanotubes / cellulose composites comprising cellulose. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 다중벽 카본나노튜브는, 다중벽 카본나노튜브와 셀룰로오스의 혼합 중량 기준으로 0.01 ~ 70.0중량%로 포함된 것을 특징으로 하는 다중벽 카본나노튜브/셀룰로오스 복합체.Multi-walled carbon nanotubes, multi-walled carbon nanotubes / cellulose composites, characterized in that contained in 0.01 to 70.0% by weight based on the mixed weight of the multi-walled carbon nanotubes and cellulose. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 다중벽 카본나노튜브는, 다중벽 카본나노튜브와 셀룰로오스의 혼합 중량 기준으로 0.2 ~ 5.0중량%로 포함된 것을 특징으로 하는 다중벽 카본나노튜브/셀룰로오스 복합체.Multi-walled carbon nanotubes, multi-walled carbon nanotubes / cellulose composites, characterized in that contained in 0.2 to 5.0% by weight based on the mixed weight of the multi-walled carbon nanotubes and cellulose. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 3, 다중벽 카본나노튜브는 관능기가 도입되거나 극성의 화합물이 코팅된 것을 특징으로 하는 다중벽 카본나노튜브/셀룰로오스 복합체. Multi-walled carbon nanotubes are multi-walled carbon nanotubes / cellulose composites, characterized in that the functional group is introduced or coated with a polar compound. 다중벽 카본나노튜브를 준비하는 단계;Preparing a multi-walled carbon nanotube; N-메틸모폴린-N-옥사이드(NMMO) 용액과 상기 다중벽 카본나노튜브를 포함하는 혼합용액을 얻는 단계;Obtaining a mixed solution containing an N-methylmorpholine-N-oxide (NMMO) solution and the multi-walled carbon nanotubes; 상기 혼합용액을 초음파 분쇄하는 단계; 및Ultrasonically grinding the mixed solution; And 상기 초음파 분쇄한 혼합용액에 셀룰로오스를 혼합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중벽 카본나노튜브/셀룰로오스 복합체의 제조방법. Method for producing a multi-walled carbon nanotubes / cellulose composites comprising the step of mixing cellulose in the ultrasonically pulverized mixed solution. 제5항에 있어서, The method of claim 5, 셀룰로오스를 혼합한 용액을 초음파 분쇄하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중벽 카본나노튜브/셀룰로오스 복합체의 제조방법. Method for producing a multi-walled carbon nanotubes / cellulose composites, characterized in that it further comprises the step of ultrasonic pulverization of a solution in which cellulose is mixed. 다중벽 카본나노튜브를 준비하는 단계; Preparing a multi-walled carbon nanotube; N-메틸모폴린-N-옥사이드(NMMO) 용액, 상기 다중벽 카본나노튜브 및 셀룰로오스를 혼합하는 단계; 및 Mixing an N-methylmorpholine-N-oxide (NMMO) solution, the multi-walled carbon nanotubes and cellulose; And 상기 혼합용액을 초음파 분쇄하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 벽 카본나노튜브/셀룰로오스 복합체의 제조방법. Method for producing a multi-walled carbon nanotubes / cellulose composites comprising the step of ultrasonic grinding the mixed solution. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 5 to 7, 준비된 다중벽 카본나노튜브의 표면을 개질하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중벽 카본나노튜브/셀룰로오스 복합체의 제조방법. Method for producing a multi-walled carbon nanotubes / cellulose composites further comprising the step of modifying the surface of the prepared multi-walled carbon nanotubes. 제8항에 있어서, The method of claim 8, 다중벽 카본나노튜브의 표면을 개질하는 단계는, 하기의 (1) 내지 (7) 공정 중에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중벽 카본나노튜브/셀룰로오스 복합체의 제조방법. The step of modifying the surface of the multi-walled carbon nanotubes, a method for producing a multi-walled carbon nanotubes / cellulose composites, characterized in that it comprises one or more processes selected from the following (1) to (7) process. (1) 다중벽 카본나노튜브에 산처리(acid-treatment)하는 공정(1) Acid-treatment of Multi-Walled Carbon Nanotubes (2) 다중벽 카본나노튜브에 초음파(Ultra-sonic)를 조사하는 공정(2) Ultrasonic irradiation process on multi-walled carbon nanotubes (3) 다중벽 카본나노튜브에 마이크로파(Micro-wave)를 조사하는 공정(3) Process of irradiating microwaves to multi-walled carbon nanotubes (4) 다중벽 카본나노튜브에 방사선(Radiation)을 조사하는 공정(4) A process of irradiating radiation on multi-walled carbon nanotubes (5) 다중벽 카본나노튜브를 코로나 방전(Corona discharge) 처리하는 공정(5) Corona discharge treatment of multi-walled carbon nanotubes (6) 다중벽 카본나노튜브에 이온 빔(Ion beam)을 조사하는 공정(6) A step of irradiating ion beams to multi-walled carbon nanotubes (7) 다중벽 카본나노튜브의 표면에 극성의 화합물을 코팅하는 공정(7) coating polar compound on the surface of multi-walled carbon nanotubes 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 5 to 7, 다중벽 카본나노튜브는, 다중벽 카본나노튜브와 셀룰로오스의 혼합 중량 기준으로 0.01 ~ 70.0중량%가 되도록 혼합하는 것을 특징으로 하는 다중벽 카본나노튜브/셀룰로오스 복합체의 제조방법.The multi-walled carbon nanotubes, the method of producing a multi-walled carbon nanotubes / cellulose composites, characterized in that the mixed to be 0.01 to 70.0% by weight based on the mixed weight of the multi-walled carbon nanotubes and cellulose. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 5 to 7, 다중벽 카본나노튜브는, 다중벽 카본나노튜브와 셀룰로오스의 혼합 중량 기준으로 0.2 ~ 5.0중량%가 되도록 혼합하는 것을 특징으로 하는 다중벽 카본나노튜브/셀룰로오스 복합체의 제조방법.The multi-walled carbon nanotubes, the method of producing a multi-walled carbon nanotubes / cellulose composites, characterized in that the mixed to be 0.2 to 5.0% by weight based on the mixed weight of the multi-walled carbon nanotubes and cellulose.
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