KR20140096707A - 우수한 내수성, 내화학성, 및 내후성을 갖는 고분자 공중합체를 포함하는 복합체 및 이의 제조방법. - Google Patents
우수한 내수성, 내화학성, 및 내후성을 갖는 고분자 공중합체를 포함하는 복합체 및 이의 제조방법. Download PDFInfo
- Publication number
- KR20140096707A KR20140096707A KR1020130009618A KR20130009618A KR20140096707A KR 20140096707 A KR20140096707 A KR 20140096707A KR 1020130009618 A KR1020130009618 A KR 1020130009618A KR 20130009618 A KR20130009618 A KR 20130009618A KR 20140096707 A KR20140096707 A KR 20140096707A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- polymer
- conductive
- poly
- emulsifier
- alcoholic
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/36—Sulfur-, selenium-, or tellurium-containing compounds
- C08K5/41—Compounds containing sulfur bound to oxygen
- C08K5/42—Sulfonic acids; Derivatives thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F20/00—Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride, ester, amide, imide or nitrile thereof
- C08F20/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms, Derivatives thereof
- C08F20/10—Esters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/18—Manufacture of films or sheets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/04—Carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/04—Carbon
- C08K3/041—Carbon nanotubes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/04—Carbon
- C08K3/042—Graphene or derivatives, e.g. graphene oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/08—Metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L101/00—Compositions of unspecified macromolecular compounds
- C08L101/12—Compositions of unspecified macromolecular compounds characterised by physical features, e.g. anisotropy, viscosity or electrical conductivity
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L65/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/001—Conductive additives
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
본 발명은 친수성기를 갖는 전도성 유화제의 친수성기를 제거하고, 이를 다른 알코올성 고분자와의 반응을 통해 소수성기를 형성시키고자 하는 목적으로 이루어졌다. 또한, 부도체인 바인더에 의한 물리적 결합 없이 공중합에 의한 화학적 결합을 유도함으로써, 뛰어난 내수성을 가지는 동시에, 전도성 유화제나 전도성 물질이 갖는 고유의 전기적 특성을 유지할 수 있도록 하였다. 따라서, 전도성 유화제와 알코올성 고분자간의 탈수축합반응을 일으켜, 전도성 물질로써의 응용이 가능한 전기 전도도를 갖는 그라프트 공중합체 (graft copolymer)를 생성하는 것과, 이를 극성용매에 함침하거나, 대기중에 장시간 방치하여도 전기전도도 등의 고유 물성이 변하지 않는 특성을 갖는 전도성 유화제와 알코올성 고분자간의 그라프트 공중합체 (graft copolymer) 및 그 제조방법을 제공한다.
Description
본 발명은 수분이나 주위의 환경에 대한 내수성과 내화학성, 및 내후성을 갖는 전도체에 관한 것으로, 전도성 물질과 상기 전도성 유화제의 중합체에 알코올성 고분자를 첨가하여 이를 혼합한 후, 열처리하여 탈수축합반응을 유도함으로써 내수성과 내화학성, 및 내후성을 갖는 그라프트 공중합체(graft copolymer)를 포함하는 복합체의 제조할 수 있는 기술에 관한 것이다.
전도성 유화제는 용매에 녹지 않는 성분을 용해시키거나 분산시키는 유화제 고유의 물성에 전기를 통과시키는 특유의 물성을 가지고 있어, 전도성 고분자나 나노 와이어 등을 분산시키면서 전도성을 유지시킬 수 있어, 이에 대한 연구가 활발히 진행되어 왔다.
특히 전기, 전자 분야에서는 전해 콘덴서, 전기 이중층 콘덴서, 스위칭 소자, 비선형 소자, 전계 효과형 트랜지스터, 광 기록 재료, 표시 소자, 및 이방성 도전체 센서 등에 응용되고 있고, 계속해서 새로운 분야로의 응용에 대한 연구가 진행되고 있다.
그러나 이러한 전도성 유화제의 장점에도 불구하고, 전도성 유화제가 분산하고자 하는 전도성 고분자나 나노 와이어 등은 대부분이 공기중의 수분이나 극성용매에 민감하게 반응하고, 대부분의 전도성 유화제 역시 친수성 기를 포함하고 있어, 장기간 대기에 노출되었을 때, 본래의 고유 성질을 잃어버리게 되어, 전기 부품이나 집적회로의 단위 기능막으로써의 신뢰성이 매우 취약하다. 이와 같이 전도성 유화제는 수분과 극성용매에 취약하여, 분산시키고자 하는 목적물질을 대기 중에서 안전하게 유지하기 힘들고, 이에 따라 장기적인 신뢰성이 요구되는 전기 전자 부품 등의 응용에 제한을 받고 있다.
