KR20140081997A - 개질화된 탄소나노튜브를 포함하는 기계적 물성과 전기 전도성이 우수한 고분자 나노복합재 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표면이 개질화된 탄소나노튜브를 포함하는 기계적 물성과 전기 전도성이 우수한 고분자 나노복합재 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 기계적 물성과 전기 전도성이 우수한 고분자 나노복합재는 유기용매 및 고분자 내에서의 분산력을 향상시키기 위하여 파이렌 화합물로 표면을 개질화시킨 탄소나노튜브를 고분자 매트릭스에 균질하게 분산시켜 제조된다. 이에 따라 제조된 기계적 물성과 전기 전도성이 우수한 고분자 나노복합재는 기계적 강도 및 전기적 물성이 우수하므로, 전자파 차폐효과를 가진 TV 프레임, 휴대폰 하우징, 노트북 외장재, 디지털 카메라 내외장재, 기타 IT 제품 등의 전기 전도성 소재로 유용하게 사용될 수 있다.

Description

개질화된 탄소나노튜브를 포함하는 기계적 물성과 전기 전도성이 우수한 고분자 나노복합재 및 이의 제조방법{Polymeric nanocomposites with excellent mechanical properties and electrical conductivities comprising modified carbon nano-tube and preparation method thereof}
본 발명은 표면이 개질화된 탄소나노튜브를 포함하는 기계적 물성과 전기 전도성이 우수한 고분자 나노복합재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
최근 첨단 전자기술의 발달로 인하여 정보전달과 에너지원에 대한 관심이 급속도로 증가하고 있는 추세이며, 일상생활에 사용되고 있는 전기, 전자제품과 항공, 선박 등 각종 통신기기의 사용이 급증함에 있어 전자파의 이용과 발전속도는 현재 매우 빠르게 진행되고 있다. 이 밖에 의료용 기구, 입자 가속기, 식품 가공 등의 에너지원으로도 전자파는 광범위하게 이용됨으로써, 인간의 생활활동은 전자파에 둘러싸여 있다고 해도 과언이 아닐 만큼 무수한 전자파에 노출되어 있다.
산업 현장이나 일상생활에서의 각종 기기들로부터 발생하는 전자파는 상호간섭으로 인해 다른 기기의 오작동을 일으키거나, 인체에 직접적인 영향을 미쳐 생체리듬의 변화, 가임 여성의 유산 및 기형아 출산과 시력장애 등의 질병들을 유발시킬 수 있다고 보고되고 있다(비특허문헌 1 및 비특허문헌 2). 이러한 피해현상을 전자파 장해(electromagnetic interference. EMI)라 하며, 전자파 장해의 영향은 밀집도가 크고 정밀한 부품을 많이 사용하는 장비일수록 민감하기 때문에 소형화, 고집적화, 고속화 및 다기능화를 지향하는 현대 전기, 전자, 통신산업 등에 있어서 치명적인 장해요소로 대두되고 있다. 따라서, 전자파 장해에 대한 대책 방안으로 엄격한 규제가 마련되어 있으며, 전자파 차폐 재료에 대한 관심과 연구가 증가하고 있다.
종래에, 전자파 차폐재료로 전기적 특성이 잘 알려진 금속재료가 전통적으로 많이 이용되어 왔다. 그러나, 가공성이 나쁘고, 사용되는 장비가 매우 고가이며, 부식성에 따른 문제로 인하여 대체재료의 필요성이 부각되고 있으며, 금속재료에 비해 값이 싸고, 가벼우며, 가공하기 쉬운 플라스틱, 복합재료 등이 개발되어 전기 및 전자제품의 재료로써 금속재료를 대체해 나가고 있는 실정이다. 현재 전자파 차폐를 위한 대체 소재로서, 전도성 고분자에 이용한 카본블랙, 제올라이트, 탄소섬유 또는 금속입자를 이용한 고분자 복합재 등이 이용되고 있다. 그러나, 이들 소재에 사용되는 전도성 고분자는 유기용매에 대해 낮은 용해성 및 낮은 내열성을 가지며, 카본블랙, 탄소섬유 또는 금속입자들은 고분자 내의 낮은 분산성, 고 중량비 등의 문제점을 안고 있다.
한편, 탄소나노튜브(Carbon Nanotubes, CNTs)는 1개의 탄소 원자가 3개의 다른 탄소 원자와 결합한 육각형 벌집(comb) 모양의 흑연 면이 나노 크기의 직경으로 둥글게 말린 형태를 가리키고 있으며, 크기나 형태에 따라 독특한 물리적 성질을 갖는 거대 분자이다. 이러한 탄소나노튜브는 속이 비어 있어 가볍고 다이아몬드의 2배에 가까운 열전도도 및 구리와 비교하여 1,000 배가량 높은 전류 이송 능력을 가진다. 또한, 원통형을 이루는 결합 구조에 따라 일부러 불순물을 넣지 않아도 튜브와 튜브가 상호 작용하면서 도체에서 반도체로 변한다. 또한, 말려진 형태에 따라서 단층벽 나노튜브(Single walled carbon nanotube, SWNT), 다중벽 나노튜브(Multi-walled carbon nanotube, MWNTs), 다발형 나노튜브(Rope nanotube)로 구분하기도 한다.
이러한 구조적 특징으로 인해 탄소나노튜브는 도체, 반도체, 뛰어난 화학적 안정성, 물리적 강도, 저중량 물질특성 등의 특성을 지닌다. 또한, 상기의 기계적인 특성과 함께 탄소나노튜브의 또 다른 뛰어난 특성인 전기적 특성은 비전도성 고분자에 전기 전도도를 부여하는데 사용될 수 있고, 이로 인하여 전자기 차폐 효과를 향상시킬 수 있다는 이점을 가진다. 이를 위하여 탄소나노튜브에 대하여 모체로서 다양한 고분자가 사용될 수 있는 가능성에 대한 연구가 현재 수행되고 있으며, 이러한 목적으로 만들어진 복합재료의 우수한 기계적, 전기적 특성이 학계에 보고되고 있다.
먼저, 탄소나노튜브 표면에 카르복실기(-COOH) 및 하이드록시기(-OH)를 도입한 다음, 촉매 존재 하에서 폴리락타이드 프리-폴리머(polylactide pre-polymer)의 열분해에 의해 생성된 락타이드(Lactide)에 분산시켜 개환중합하여 제조되는 고분자 복합재가 공지되어 있다(특허문헌 1).
다음으로, 함산소불소화(oxyfluorination) 처리로 표면이 개질화된 다중벽 탄소나노튜브와 폴리비닐알코올, 전자파 감응성 비닐계 단량체, 가교제 및 용매로 이루어진 마이크로캡슐 전구체 용액을 중합 및 가교한 다음, 건조하여 마이크로캡슐의 형태로 제조되는 전자파 차폐용 복합재가 공지되어 있다(특허문헌 2).
그러나, 상기 복합재들은 전도성 고분자를 사용함으로써, 유기용매에 대한 낮은 용해성을 가지므로 작업성이 떨어지고, 탄소나노튜브에 금속촉매 입자 등과 같은 불순물이 존재하므로, 고분자에 분산할 경우 분산력이 감소 될 뿐만 아니라, 기계적, 전기적 물성의 저하를 가져온다.
이에 본 발명자들은 전자파 차폐 효과를 갖는 새로운 복합 소재를 개발하기 위해 노력한 결과, 파이렌 화합물로 표면을 개질화시킨 탄소나노튜브는 비전도성 고분자를 매트릭스로 하여 복합재를 제조할 경우, 탄소나노튜브 간의 응집없이 유기용매 및 고분자 내에서 분산력이 우수할 뿐만 아니라, 제조된 고분자 나노복합재의 기계적, 전기적 물성이 우수한 것을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
대한민국 등록특허 제10-0789103호; 대한민국 공개특허 제10-2011-0095596호.
A. A. Al-Ghamdi, F. E. Tantawy, Compos. Tart A: Appl. Sci. Manuf., 41, (2010), 1693; C. S. Chen, M. K. Seo, S. C. Chen, R. D. Chien, Int. Commun. Heat. Mass., 35, (2008), 744.
본 발명의 목적은 개질화된 탄소나노튜브를 포함하는 기계적 물성과 전기 전도성이 우수한 고분자 나노복합재를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 개질화된 탄소나노튜브를 포함하는 기계적 물성과 전기 전도성이 우수한 고분자 나노복합재의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 전자파 차폐효과를 부여하기 위해 전기 전도성 소재에 사용되는, 파이렌 화합물로 개질화된 탄소나노튜브를 포함하는 기계적 물성과 전기 전도성이 우수한 고분자 나노복합재를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여,
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 파이렌 화합물로 개질화된 탄소나노튜브를 포함하는 기계적 물성과 전기 전도성이 우수한 고분자 나노복합재를 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
(상기 화학식 1에 있어서, m 및 n은 본 명세서에서 정의한 바와 같다).
또한, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 파이렌 화합물로 표시되는 화합물을 탄소나노튜브의 표면에 처리하여 개질화시키는 단계(단계 1); 및
상기 단계 1에서 개질화된 탄소나노튜브를 비전도성 고분자 매트릭스에 분산시키는 단계(단계 2);를 포함하는 상기의 개질화된 탄소나노튜브를 포함하는 기계적 물성과 전기 전도성이 우수한 고분자 나노복합재의 제조방법을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00002
(상기 화학식 1에 있어서, m 및 n은 본 명세서에서 정의한 바와 같다).
나아가, 본 발명은 전자파 차폐효과를 갖는 전기 전도성 소재에 사용되는 하기 화학식 1로 표시되는 파이렌 화합물로 개질화된 탄소나노튜브를 포함하는 기계적 물성과 전기 전도성이 우수한 고분자 나노복합재를 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00003
(상기 화학식 1에 있어서, m 및 n은 본 명세서에서 정의한 바와 같다).
본 발명에 따른 기계적 물성과 전기 전도성이 우수한 고분자 나노복합재는 유기용매 및 고분자 내에서의 분산력을 향상시키기 위하여 파이렌 화합물로 표면을 개질화시킨 탄소나노튜브를 고분자 매트릭스에 균질하게 분산시켜 제조된다. 이에 따라 제조된 고분자 나노복합재는 기계적 강도 및 전기적 물성이 우수하므로, 전자파 차폐효과를 가진 TV 프레임, 휴대폰 하우징, 노트북 외장재, 디지털 카메라 내외장재, 기타 IT 제품 등에 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 실시예 1에서 제조된 고분자 나노복합재를 투과전자현미경(TEM, Transmission electron microscope) 촬영한 사진이다.
도 2는 본 발명에 따른 비교예 2에서 제조된 개질화되지 않은 탄소나노튜브를 포함하는 고분자 나노복합재를 투과전자현미경(TEM, Transmission electron microscope) 촬영한 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 고분자 나노복합재의 제조과정을 나타낸 공정도이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 파이렌 화합물로 개질화된 탄소나노튜브를 포함하는 기계적 물성과 전기 전도성이 우수한 고분자 나노복합재를 제공한다.
Figure pat00004
상기 화학식 1에 있어서,
m은 2 내지 10의 정수이고; 및
n은 1 내지 20의 정수이다.
바람직하게는,
m은 2 내지 7의 정수이고; 및
n은 1 내지 13의 정수이다.
본 발명에 따른 상기 화학식 1로 표시되는 파이렌 화합물은 파이렌기에 C1 내지 C20의 지방족 알킬사슬을 치환된 아마이드기와 결합되어 있는 구조를 갖는다. 이때, 상기 아마이드기에 치환된 C1 내지 C20의 지방족 알킬사슬은 친유성을 가져 유기용매에 대한 분산성을 향상시킨다. 또한, 비전도성 고분자로서 폴리아마이드를 사용할 경우, 상기 파이렌 및 C1 내지 C20의 지방족 알킬사슬의 사이에 치환되어 있는 아마이드기는 비전도성 고분자 내에 포함된 아마이드기의 상용성을 향상시켜 개질화된 탄소나노튜브가 비전도성 고분자 내에서 보다 균질하게 분산되도록 하는 역할을 수행한다(실험예 1 참조).