이를 해결하기 위해 전도성 유화제에 추가적인 바인더나 접착제와 같은 첨가제를 첨가하는 방법이 있으나, 이는 전도성 물질간의 물리적 결합을 발생시켜 수분등으로부터 보호 가능하나, 바인더와 같은 첨가제는 대부분이 부도체로 일정량 이상을 사용하게 되면, 본래 전도성 유화제나 분산된 전도성 물질이 갖고 있는 고유한 전기적 특성을 저해하는 문제점이 있다, 따라서, 실제로 내수성이나 내화학성을 가지면서 고유의 전기적 특성을 유지할 수 있도록 하는 전도성 유화제의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 친수성기를 갖는 전도성 유화제의 친수성기를 제거하고, 이를 다른 알코올성 고분자와의 반응을 통해 소수성기를 형성시키고자 하는 목적으로 이루어졌다. 또한, 부도체인 바인더에 의한 물리적 결합 없이 공중합에 의한 화학적 결합을 유도함으로써, 뛰어난 내수성을 가지면서, 전도성 유화제나 전도성 물질이 갖는 고유의 전기적 특성을 유지할 수 있도록 하였다. 따라서, 본 발명은 전도성 유화제와 알코올성 고분자간의 탈수축합반응을 일으켜, 전도성 물질로써의 응용이 가능한 전기 전도도를 갖는 그라프트 공중합체 (graft copolymer)를 포함하는 복합체를 생성하는 것과, 이를 극성용매에 함침하거나, 대기중에 장시간 방치하여도 전기전도도 등의 고유 물성이 변하지 않는 특성을 갖는 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체 (graft copolymer), 전도성 물질로 이루어진 복합체 및 그 제조방법을 제공하는 것을 그 과제로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 첫 번째로 전도성 유화제의 친수성기에 의한 수분과의 반응, 극성용매와의 반응을 막기 위해 전도성 유화제의 친수성 기가 소수성기로 변환되도록 하였다. 더 상세히 설명하면, 전도성 물질과 전도성 유화제의 중합체, 알코올성 고분자를 혼합하고, 이를 일정 범위의 온도에서 열처리하여 전도성 유화제의 친수성기와 알코올성 고분자의 친수성기가 탈수축합반응을 통해 제거되는 그라프트 공중합반응 (graft copolymerization)을 유도하였다. 상기 공중합반응으로 생성된 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체(graft copolymer), 전도성 물질로 이루어진 복합체는 친수성기를 갖지 않아, 수분이나 극성용매와 반응하지 않아, 우수한 내수성과 내화학성을 갖게 되고, 따라서, 대기 중에 방치하였을 때도 물성이 변하지 않는 우수한 내후성을 보인다.
두 번째로는 특히, 전도성 유화제와 분산하고자 하는 물질 간의 물리적 결합을 위해 첨가되는 바인더를 사용하지 않음으로써, 부도체인 바인더의 사용으로 인한 전기 전도도의 감소를 막을 수 있다. 따라서 본 발명은 전도성 물질의 전기적 성질을 그대로 유지하면서, 내수성, 내화학성, 및 내후성을 갖는 유화제로써의 응용이 가능하다. 또한, 이러한 비교적 높은 전기 전도도를 유지함으로써 정전 방지 성질을 갖게 되고, 정전 방지용 기능막으로써의 응용도 가능하다.
첫 번째로 전도성 물질과 전도성 유화제의 중합체와 알코올성 고분자를 혼합하고, 이를 열처리하여 전도성 유화제의 친수성기와 알코올성 고분자의 친수성기가 탈수축합반응을 통해 제거되도록 함으로써, 최종적으로 생성되는 그라프트 공중합체 (graft copolymer)를 포함하는 복합체는 공기 중의 수분 등과의 반응을 막아 우수한 내수성을 가질 수 있다.
두 번째는 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체 (graft copolymer)는 소수성기만을 갖게 되어, 메탄올, 에탄올 등과 같은 극성 용매에 강한 내화학성을 갖게 된다.
세 번째는 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체 (graft copolymer)는 공기중의 수분과 반응하지 않아, 대기 중에서 사용될 때, 시간에 따른 물성의 변화가 없는 내후성을 지니게 된다.
네 번째는 일반적으로 물리적인 결합으로 내후성 등을 높이기 위해 사용되는 바인더를 제거하고, 대신 소량의 알코올성 고분자를 첨가하여 공중합에 의한 화학적 결합을 유도함으로써, 부도체인 바인더에 의해 발생하는 전기 전도도의 감소를 막을 수 있다. 즉, 전도성 물질 고유의 전기적 특성을 유지할 수 있다.
도 1은 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체 (graft copolymer), 전도성 물질로 이루어진 복합체의 제조방법에 관한 것이다.
도 2는 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체 (graft copolymer), 전도성 고분자로 이루어진 복합체를 포함하는 필름의 제조방법에 관한 것이다.
도 3은 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체 (graft copolymer), 카본물질로 이루어진 복합체를 포함하는 필름의 제조방법에 관한 것이다.
도 4는 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체 (graft copolymer), 금속물질로 이루어진 복합체를 포함하는 필름의 제조방법에 관한 것이다.
도 2는 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체 (graft copolymer), 전도성 고분자로 이루어진 복합체를 포함하는 필름의 제조방법에 관한 것이다.
도 3은 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체 (graft copolymer), 카본물질로 이루어진 복합체를 포함하는 필름의 제조방법에 관한 것이다.
도 4는 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체 (graft copolymer), 금속물질로 이루어진 복합체를 포함하는 필름의 제조방법에 관한 것이다.