따라서, 본 발명에 따른 기계적 물성과 전기 전도성이 우수한 고분자 나노복합재는 화학식 1로 표시되는 파이렌 화합물로 개질화하여 유기용매 및 고분자에 대한 분산력을 향상시킨 탄소나노튜브를 사용하여 비전도성 고분자에 균질하게 분산되어 제조됨으로써, 우수한 전기 전도성, 전자파 차폐효과 및 기계적 강도를 가지게 된다.
또한, 본 발명에 따른 상기 고분자 나노복합재는 화학식 1로 표시되는 파이렌 화합물이 표면에 비공유 흡착된 탄소나노튜브를 비전도성 고분자 매트릭스 내에 분산시켜 제조될 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 파이렌 화합물에 포함되어 있는 파이렌기는 탄소나노튜브 표면의 sp2 탄소로 구성된 육각 벌집 구조의 흑연판과 π 결합형태의 비공유 흡착을 하는 역할을 수행한다. 탄소나노튜브는 파이렌기와 비공유 흡착함으로써, 탄소나노튜브의 분극률 및 탄소나노튜브 입자 간의 반데르발스 힘(Van der Waals force)을 약화시켜 탄소나노튜브 입자 간의 응집력을 약화시키고, 분산력을 향상시킨다(실험예 1 참조).
또한, 일반적으로 전도성 고분자는 우수한 전기 전도성을 가져 탄소나노튜브와 복합체를 만듦으로써 전자파 차폐 효과 및 우수한 기계적 강도를 갖는 전기 전도성 소재로 연구가 활발히 되어 왔다. 그러나, 전도성 고분자는 유기용매에 대한 낮은 용해도 및 낮은 내열성을 가지므로, 전기 전도성 소재로서의 한계가 있다. 반면, 본 발명에 따른 기계적 물성과 전기 전도성이 우수한 고분자 나노복합재는 복합체의 지지체로서 비전도성 고분자를 사용함으로써 상기의 문제들을 해결하였으며, 화학식 1로 표시되는 파이렌 화합물로 개질화된 탄소나노튜브를 고분자 매트릭스 내에 균질하게 분산시킴으로써, 탄소나노튜브 고유의 우수한 전기적 물성 및 기계적 물성을 가진다.
이때, 본 발명에 따른 상기 비전도성 고분자는 폴리다이아미노벤젠 계열 고분자, 폴리페놀 계열 고분자, 아민 또는 하이드록시로 치환된 폴리나프탈렌 계열 고분자, 폴리아마이드 계열 고분자 등을 사용할 수 있다. 바람직하게는 폴리아마이드 계열 고분자를 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 상기 기계적 물성과 전기 전도성이 우수한 고분자 나노복합재는 탄소나노튜브의 개질화 시, 고분자 복합재의 지지체 역할을 하는 폴리아마이드 계열 고분자에 포함되어 있는 아마이드기와 동일한 치환기를 포함하는 화학식 1로 표시되는 파이렌 화합물을 사용함으로써, 고분자와 개질화된 탄소나노튜브의 상용성을 향상시켜 분산력을 향상시키는 효과가 있다.
나아가, 본 발명에 따른 상기 기계적 물성과 전기 전도성이 우수한 고분자 나노복합재는 화학식 1로 표시되는 파이렌 화합물로 개질된 탄소나노튜브:비전도성 고분자 = 1-20 중량% : 100 중량%의 비율로 이루어진다.
상기 화학식 1로 표시되는 파이렌 화합물로 개질된 탄소나노튜브와 비전도성 고분자의 혼합비가 1 중량% : 100 중량% 미만으로 이루어진 경우, 제조되는 고분자 나노복합재의 전기 차폐효과 및 기계적 강도가 향상되는 효과를 기대하기 어려운 문제가 있고, 화학식 1의 파이렌 화합물로 개질된 탄소나노튜브와 비전도성 고분자의 혼합비가 20 중량% : 100 중량%를 초과하는 경우에는 고분자 매트릭스 내의 개질화된 탄소나노튜브의 분산성이 저하되는 문제가 있다.
또한, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 파이렌 화합물을 탄소나노튜브의 표면에 처리하여 개질화시키는 단계(단계 1); 및
상기 단계 1에서 개질화된 탄소나노튜브를 비전도성 고분자 매트릭스에 분산시키는 단계(단계 2);를 포함하는 개질화된 탄소나노튜브를 포함하는 기계적 물성과 전기 전도성이 우수한 고분자 나노복합재의 제조방법을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00005
(상기 화학식 1에 있어서, m 및 n은 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다).
이하, 상기 개질화된 탄소나노튜브를 포함하는 기계적 물성과 전기 전도성이 우수한 고분자 나노복합재의 제조방법을 각 단계별로 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 상기 단계 1은 화학식 1로 표시되는 파이렌 화합물을 탄소나노튜브의 표면에 처리하여 개질화시키는 단계이다.
이때, 상기 단계 1의 개질화는 유기용매 내에 화학식 1의 파이렌 화합물과 탄소나노튜브를 첨가한 다음, 초음파 조사하여 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 단계 1의 개질화에 사용가능한 유기용매는 비양자성 극성 용매로서, 클로로포름, 디클로로메탄, 테트라하이드로퓨란(THF) 또는 이들의 혼합용액을 사용할 수 있다. 바람직하게는 테트라하이드로퓨란(THF)을 사용할 수 있다.
나아가, 상기 단계 1의 화학식 1의 파이렌 화합물은 하기 반응식 1에 나타낸 바와 같이,
염기 존재 하에서, 화학식 2로 표시되는 파이렌 염화산화물과 화학식 3으로 표시되는 1차 아민을 반응시켜 화학식 1로 표시되는 파이렌 화합물을 제조하는 단계를 포함하는 제조방법에 의해 제조될 수 있다.
[반응식 1]
Figure pat00006
(상기 화학식 1에 있어서, m 및 n은 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다).