도 1은 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체 (graft copolymer), 전도성 물질로 이루어진 복합체의 제조방법에 관한 것으로 먼저, 전도성 고분자, 카본물질 또는 금속물질 중의 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어진 전도성 물질과 친수성 기를 갖는 전도성 유화제가 물리적으로 결합한 중합체를 포함하는 전도성 용액을 준비하고, 두개의 말단기를 가지며, 제1 말단기는 친수성기이고, 제2 말단기는 소수성기인 알코올성 고분자를 준비한다. 준비한 상기 전도성 용액에 상기 전도성 용액에 상기 알코올성 고분자를 첨가하고, 용해시켜, 혼합용액을 제조한다. 제조된 혼합용액을 열처리 과정을 통하여 전도성 유화제의 친수성기와 상기 알코올성 고분자의 제1말단기를 탈수축합반응시키고 소수성기만을 갖는 그라프트 공중합체(graft copolymer)를 형성시킨다.
상기 전도성 용액 제조 단계에서, 상기 전도성 물질은 50 내지 100,000의 분자량을 갖는 전도성 고분자인 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene), Polythiophene, Polypyrrole, Polyaniline, 카본물질인 Carbon nanotube, Graphene, 금속물질인 Silver nanowire 중의 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어진 물질로 선택하는 것이 바람직하나, 이에 한정된 것은 아니다.
상기 전도성 고분자는 화학식 1, 2, 3 및 4중의 어느 하나의 구조식을 갖는 것을 선택하는 것이 바람직하다. .
전도성 물질이 상기 전도성 고분자인 경우에는 상기 전도성 고분자의 단량체(monomer), 상기 전도성 유화제, 개시제 및 탈이온수를 상온에서 교반하여 전도성 고분자와 상기 전도성 유화제의 중합체 (polymer)와 잔류하는 전도성 유화제로 이루어진 전도성 용액을 제조할 수 있다.
제조된 상기 전도성 고분자와 상기 전도성 유화제의 중합체는 전도성 유화제가 전도성 고분자를 감싼 형태로 형성될 수 있다.
개시제는 제 1산화제로서 과황산 나트륨(Sodium persulfate(SPS)), 과황산 암모늄(Ammonium persulfate(APS)), 30중량% 과산화수소 수용액(Hydrogen peroxide), 제 2산화제로서 Iron(III) chloride, Iron(III) sulfate, Iron(III) tosylate 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것으로 선택될 수 있으나, 이에 한정된 것은 아니다.
또한, 상기 전도성 용액 제조 시, 전도성 물질이 카본물질 또는 금속물질인 경우에는, 카본물질 또는 금속물질, 상기 전도성 유화제 및 탈이온수를 상온에서 혼합하고 수상에서 안정화시켜 전도성 용액을 제조할 수 있다.
혼합 용액 제조는 10℃ 이상 150℃ 이하의 온도에서, 5 분 이상 120분 이하의 시간 동안 교반시켜 용해하여 제조하는 것이 바람직하다. 특히, 탈수축합반응을 위한 상기 열처리 과정은 50℃ 이상 300℃ 이하의 온도에서, 5분 이상 60분 이하의 시간 동안 이루어지는 것이 바람직하다.
전도성 유화제는 유기산으로서 관능기(functional group)로 술폰산, 파라톨루엔술폰산, 카르복실산 중의 어느 하나를 가지며, 하기 화학식 5, 6 중의 어느 하나의 구조식을 갖는 것을 선택하는 것이 바람직하다.
상기 화학식 5의 R2 는 100 내지 1,000,000의 분자량을 갖는 고분자로 4-톨루엔 설폰산(p-Toluenesulfonate), 1-나프탈렌 설폰산(2-Naphthalenesulfonate), 도데실벤젠설폰산(Dodecyl benezene sulfonate), 폴리비닐설폰산[poly(vinylsulfonate)], 폴리스티렌설폰산[poly(4-styrene sulfonate) 중의 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어진 물질이다.
또한, 화학식 6의 R3는 100 내지 1,000,000의 분자량을 갖는 고분자로
폴리아크릴산[poly(acrylacid)], 폴리메타크릴산[poly(methacryacid)] 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어진 물질이다.
상기 알코올성 고분자는 상기 제1말단기는 하이드록시기이고, 제2말단기는 알킬기인 폴리에틸렌계의 반응물인 것을 특징으로 하는 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체(graft copolymer), 전도성 물질로 이루어진 복합체의 제조방법.
상기 알코올성 고분자는 하기의 화학 구조식 7의 구조식을 갖는 것을 선택하는 것이 바람직하다.
화학식 7의 R4는 에테르를 포함하고, 분자량 100 이상 1,000,000 이하인 고분자물질이며,
R5는 탄소수가 1 이상 100 이하이고, 폴리에틸렌글리콜메틸에테르 [Poly(ethylene glycol)methyl ether], 폴리프롤필렌글리콜아크릴레이트 [Poly(propylene glycol) acrylate], 폴리프로필렌글리콜 메타크릴레이트 [Poly(propylene)methacrylate], 폴리프로필렌글리콜모노뷰틸에테르 [Poly(propylene glycol)monobutyl ether], 폴리프로필렌길리콜모노옥틸에테르 [Poly(propylene glycol)monooctyl ether] 중의 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어진 물질이다.
또한, 상기 알코올성 고분자는 상기 고분자 유화제의 친수성기와 탈수축합중합반응에 의해 화학적 결합을 이루어 전도성 고분자 유화제의 친수성기를 소수성기로 변환하기 위한 것으로, 이를 위해 알코올성 고분자의 제1 말단기는 친수성기이고, 다른 제2 말단기는 소수성기로 이루어진 알코올성 고분자여야 한다.
알코올성 고분자의 함량이 중량대비 10% 미만인 경우는 탈수축합중합반응으로의 전환율이 낮아, 반응 생성물에는 소수성기로 전환되지 않은 친수성기가 과량 존재하여 내수성을 저하시키며, 50%를 초과할 경우에는 탈수축합중합반응으로의 전환율은 높더라도, 잔류되는 알코올성 고분자의 영향으로 전도성 유화제의 고유 성질이 변화될 수 있으므로 바람직하지 못하다. 또한 대량생산을 고려하였을 때 재료비의 증가로 경제적이지 못한 단점도 있다. 따라서 알코올성 고분자의 사용량은 전도성 물질 및 전도성 유화제의 중량을 기준으로 대비 10 내지 50% 중량비로 사용하는 것이 바람직하다.
열처리에 의한 공중합반응을 구체적으로 설명하면, 열처리 과정 중 상기 전도성 유화제의 친수성기와 상기 알코올성 고분자의 친수성기 간의 탈수 축합반응은 하기의 화학식 8, 9 를 예로 설명될 수 있다. 단, 이는 본 발명을 설명하기 위한 대표적인 예에 불과하며, 친수성 기를 갖는 전도성 유화제와 알코올성 고분자의 경우에는 모두 이와 같은 탈수 축합반응이 가능함은 명백하다.
화학식 8은 전도성 유화제가 설폰산을 포함한 고분자의 경우로, 친수성인 -OH기를 갖고, 알코올성 고분자는 한쪽 말단에만 친수성기를 갖는다. 이를 혼합하고 열처리하면, 전도성 유화제의 친수성기와 알코올성 고분자의 친수성기가 반응하면는 탈수축합반응을 통해 H20 분자와 소수성기만을 갖는 그라프트 공중합체(graft copolymer)가 형성된다.
화학식 9는 전도성 유화제가 카르복실산을 포함한 고분자의 경우로, 친수성인 -OH기를 갖고, 알코올성 고분자는 한쪽 말단에만 친수성기를 갖는다. 이를 혼합하고 열처리하면, 화학식 8에서와 마찬가지로 전도성 유화제의 친수성기와 알코올성 고분자의 친수성기가 반응하면는 탈수축합반응을 통해 H20 분자와 소수성기만을 갖는 그라프트 공중합체(graft copolymer)가 형성된다.
화학식 8, 9의 R1은 전도성 물질로 50 내지 100,000의 분자량을 갖는 전도성 고분자인 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene), Polythiophene, Polypyrrole, Polyaniline, 카본물질인 Carbon nanotube, Graphene, 금속물질인 Silver nanowire 중의 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어진 물질로 선택될 수 있다.
R1, R2, R3, R4, R5는 상기 전도성 유화제와 상기 알코올성 고분자에서 설명한 바와 동일한 종류의 고분자임은 물론이다.
또한, 상기에서 설명한 바와 같은 제조공정으로 최종적으로 얻을 수 있는 복합체는 말단에 소수성기만을 갖는 것으로, 화학식 8과 9의 반응결과물 중 물을 제외한 나머지인 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체(graft copolymer), 전도성 물질로 이루어진 복합체가 된다. 이 또한 전도성 물질과 전도성 유화제의 선택에 따라, 다양한 복합체를 결과물로 얻을 수 있음이 명백하다.
이와 같은 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체(graft copolymer), 전도성 물질로 이루어진 복합체를 포함하는 필름의 제조할 수도 있을 것이다. 도 2, 도 3 및 도 4에서 확인할 수 있는 바와 같이 기판을 준비하고, 전도성 고분자, 카본물질 또는 금속물질 중의 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어진 전도성 물질과 친수성 기를 갖는 전도성 유화제가 물리적으로 결합한 중합체를 포함하는 전도성 용액을 준비하고, 두 개의 말단기를 가지며, 제1 말단기는 친수성기이고, 제2 말단기는 소수성기인 알코올성 고분자를 준비한다. 제조된 상기 전도성 용액에 상기 알코올성 고분자를 첨가하고, 용해시켜, 혼합용액을 제조한다. 제조된 상기 혼합용액을 상기 기판 위에 도포하여 코팅하고, 코팅된 혼합용액을 열처리하여, 상기 전도성 유화제의 친수성기와 상기 알코올성 고분자의 제1 말단기를 탈수축합반응시켜, 소수성기만을 갖는 그라프트 공중합체(graft copolymer)와 전도성 물질로 이루어진 복합체를 포함하는 필름을 형성시킬 수 있다.