이때, 상기 화학식 1로 표시되는 파이렌 화합물의 제조방법에 있어서, 사용가능한 염기는 다이이소프로필에틸아민(DIPEA), 다이에틸아민(DEA), 트라이에틸아민(TEA), 피리딘, 1,4-바이아자바이사이클로[2,2,2]옥탄(DABCO), 또는 N,N-다이메틸아미노피리딘(DMAP)를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 화학식 3으로 표시되는 사용가능한 1차 아민은 n-부틸아민, n-헥실아민, n-옥틸아민, n-데실아민, n-도데실아민, n-테트라데실아민, n-헥사데실아민, n-옥타데실아민 또는 n-이코산아민을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
나아가, 상기 화학식 1로 표시되는 파이렌 화합물의 제조방법은 상온에서 2시간 내지 6시간 교반하여 수행될 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 상기 단계 2는 상기 단계 1에서 개질화된 탄소나노튜브를 비전도성 고분자 매트릭스에 분산시키는 단계이다.
이때, 본 발명에 따른 상기 단계 2의 분산은 용액 성형법(solution casting), 용융 성형법(melt processing), 습식방사법(wet spinning) 또는 전기방사법(electrospinning)에 의해 수행될 수 있으며, 이외에 당업자가 분산을 위하여 통상적으로 사용하는 방법으로 수행될 수 있다.
상기 용액 성형법은 유기용매 내에 개질화된 탄소나노튜브 및 고분자를 용해시킨 다음, 초음파 조사하여 분산하는 방법을 포함할 수 있다.
또한, 상기 용액 성형법에서 사용가능한 유기용매는 극성 유기용매로서, 다이메틸설폭사이드(DMSO), 다이메틸포름아마이드(DMF), 다이메틸아세틸아마이드(DMAc), 1,4-다이옥산, 테트라하이드로퓨란(THF), 헥사메틸인산 트라이아마이드(HPMA), 헥사플루오로-2-프로판올(HFIP) 또는 이들의 혼합용액을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 헥사플루오로-2-프로판올(HFIP)을 사용할 수 있다.
나아가, 전자파 차폐효과를 갖는 전기 전도성 소재에 사용되는, 하기 화학식 1로 표시되는 파이렌 화합물로 개질화된 탄소나노튜브를 포함하는 기계적 물성과 전기 전도성이 우수한 고분자 나노복합재를 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00007
(상기 화학식 1에 있어서, m 및 n은 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다).
최근 전자파는 소형화, 고집적화, 고속화 및 다기능화를 지향하는 현대 전기, 전자, 통신산업 등에 있어서 치명적인 장해요소로 대두되고 있다. 이로 인하여 전자파 장해에 대한 대책 방안으로 엄격한 규제가 마련되어 있으며, 전자파 차폐 재료에 대한 관심과 연구가 진행되고 있다.
이에, 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 파이렌 화합물로 개질화된 탄소나노튜브를 포함하는 고분자 나노복합재의 전자파 차폐 효과 확인을 위하여, 본 발명에 따른 고분자 나노복합재의 면저항을 측정하였다. 그 결과, 본 발명에 따른 고분자 나노복합재는 개질화되지 않은 탄소나노튜브를 고분자에 분산시켜 제조된 고분자 나노복합재에 비하여 분산된 탄소나노튜브량에 비례하게 1.4 내지 4.1배의 낮은 면저항을 갖는 것으로 확인되었다(실험예 2 참조).
또한, 우수한 전기 전도성이 요구되는 소재로 사용하기 위해 요구되는 기계적 물성을 평가하기 위하여, 본 발명에 따른 고분자 나노복합재의 굴곡탄성률 및 충격강도를 측정하였다. 그 결과, 굴곡강도의 경우, 본 발명에 따른 고분자 나노복합재는 개질화되지 않은 탄소나노튜브를 고분자에 분산시켜 제조된 고분자 나노복합재에 비하여 약 1.2 내지 1.6 배의 높은 굴곡강도를 갖는 것으로 확인되었다. 또한, 굴곡탄성률의 경우, 본 발명에 따른 고분자 나노복합재는 개질화되지 않은 탄소나노튜브를 고분자에 분산시켜 제조된 고분자 나노복합재에 비하여 분산된 탄소나노튜브량에 비례하게 약 1.3 내지 1.6 배의 높은 굴곡탄성률을 가지는 것으로 확인되었다. 나아가, 충격강도의 경우, 분산된 탄소나노튜브량에 비례하게 충격강도가 향상되는 것을 알 수 있으며, 특히, 탄소나노튜브를 2 phr 이상 분산시켜 제조된 고분자 나노복합재의 경우, 개질화되지 않은 탄소나노튜브를 고분자에 분산시켜 제조된 고분자 나노복합재에 비하여 1.3 내지 2.3배의 높은 충격강도를 갖는 것으로 확인되었다(실험예 3 참조).
따라서, 본 발명에 따라 제조된 기계적 물성과 전기 전도성이 우수한 고분자 나노복합재는 탄소나노튜브를 화학식 1로 표시되는 파이렌 화합물로 개질화하여 비전도성 고분자에 분산시켜 제조함으로써, 고분자 매트릭스에 탄소나노튜브 간의 응집없이 균질하게 분산되어 전기적, 기계적 물성이 상당히 우수하므로, 전자파 차폐효과를 갖는 전기 전도성 소재에 유용하게 사용될 수 있다.
이때, 상기 전자파 차폐효과를 갖는 전기 전도성 소재는 전자파 차폐효과를 가진 TV 프레임, 휴대폰 하우징, 노트북 외장재, 디지털 카메라 내외장재, 기타 IT 제품 등을 들 수 있다.
이하, 본 발명을 하기 제조예, 실시예 및 실험예에 의해 상세히 설명한다.
단, 하기 제조예 및 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 제조예 및 실시예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다.
< 제조예 1> 파이렌 화합물의 제조-1
Figure pat00008
질소 분위기하에서, 4-(6,10-다이하이드로파이렌-1-일)부타노일 클로라이드(1 g, 3.2 mmol)를 다이클로로메탄(150 ml)에 용해시킨 후, 0 - 5℃로 냉각시키고, n-부틸아민(0.48 g, 6.5 mmol) 및 트라이에틸아민(0.99 g, 9.8 mmol)을 첨가한 다음, 30분 동안 교반하였다. 이후 상온으로 등온하여 3시간 이상 교반하고, 용매를 감압농축한 후, 농축된 반응물에 다이클로로메탄을 가하고 소금물로 세척하였다. 세척된 유기층을 황산마그네슘으로 건조시키고, 컬럼크로마토그래피(실리카겔, n-핵산:에틸 아세테이트=1:1)로 정제하여 목적화합물(수득율: 79%)을 얻었다.
1H NMR (300Hz, CDCl3): δ 0.89 (t, 3H), 1.29-1.43 (m, 4H), 2.17-2.27 (m, 4H), 3.22 (q, 2H), 3.38 (t, 2H), 5.34 (brd s, 1H), 7.84 (d, 1H, J= 7.8 Hz), 7.96-8.17 (m, 7H), 8.29 (d, 1H, J= 9.3 Hz).
< 제조예 2> 파이렌 화합물의 제조-2
Figure pat00009
상기 제조예 1에서 n-부틸아민(0.48 g)을 사용하는 대신에 n-헥실아민(0.66 g)을 사용하는 것을 제외하고 제조예 1과 동일한 방법으로 수행하여 목적화합물(수득율: 83%)을 얻었다.
1H NMR (300Hz, CDCl3): δ 0.89 (t, 3H), 1.29-1.52 (m, 8H), 2.22-2.31 (m, 4H), 3.25 (q, 2H), 3.42 (t, 2H), 5.35 (brd s, 1H), 7.88 (d, 1H, J= 7.8 Hz), 7.99-8.20 (m, 7H), 8.33 (d, 1H, J= 9.3 Hz).
< 제조예 3> 파이렌 화합물의 제조-3
Figure pat00010
상기 제조예 1에서 n-부틸아민(0.48 g)을 사용하는 대신에 n-옥틸아민(0.84 g)을 사용하는 것을 제외하고 제조예 1과 동일한 방법으로 수행하여 목적화합물(수득율: 80%)을 얻었다.
1H NMR (300Hz, CDCl3): δ 0.86 (t, 3H), 1.24-1.46 (m, 12H), 2.18-2.26 (m, 4H), 3.21 (q, 2H), 3.38 (t, 2H), 5.34 (brd s, 1H), 7.84 (d, 1H, J= 7.8 Hz), 7.96-8.17 (m, 7H), 8.29 (d, 1H, J= 9.3 Hz).
< 제조예 4> 파이렌 화합물의 제조-4
Figure pat00011
상기 제조예 1에서 n-부틸아민(0.48 g)을 사용하는 대신에 n-데실아민(1.02 g)을 사용하는 것을 제외하고 제조예 1과 동일한 방법으로 수행하여 목적화합물(수득율: 84%)을 얻었다.
1H NMR (300Hz, CDCl3): δ 0.88 (t, 3H), 1.26-1.49 (m, 16H), 2.21-2.31 (m, 4H), 3.25 (q, 2H), 3.42 (t, 2H), 5.35 (brd s, 1H), 7.89 (d, 1H, J= 7.8 Hz), 7.99-8.20 (m, 7H), 8.33 (d, 1H, J= 9.3 Hz).
< 제조예 5> 파이렌 화합물의 제조-5
Figure pat00012
상기 제조예 1에서 n-부틸아민(0.48 g)을 사용하는 대신에 n-도데실아민(1 g)을 사용하는 것을 제외하고 제조예 1과 동일한 방법으로 수행하여 목적화합물(수득율: 78%)을 얻었다.
1H NMR (300Hz, CDCl3): δ 0.89 (t, 3H), 1.25-1.49 (m, 20H), 2.21-2.28 (m, 4H), 3.25 (q, 2H), 3.41 (t, 2H), 5.37 (brd s, 1H), 7.88 (d, 1H, J= 7.8 Hz), 7.98-8.19 (m, 7H), 8.32 (d, 1H, J= 9.3 Hz).
< 제조예 6> 파이렌 화합물로 개질화된 탄소나노튜브의 제조 1
테트라하이드로퓨란(THF)에 다중벽 탄소나노튜브(MWNT, 1 g) 및 상기 제조예 1에서 제조된 파이렌 화합물(1 g)을 첨가한 다음 상온에서 30qs 동안 초음파 처리를 하였다. 그런 다음, 초음파 처리된 반응물을 여과하고 테트라하이드로퓨란으로 세척한 후, 진공 오븐에서 건조하여 목적화합물을 얻었다.
< 제조예 7> 파이렌 화합물로 개질화된 탄소나노튜브의 제조 2
상기 제조예 6에서 제조예 1에서 제조된 파이렌 화합물을 사용하는 대신에 제조예 2에서 제조된 파이렌 화합물을 사용하는 것을 제외하고 제조예 6과 동일한 방법으로 수행하여 목적화합물을 얻었다.
< 제조예 8> 파이렌 화합물로 개질화된 탄소나노튜브의 제조 3
상기 제조예 6에서 제조예 1에서 제조된 파이렌 화합물을 사용하는 대신에 제조예 3에서 제조된 파이렌 화합물을 사용하는 것을 제외하고 제조예 6과 동일한 방법으로 수행하여 목적화합물을 얻었다.
< 제조예 9> 파이렌 화합물로 개질화된 탄소나노튜브의 제조 4
상기 제조예 6에서 제조예 1에서 제조된 파이렌 화합물을 사용하는 대신에 제조예 4에서 제조된 파이렌 화합물을 사용하는 것을 제외하고 제조예 6과 동일한 방법으로 수행하여 목적화합물을 얻었다.
< 제조예 10> 파이렌 화합물로 개질화된 탄소나노튜브의 제조 5
상기 제조예 6에서 제조예 1에서 제조된 파이렌 화합물을 사용하는 대신에 제조예 5에서 제조된 파이렌 화합물을 사용하는 것을 제외하고 제조예 6과 동일한 방법으로 수행하여 목적화합물을 얻었다.
< 실시예 1 내지 실시예 15> 개질화된 탄소나노튜브 고분자 나노복합재의 제조 1-15
고분자 나노복합재는 용액 성형법(solution casting)을 이용하여 제조하였다. 먼저, 비전도성 고분자인 폴리아마이드 6(0.1 g)을 헥사플루오로-2-프로판올(HFIP)에 용해시킨 다음, 하기 표 1에 나타낸 것과 같이 파이렌 화합물로 표면이 개질화된 탄소나노튜브를 첨가하고 상온에서 30분 동안 초음파 처리하였다. 초음파 처리된 반응물을 상온에서 30분 동안 교반하고, 다시 30분 동안 초음파 처리를 하였다. 그런 다음, 이를 여과하고 건조시켜 필름형상의 개질화된 탄소나노튜브 폴리아마이드 나노복합재를 제조하였다.