혼합용액을 기판 위에 코팅은 스핀코팅(spin coating), 스프레이코팅(spray coating), 롤투롤(roll to roll), 또는 바코팅(bar coating)법 중의 적어도 어느 하나를 포함하는 습식 코팅(wet coating) 방식으로 이루어질 수 있으며, 상기 전도성 물질은 위에서 설명한 바와 같이 50 내지 100,000의 분자량을 갖는 전도성 고분자인 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene), Polythiophene, Polypyrrole, Polyaniline, 카본물질인 Carbon nanotube, Graphene, 금속물질인 Silver nanowire 중의 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 전도성 유화제는 앞서 설명한 바와 같이 화학식 5, 6에서와 같이 동일하게 표현될 수 있으며, 알코올성 고분자 역시 화학식 7과 같이 동일하게 표현될 수 있다.
필름상에서의 공중합 반응도 상기 전도성 유화제의 친수성기와 상기 알코올성 고분자의 친수성기가 반응하면는 탈수축합반응을 통해 H20 분자와 소수성기만을 갖는 그라프트 공중합체(graft copolymer)와 전도성 물질로 이루어진 복합체를 형성시키며, 이는 전술한 필름형태가 아닐 때와 동일하게 화학식 8, 9로 동일하게 표현될 수 있다.
전도성 물질과 전도성 유화제의 중합체만으로 제조된 필름의 침수시간에 따른 내수성, 내후성, 내화학성에 대한 실험의 결과를 정리한 데이터이다.
전도성 물질과 전도성 유화제의 중합체에 알코올성 고분자를 첨가하여 제조된 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체(graft copolymer), 전도성 물질로 이루어진 복합체을 이용하여 제조된 필름의 침수시간에 따른 내수성, 내후성, 내화학성에 대한 실험의 결과를 정리한 데이터이다.
특히, 전도성 유화제의 전도특성만을 보기 위해 기판은 절연기판인 유리기판을 선택하였다.
1) 전도성 물질이 전도성 고분자인 경우의 내수성
수온(℃) |
전도성
고분자 |
전도성 고분자/전도성 유화제 : 침수시간 ( hour ) | ||||||
0 시간 | 3 시간 | 6 시간 | 12 시간 | 24 시간 | 36 시간 | 48 시간 | ||
10 | PT | 107.3 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ |
PEDOT | 104.0 Ω/□ | >1013 Ω/□ | 108.5 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | |
PPY | 104.5 Ω/□ | >1013 Ω/□ | 109.5 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | |
PAN | 107,1 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ |
수온(℃) |
전도성
고분자 |
전도성 고분자/전도성 유화제-g-알코올성 고분자 : 침수시간 ( hour ) | ||||||
0 시간 | 3 시간 | 6 시간 | 12 시간 | 24 시간 | 36 시간 | 48 시간 | ||
10 | PT | 107.3 Ω/□ | 107.4 Ω/□ | 107.5 Ω/□ | 107.5 Ω/□ | 107.6 Ω/□ | 107.6 Ω/□ | 107.6 Ω/□ |
PEDOT | 104.0 Ω/□ | 104.1 Ω/□ | 104.1 Ω/□ | 104.1 Ω/□ | 104.2 Ω/□ | 104.2 Ω/□ | 104.2 Ω/□ | |
PPY | 104.5 Ω/□ | 104.5 Ω/□ | 104.5 Ω/□ | 104.5 Ω/□ | 104.6 Ω/□ | 104.6 Ω/□ | 104.7 Ω/□ | |
PANI | 107,1 Ω/□ | 107.2 Ω/□ | 107.2 Ω/□ | 107.2 Ω/□ | 107.2 Ω/□ | 107.3 Ω/□ | 107.4 Ω/□ | |
30 | PT | 107.3 Ω/□ | 107.5 Ω/□ | 107.6 Ω/□ | 107.6 Ω/□ | 107.7 Ω/□ | 107.7 Ω/□ | 107.7 Ω/□ |
PEDOT | 104.0 Ω/□ | 104.1 Ω/□ | 104.2 Ω/□ | 104.2 Ω/□ | 104.3 Ω/□ | 104.3 Ω/□ | 104.3 Ω/□ | |
PPY | 104.5 Ω/□. | 104.6 Ω/□ | 104.6 Ω/□ | 104.6 Ω/□ | 104.7 Ω/□ | 104.7 Ω/□ | 104.7 Ω/□ | |
PANI | 107,1 Ω/□ | 107.3 Ω/□ | 107.3 Ω/□ | 107.3 Ω/□ | 107.3 Ω/□ | 107.3 Ω/□ | 107.3 Ω/□ | |
50 | PT | 107.3 Ω/□ | 107.5 Ω/□ | 107.7 Ω/□ | 107.7 Ω/□ | 107.8 Ω/□ | 107.8 Ω/□ | 107.8 Ω/□ |
PEDOT | 104.0 Ω/□ | 104.2 Ω/□ | 104.3 Ω/□ | 104.4 Ω/□ | 104.4 Ω/□ | 104.5 Ω/□ | 104.5 Ω/□ | |
PPY | 104.5 Ω/□. | 104.8 Ω/□ | 104.8 Ω/□ | 104.8 Ω/□ | 104.9 Ω/□ | 104.9 Ω/□ | 104.9 Ω/□ | |
PANI | 107,1 Ω/□ | 107.4 Ω/□ | 107.5 Ω/□ | 107.5 Ω/□ | 107.6 Ω/□ | 107.6 Ω/□ | 107.6 Ω/□ |
표 1은 전도성 물질이 전도성 고분자 일 때 전도성 물질과 전도성 유화제의 중합체만으로 제조된 필름의 침수시간에 따른 내수성에 대한 실험의 결과를 정리한 데이터이다.