탄소나노튜브에 개질화된 파이렌 화합물 개질화된 탄소나노튜브의 첨가량(phr)
실시예 1 제조예 1의 화합물 1
실시예 2 제조예 1의 화합물 3
실시예 3 제조예 1의 화합물 5
실시예 4 제조예 2의 화합물 1
실시예 5 제조예 2의 화합물 3
실시예 6 제조예 2의 화합물 5
실시예 7 제조예 3의 화합물 1
실시예 8 제조예 3의 화합물 3
실시예 9 제조예 3의 화합물 5
실시예 10 제조예 4의 화합물 1
실시예 11 제조예 4의 화합물 3
실시예 12 제조예 4의 화합물 5
실시예 13 제조예 5의 화합물 1
실시예 14 제조예 5의 화합물 3
실시예 15 제조예 5의 화합물 5
< 실시예 16 내지 실시예 35> 개질화된 탄소나노튜브 포함하는 고분자 나노복합재의 제조 16-35
고분자 나노복합재는 용융 성형법(melt processing)을 이용하여 제조하였다. 먼저, 폴리아마이드 6(10 g)을 가열하여 용융시킨 후, 하기 표 2에 나타낸 것과 같이 화학식 1로 표시되는 파이렌 화합물로 표면이 개질화된 탄소나노튜브를 첨가하였다. 그런 다음, 이축 압출기(twin screw extruder, 마이크로 컴파운더)를 사용하여 250℃에서 10분간 혼련한 후 사출하고, 상온에서 냉각시켜 개질화된 탄소나노튜브 폴리아마이드 나노복합재를 제조하였다.
탄소나노튜브에 개질화된 파이렌 화합물 개질화된 탄소나노튜브의 첨가량(phr)
실시예 16 제조예 1의 화합물 1
실시예 17 제조예 1의 화합물 2
실시예 18 제조예 1의 화합물 3
실시예 19 제조예 1의 화합물 5
실시예 20 제조예 2의 화합물 1
실시예 21 제조예 2의 화합물 2
실시예 22 제조예 2의 화합물 3
실시예 23 제조예 2의 화합물 5
실시예 24 제조예 3의 화합물 1
실시예 25 제조예 3의 화합물 2
실시예 26 제조예 3의 화합물 3
실시예 27 제조예 3의 화합물 5
실시예 28 제조예 4의 화합물 1
실시예 29 제조예 4의 화합물 2
실시예 30 제조예 4의 화합물 3
실시예 31 제조예 4의 화합물 5
실시예 32 제조예 5의 화합물 1
실시예 33 제조예 5의 화합물 2
실시예 34 제조예 5의 화합물 3
실시예 35 제조예 5의 화합물 5
< 비교예 1 내지 비교예 3> 개질화되지 않은 탄소나노튜브를 포함하는 고분자 나노복합재의 제조 1-3
상기 실시예 1 내지 실시예 3에서 제조예 1에서 제조된 파이렌 화합물로 개질화된 탄소나노튜브를 사용하는 대신에 개질화되지 않은 탄소나노튜브를 사용하는 것을 제외하고 실시예 1 내지 실시예 3과 동일한 방법으로 수행하여 탄소나노튜브 고분자 나노복합재를 얻었다.
< 비교예 4 내지 비교예 7> 개질화되지 않은 탄소나노튜브를 포함하는 고분자 나노복합재의 제조 4-7
상기 실시예 16 내지 실시예 19에서 제조예 1에서 제조된 파이렌 화합물로 개질화된 탄소나노튜브를 사용하는 대신에 개질화되지 않은 탄소나노튜브를 사용하는 것을 제외하고 실시예 16 내지 실시예 19과 동일한 방법으로 수행하여 탄소나노튜브 고분자 나노복합재를 얻었다.
< 실험예 1> 개질화된 탄소나노튜브를 포함하는 고분자 나노복합재의 분산성 평가
본 발명에 따라 제조된 개질화된 탄소나노튜브의 비전도성 고분자 내에서의 분산성을 평가하기 위하여 하기와 같은 실험을 수행하였다.
본 발명에 따른 실시예 1에서 제조된 고분자 나노복합재 및 비교예 1에서 개질화되지 않은 탄소나노튜브를 이용하여 제조된 고분자 나노복합재의 투과전자현미경(TEM, Transmission electron microscope)을 촬영하여 분산 정도를 확인하였다. 그 결과를 도 1 및 도 2에 나타내었다.
도 1 및 도 2에 나타난 바와 같이, 표면을 개질화하지 않은 탄소나노튜브를 이용하여 제조된 고분자 나노복합재는 탄소나노튜브 간의 응집 형상이 뚜렷한 반면, 본 발명에 따른 파이렌 화합물로 표면이 개질화된 탄소나노튜브를 이용하여 제조된 고분자 나노복합재는 탄소나노튜브 간의 응집없이 고르게 분산되어 있는 것으로 확인되었다. 이로부터, 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 파이렌 화합물로 개질화된 탄소나노튜브를 사용함으로써, 응집현상 없이 비전도성 고분자 내에 균질하게 분산된 고분자 나노복합재를 제조할 수 있는 것을 알 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 기계적 물성과 전기 전도성이 우수한 고분자 나노복합재는 화학식 1로 표시되는 파이렌 화합물로 개질화된 탄소나노튜브를 비전도성 고분자 매트릭스에 균질하게 분산시켜 제조됨으로써, 이로 인한 전기적, 기계적 물성이 우수하므로, 전자파 차폐효과를 가진 TV 프레임, 휴대폰 하우징, 노트북 외장재, 디지털 카메라 내외장재, 기타 IT 제품 등의 전기 전도성 소재로 유용하게 사용될 수 있다.
< 실험예 2> 개질화된 탄소나노튜브 고분자 나노복합재의 전기적 물성 평가
본 발명에 따라 제조된 고분자 나노복합재의 전기적 물성을 평가하기 위하여 하기와 같은 실험을 수행하였다.