상기 PT는 전도성 고분자가 Polythiophene, PEDOT는 전도성 고분자가 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene), PPY는 전도성 고분자가 Polypyrrole, PANI 는전도성 고분자가 Polyaniline인 경우를 나타낸다.
경우 최초 면저항은 104.0 Ω/□ 내지 107.3 Ω/□이었지만, 최초 3시간 동안의 침수시간 동안 면저항 값이 크게 증가하며, 이는 일정시간 이후에는 전도성 유화제가 용해되어 전도성 유화제의 특성을 측정할 수 없게 됨을 의미한다. 따라서, 4-point probe의 면저항 측정 한계치인 1013 Ω/□를 초과하는 절연 특성을 갖게 된다.
표 2는 전도성 물질이 전도성 고분자 일 때 전도성 물질과 전도성 유화제의 중합체에 알코올성 고분자를 첨가하여 제조된 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체(graft copolymer), 전도성 물질로 이루어진 복합체을 이용하여 제조된 필름의 침수시간에 따른 내수성에 대한 실험의 결과를 정리한 데이터이다.
면저항의 변화는 수온에 무관하게 48시간까지 104.2 Ω/□ 내지 107.8 Ω/□로 일정하게 유지되어 약하게 변화되는 것으로 나타났다. 상기 결과는 수분에 매우 취약한 전도성 물질과 전도성 유화제의 중합체만으로 이루어진 필름에 비해 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체(graft copolymer), 전도성 물질이 수분에 매우 안정적임을 보여주고 있다.
2) 전도성 물질이 전도성 고분자인 경우의 내후성
온도(℃) |
전도성
고분자 |
전도성 고분자/전도성 유화제 : 방치시간 ( hour ) | |||||
0 시간 | 12 시간 | 24 시간 | 48시간 | 96시간 | 168 시간 | ||
30 | PT | 107.3 Ω/□ | 107.8 Ω/□ | 108.5 Ω/□ | 108.7 Ω/□ | 109.2 Ω/□ | 109.9 Ω/□ |
PEDOT | 104.0 Ω/□ | 104.8 Ω/□ | 105.2 Ω/□ | 105.5 Ω/□ | 105.5 Ω/□ | 107.6 Ω/□ | |
PPY | 104.5 Ω/□ | 104.7 Ω/□ | 105.2 Ω/□ | 105.7 Ω/□ | 106.2 Ω/□ | 108.5 Ω/□ | |
PAN | 107.1 Ω/□ | 107.4 Ω/□ | 107.7 Ω/□ | 108.3 Ω/□ | 108.9 Ω/□ | 109.7 Ω/□ |
온도(℃) |
전도성
고분자 |
전도성 고분자/전도성 유화제-g-알코올성 고분자 : 방치시간 ( hour ) | |||||
0 시간 | 12 시간 | 24 시간 | 48시간 | 96시간 | 168 시간 | ||
30 | PT | 107.3 Ω/□ | 107.3 Ω/□ | 107.3 Ω/□ | 107.4 Ω/□ | 107.4 Ω/□ | 107.6 Ω/□ |
PEDOT | 104.0 Ω/□ | 104.0 Ω/□ | 104.0 Ω/□ | 104.0 Ω/□ | 104.1 Ω/□ | 104.1 Ω/□ | |
PPY | 104.5 Ω/□ | 104.5 Ω/□ | 104.5 Ω/□ | 104.6 Ω/□ | 104.6 Ω/□ | 104.6 Ω/□ | |
PANI | 107.1 Ω/□ | 107.1 Ω/□ | 107.1 Ω/□ | 107.2 Ω/□ | 107.2 Ω/□ | 107.3 Ω/□ | |
80 | PT | 107.3 Ω/□ | 107.4 Ω/□ | 107.5 Ω/□ | 107.5 Ω/□ | 107.6 Ω/□ | 107.8 Ω/□ |
PEDOT | 104.0 Ω/□ | 104.2 Ω/□ | 104.2 Ω/□ | 104.2 Ω/□ | 104.4 Ω/□ | 104.4 Ω/□ | |
PPY | 104.5 Ω/□ | 104.5 Ω/□ | 104.5 Ω/□ | 104.6 Ω/□ | 104.6 Ω/□ | 105.0 Ω/□ | |
PANI | 107.1 Ω/□ | 107.2 Ω/□ | 107.2 Ω/□ | 107.4 Ω/□ | 107.5 Ω/□ | 107.7 Ω/□ | |
고온
다습 (80℃/ 상대상도 85%) |
PT | 107.3 Ω/□ | 107.5 Ω/□ | 107.6 Ω/□ | 107.6 Ω/□ | 107.8 Ω/□ | 107.9 Ω/□ |
PEDOT | 104.0 Ω/□ | 104.2 Ω/□ | 104.3 Ω/□ | 104.3 Ω/□ | 104.4 Ω/□ | 104.5 Ω/□ | |
PPY | 104.5 Ω/□ | 104.6 Ω/□ | 104.6 Ω/□ | 104.7 Ω/□ | 104.8 Ω/□ | 105.1 Ω/□ | |
PANI | 107.1 Ω/□ | 107.3 Ω/□ | 107.5 Ω/□ | 107.6 Ω/□ | 107.8 Ω/□ | 107.9 Ω/□ |
표 3은 전도성 물질이 전도성 고분자 일 때 전도성 물질과 전도성 유화제의 중합체만으로 제조된 필름의 침수시간에 따른 내후성에 대한 실험의 결과를 정리한 데이터이다.