먼저, 상기 실시예 1 내지 실시예 15 및 비교예 1 내지 비교예 3에서 용액 성형법(solution casting)으로 제조된 고분자 나노복합재의 면저항을 측정하였다. 이때, 면저항은 디지털 전압계(KEIYHLEY 195A digital multimeter) 및 프로그램 가능 전류원(programmable current source)을 사용하여 4-침법(4-point probe)으로 측정하였다. 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
탄소나노튜브에 개질화된 파이렌 화합물 탄소나노튜브의 첨가량(phr) 면저항 (Ω/□)
실시예 1 제조예 1의 화합물 1 153
실시예 2 제조예 1의 화합물 3 53
실시예 3 제조예 1의 화합물 5 28
실시예 4 제조예 2의 화합물 1 132
실시예 5 제조예 2의 화합물 3 55
실시예 6 제조예 2의 화합물 5 25
실시예 7 제조예 3의 화합물 1 143
실시예 8 제조예 3의 화합물 3 67
실시예 9 제조예 3의 화합물 5 30
실시예 10 제조예 4의 화합물 1 122
실시예 11 제조예 4의 화합물 3 50
실시예 12 제조예 4의 화합물 5 22
실시예 13 제조예 5의 화합물 1 112
실시예 14 제조예 5의 화합물 3 45
실시예 15 제조예 5의 화합물 5 18
비교예 1 - 1 281
비교예 2 - 3 95
비교예 3 - 5 74
상기 표 3 에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 파이렌 화합물로 개질화된 탄소나노튜브를 분산시켜 제조된 고분자 나노복합재는 탄소나노튜브 처리량에 비례하여 면저항이 감소되는 것으로 나타났다. 또한, 비교예 1 내지 3의 개질화되지 않은 탄소나노튜브를 포함하는 고분자 나노복합재에 비하여 면저항이 현저히 낮은 것으로 나타났다. 특히, 제조예 5에서 제조된 파이렌 화합물로 탄소나노튜브를 개질화한, 본 발명에 따른 실시예 13 내지 실시예 15에서 제조된 고분자 나노복합재의 경우에는 비교예에서 제조된 고분자 나노복합재에 비하여 탄소나노튜브의 첨가량에 따라 2.5 내지 4.1 배의 낮은 면저항을 나타내는 것으로 확인되었다. 이로부터, 본 발명에 따른 기계적 물성과 전기 전도성이 우수한 고분자 나노복합재는 탄소나노튜브를 개질화하여 고분자 매트릭스에 균질하게 분산시킴으로써, 고분자 나노복합재의 면저항을 현저히 낮추며, 이로 인하여 전자파 차폐율을 높이는 효과가 있는 것을 알 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 기계적 물성과 전기 전도성이 우수한 고분자 나노복합재는 화학식 1로 표시되는 파이렌 화합물로 개질화하여 유기용매 및 고분자 내의 분산력을 향상시킨 탄소나노튜브를 비전도성 고분자에 균질하게 분산시켜 제조됨으로써, 전기적 물성이 우수하므로, 전자파 차폐효과를 가진 TV 프레임, 휴대폰 하우징, 노트북 외장재, 디지털 카메라 내외장재, 기타 IT 제품 등의 전기 전도성 소재로 유용하게 사용될 수 있다.
< 실험예 3> 개질화된 탄소나노튜브 고분자 나노복합재의 기계적 물성 평가
본 발명에 따라 제조된 고분자 나노복합재의 기계적 물성을 평가하기 위하여 하기와 같은 실험을 수행하였다.
먼저, 상기 실시예 16 내지 실시예 35 및 비교예 4 내지 비교예 7에서 용융 성형법(melt processing)으로 제조된 고분자 나노복합재의 굴곡강도, 굴곡탄성률 및 충격강도를 만능재료시험기(Universal testing machine)을 이용하여 측정하였다. 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
탄소나노튜브에 개질화된 파이렌 화합물 탄소나노튜브의 첨가량(phr) 굴곡강도 (MPa) 굴곡탄성률
(GPa)		 충격강도
(Kgf.cm/cm)
실시예 16 제조예 1의 화합물 1 94 3.0 4.4
실시예 17 제조예 1의 화합물 2 99 3.2 3.2
실시예 18 제조예 1의 화합물 3 99 3.2 3.1
실시예 19 제조예 1의 화합물 5 98 3.3 4.2
실시예 20 제조예 2의 화합물 1 96 3.1 4.6
실시예 21 제조예 2의 화합물 2 97 3.3 4.5
실시예 22 제조예 2의 화합물 3 101 3.4 4.3
실시예 23 제조예 2의 화합물 5 101 3.5 4.1
실시예 24 제조예 3의 화합물 1 100 3.3 4.5
실시예 25 제조예 3의 화합물 2 104 3.8 4.0
실시예 26 제조예 3의 화합물 3 108 3.9 4.4
실시예 27 제조예 3의 화합물 5 110 4.0 4.0
실시예 28 제조예 4의 화합물 1 101 3.4 4.2
실시예 29 제조예 4의 화합물 2 103 3.8 4.3
실시예 30 제조예 4의 화합물 3 110 4.0 4.5
실시예 31 제조예 4의 화합물 5 111 4.2 4.0
실시예 32 제조예 5의 화합물 1 104 3.4 4.6
실시예 33 제조예 5의 화합물 2 106 3.8 4.5
실시예 34 제조예 5의 화합물 3 112 4.1 4.6
실시예 35 제조예 5의 화합물 5 116 4.3 4.3
비교예 4 - 1 83 2.6 4.3
비교예 5 - 2 86 3.0 2.4
비교예 6 - 3 85 2.9 2.0
비교예 7 - 5 84 2.7 2.1
상기 표 4에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 파이렌 화합물로 개질화된 탄소나노튜브가 분산된 고분자 나노복합재는 비교예 4 내지 비교예 7의 개질화되지 않은 탄소나노튜브를 포함하는 고분자 나노복합재에 비하여 굴곡강도, 굴곡탄성률 및 충격강도를 포함하는 기계적 물성이 우수한 것으로 나타났다. 특히, 제조예 5에서 제조된 파이렌 화합물로 탄소나노튜브를 개질화한, 실시예 32 내지 실시예 35에서 제조된 고분자 나노복합재의 경우, 개질화하지 않은 고분자 나노복합재에 비하여 굴곡강도는 약 1.2 내지 1.4 배, 굴곡탄성률은 약 1.3 내지 1.6 배, 충격강도는 1.1 내지 2.0 배의 높은 기계적 물성을 갖는 것으로 확인되었다. 이로부터, 본 발명에 따른 파이렌 화합물로 개질화된 탄소나노튜브를 사용하여 제조되는 고분자 나노복합재는 고분자 매트릭스에 개질화된 탄소나노튜브를 균질하게 분산시켜 제조됨으로써, 탄소나노튜브 고유의 우수한 기계적 물성을 가지는 것을 알 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 기계적 물성과 전기 전도성이 우수한 고분자 나노복합재는 화학식 1로 표시되는 파이렌 화합물로 개질화하여 유기용매 및 고분자 내의 분산력을 향상시킨 탄소나노튜브를 비전도성 고분자에 균질하게 분산시켜 제조됨으로써, 전자파 차폐 등의 전기적 물성이 우수할 뿐만 아니라, 굴곡탄성률, 충격강도 등의 기계적 물성이 우수하므로, 전자파 차폐효과를 가진 TV 프레임, 휴대폰 하우징, 노트북 외장재, 디지털 카메라 내외장재, 기타 IT 제품 등의 전기 전도성 소재로 유용하게 사용될 수 있다.