경우 최초 면저항은 104.0 Ω/□ 내지 107.3 Ω/□이었지만, 최초 3시간 동안의 침수시간 동안 면저항 값이 증가하기 시작하여 168시간 이후에는 전도성 유화제가 용해되어 전도성 유화제와 전도성 고분자의 특성을 측정할 수 없게 됨을 의미한다.
표 4는 전도성 물질이 전도성 고분자 일 때 전도성 물질과 전도성 유화제의 중합체에 알코올성 고분자를 첨가하여 제조된 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체(graft copolymer), 전도성 물질로 이루어진 복합체을 이용하여 제조된 필름의 외부로의 방치시간에 따른 내후성에 대한 실험의 결과를 정리한 데이터이다.
면저항의 변화는 외부온도에 무관하게 168시간까지 104.1 Ω/□ 내지 107.9 Ω/□로 일정하게 유지되어 약하게 변화되는 것으로 나타났다. 상기 결과는 수분에 매우 취약한 전도성 물질과 전도성 유화제의 중합체만으로 이루어진 필름에 비해 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체(graft copolymer), 전도성 물질의 내후성이 매우 뛰어남을 보여주고 있다.
3) 전도성 물질이 전도성 고분자인 경우의 내화학성
침전
시간 ( hour ) |
전도성
고분자 |
전도성 고분자/전도성 유화제 : 용매처리 | ||||
0시간 | 아세톤 | 메탄올 | DMF | THF | ||
12 | PT | 107.3 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ |
PEDOT | 104.0 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | |
PPY | 1045 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | |
PAN | 107.1 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ |
침전
시간 ( hour ) |
전도성
고분자 |
전도성 고분자/전도성 유화제-g-알코올성 고분자 : 용매처리 | ||||
0시간 | 아세톤 | 메탄올 | DMF | THF | ||
12 | PT | 107.3 Ω/□ | 107.4 Ω/□ | 107.4 Ω/□ | 107.3 Ω/□ | 107.3 Ω/□ |
PEDOT | 104.0 Ω/□ | 104.1 Ω/□ | 104.1 Ω/□ | 104.2 Ω/□ | 104.3 Ω/□ | |
PPY | 104.5 Ω/□ | 104.6 Ω/□ | 104.7 Ω/□ | 104.6 Ω/□ | 104.7 Ω/□ | |
PAN | 107.1 Ω/□ | 107.2 Ω/□ | 107.3 Ω/□ | 107.2 Ω/□ | 107.3 Ω/□ | |
24 | PT | 107.3 Ω/□ | 107.5 Ω/□ | 107.5 Ω/□ | 107.4 Ω/□ | 107.4 Ω/□ |
PEDOT | 104.0 Ω/□ | 104.2 Ω/□ | 104.2 Ω/□ | 104.3 Ω/□ | 104.4 Ω/□ | |
PPY | 104.5 Ω/□ | 104.7 Ω/□ | 104.8 Ω/□ | 104.7 Ω/□ | 104.8 Ω/□ | |
PAN | 107.1 Ω/□ | 107.3 Ω/□ | 107.4 Ω/□ | 107.3 Ω/□ | 107.4 Ω/□ | |
48 | PT | 107.3 Ω/□ | 107.7 Ω/□ | 107.7 Ω/□ | 107.8 Ω/□ | 107.7 Ω/□ |
PEDOT | 104.0 Ω/□ | 104.5 Ω/□ | 104.4 Ω/□ | 104.6 Ω/□ | 104.4 Ω/□ | |
PPY | 104.5 Ω/□ | 104.8 Ω/□ | 104.9 Ω/□ | 104.8 Ω/□ | 104.9 Ω/□ | |
PAN | 107.1 Ω/□ | 107.5 Ω/□ | 107.5 Ω/□ | 107.6 Ω/□ | 107.6 Ω/□ |
표 5은 전도성 물질이 전도성 고분자 일 때 전도성 물질과 전도성 유화제의 중합체만으로 제조된 필름의 내화학성 실험을 위해 아세톤(Acetone), 메탄올(Methanol), DMF(Dimethylformamide), THF(Tetrahydrofuran) 을 선택하여, 상기 필름을 각각의 용매 내에 침전하여 시간에 따른 면저항의 변화를 측정한 데이터이다.