Claims (14)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 파이렌 화합물로 개질화된 탄소나노튜브를 포함하는 기계적 물성과 전기 전도성이 우수한 고분자 나노복합재:
    [화학식 1]
    Figure pat00013

    (상기 화학식 1에 있어서,
    m 및 n은 4 내지 20의 정수이다).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 m은 2 내지 7의 정수이고; 및
    n은 1 내지 13의 정수인 것을 특징으로 하는 기계적 물성과 전기 전도성이 우수한 고분자 나노복합재.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 고분자 나노복합재는 화학식 1로 표시되는 파이렌 화합물이 표면에 비공유 흡착된 탄소나노튜브를 비전도성 고분자 매트릭스 내에 분산시킨 것을 특징으로 하는 기계적 물성과 전기 전도성이 우수한 고분자 나노복합재.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 비전도성 고분자는 폴리다이아미노벤젠 계열 고분자, 폴리페놀 계열 고분자, 아민 또는 하이드록시로 치환된 폴리나프탈렌 계열 고분자 및 폴리아마이드 계열 고분자로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종인 것을 특징으로 하는 기계적 물성과 전기 전도성이 우수한 고분자 나노복합재.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 비전도성 고분자는 폴리아마이드 계열 고분자인 것을 특징으로 하는 기계적 물성과 전기 전도성이 우수한 고분자 나노복합재.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 고분자 나노복합재는 화학식 1로 표시되는 파이렌 화합물로 개질화된 탄소나노튜브:비전도성 고분자 = 1-20 중량% : 100 중량%의 비율로 이루어진 것을 특징으로 하는 기계적 물성과 전기 전도성이 우수한 고분자 나노복합재.
  7. 하기 화학식 1로 표시되는 파이렌 화합물을 탄소나노튜브의 표면에 처리하여 개질화시키는 단계(단계 1); 및
    상기 단계 1에서 개질화된 탄소나노튜브를 비전도성 고분자 매트릭스에 분산시키는 단계(단계 2);를 포함하는 제1항의 개질화된 탄소나노튜브를 포함하는 기계적 물성과 전기 전도성이 우수한 고분자 나노복합재의 제조방법:
    [화학식 1]
    Figure pat00014

    (상기 화학식 1에 있어서, m 및 n은 제1항에서 정의한 바와 같다).
  8. 제7항에 있어서,
    상기 단계 1의 개질화는 유기용매 내에 화학식 1로 표시되는 파이렌 화합물과 탄소나노튜브를 첨가한 다음, 초음파 조사하여 수행되는 것을 특징으로 하는 개질화된 탄소나노튜브를 포함하는 기계적 물성과 전기 전도성이 우수한 고분자 나노복합재의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 유기용매는 클로로포름, 다이클로로메탄 및 테트라하이드로퓨란(THF)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 비양자성 극성 용매인 것을 특징으로 하는 개질화된 탄소나노튜브를 포함하는 기계적 물성과 전기 전도성이 우수한 고분자 나노복합재의 제조방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 단계 2의 분산은 용액 성형법(solution casting), 용융 성형법(melt processing), 습식방사법(wet spinning) 또는 전기방사법(electrospinning)에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 개질화된 탄소나노튜브를 포함하는 기계적 물성과 전기 전도성이 우수한 고분자 나노복합재의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 용액 성형법은 유기용매 내에 개질화된 탄소나노튜브 및 비전도성 고분자를 용해시킨 다음, 초음파 조사하여 분산하는 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 개질화된 탄소나노튜브를 포함하는 기계적 물성과 전기 전도성이 우수한 고분자 나노복합재의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 유기용매는 다이메틸설폭사이드(DMSO), 다이메틸포름아마이드(DMF), 다이메틸아세틸아마이드(DMAc), 1,4-다이옥산, 테트라하이드로퓨란(THF), 헥사메틸인산 트라이아마이드(HPMA) 및 헥사플루오로-2-프로판올(HFIP)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 극성 유기용매인 것을 특징으로 하는 개질화된 탄소나노튜브를 포함하는 기계적 물성과 전기 전도성이 우수한 고분자 나노복합재의 제조방법.
  13. 전자파 차폐효과를 부여하기 위해 전기 전도성 소재에 사용되는 하기 화학식 1로 표시되는 파이렌 화합물로 개질화된 탄소나노튜브를 포함하는 기계적 물성과 전기 전도성이 우수한 고분자 나노복합재:
    [화학식 1]
    Figure pat00015

    (상기 화학식 1에 있어서, m 및 n은 제1항에서 정의한 바와 같다).
  14. 제13항에 있어서,
    상기 전기 전도성 소재는 전자파 차폐효과를 가진 TV 프레임, 휴대폰 하우징, 노트북 외장재, 디지털 카메라 내외장재 또는 기타 IT 제품인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 효과를 갖는 전기 전도성 소재에 사용되는 기계적 물성과 전기 전도성이 우수한 고분자 나노복합재.
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