경우 최초 면저항은 104.0 Ω/□ 내지 107.3 Ω/□이었지만, 최초 3시간 동안의 침수시간 동안 면저항 값이 크게 증가하며, 이는 일정시간 이후에는 전도성 유화제가 용해되어 전도성 유화제의 특성을 측정할 수 없게 됨을 의미한다. 따라서, 4-point probe의 면저항 측정 한계치인 1013 Ω/□를 초과하는 절연 특성을 갖게 된다.
표 6는 전도성 물질이 전도성 고분자 일 때 전도성 물질과 전도성 유화제의 중합체에 알코올성 고분자를 첨가하여 제조된 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체(graft copolymer), 전도성 물질로 이루어진 복합체을 이용하여 제조된 필름의 내화학성 실험을 위해 아세톤(Acetone), 메탄올(Methanol), DMF(Dimethylformamide), THF(Tetrahydrofuran) 을 선택하여, 상기 필름을 각각의 용매 내에 침전하여 시간에 따른 면저항의 변화를 측정한 데이터이다.
면저항의 변화는 수온에 무관하게 48시간까지 104.4 Ω/□ 내지 107.8 Ω/□로 일정하게 유지되어 약하게 변화되는 것으로 나타났다. 상기 결과는 화학성 물질에 매우 취약한 전도성 물질과 전도성 유화제의 중합체만으로 이루어진 필름에 비해 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체(graft copolymer), 전도성 물질이 화학성 물질에 매우 안정적임을 보여주고 있다.
4) 전도성 물질이 카본물질인 경우의 내수성
수온(℃) | 카본물질 | 카본물질/전도성 유화제 : 침수시간 ( hour ) | ||||||
0 시간 | 3 시간 | 6 시간 | 12 시간 | 24 시간 | 36 시간 | 48 시간 | ||
10 | Graphene | 106.2 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ |
CNT | 105.7 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | |
30 | Graphene | 106.2 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ |
CNT | 105.7 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | |
50 | Graphene | 106.2 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ |
CNT | 105.7 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ |
수온(℃) | 카본물질 | 카본물질/전도성 유화제-g-알코올성 고분자 : 침수시간 ( hour ) | ||||||
0 시간 | 3 시간 | 6 시간 | 12 시간 | 24 시간 | 36 시간 | 48 시간 | ||
10 | Graphene | 106.2 Ω/□ | 106.2 Ω/□ | 106.3 Ω/□ | 106.3 Ω/□ | 106.3 Ω/□ | 106.3 Ω/□ | 106.3 Ω/□ |
CNT | 105.7 Ω/□ | 105.7 Ω/□ | 105.8 Ω/□ | 105.8 Ω/□ | 105.8 Ω/□ | 105.8 Ω/□ | 105.8 Ω/□ | |
30 | Graphene | 106.2 Ω/□ | 106.3 Ω/□ | 106.3 Ω/□ | 106.3 Ω/□ | 106.4 Ω/□ | 106.4 Ω/□ | 106.4 Ω/□ |
CNT | 105.7 Ω/□ | 105.8 Ω/□ | 105.8 Ω/□ | 105.9Ω/□ | 105.9 Ω/□ | 105.9 Ω/□ | 105.9 Ω/□ | |
50 | Graphene | 106.2 Ω/□ | 106.3 Ω/□ | 106.4 Ω/□ | 106.5 Ω/□ | 106.5 Ω/□ | 106.6 Ω/□ | 106.6 Ω/□ |
CNT | 105.7 Ω/□ | 105.8 Ω/□ | 105.9 Ω/□ | 105.9 Ω/□ | 105.9 Ω/□ | 105.9 Ω/□ | 106.0 Ω/□ |
표 7은 전도성 물질이 카본물질 일 때 전도성 물질과 전도성 유화제의 중합체만으로 제조된 필름의 침수시간에 따른 내수성에 대한 실험의 결과를 정리한 데이터이다.
경우 최초 면저항은 105.7 Ω/□ 내지 106.2 Ω/□이었지만, 최초 3시간 동안의 침수시간 동안 면저항 값이 크게 증가하며, 이는 일정시간 이후에는 전도성 유화제가 용해되어 전도성 유화제의 특성을 측정할 수 없게 됨을 의미한다. 따라서, 4-point probe의 면저항 측정 한계치인 1013 Ω/□를 초과하는 절연 특성을 갖게 된다.
표 8은 전도성 물질이 카본물질 일 때 전도성 물질과 전도성 유화제의 중합체에 알코올성 고분자를 첨가하여 제조된 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체(graft copolymer), 전도성 물질로 이루어진 복합체을 이용하여 제조된 필름의 침수시간에 따른 내수성에 대한 실험의 결과를 정리한 데이터이다.
면저항의 변화는 수온에 무관하게 48시간까지 105.8 Ω/□ 내지 106.6 Ω/□로 일정하게 유지되어 약하게 변화되는 것으로 나타났다. 상기 결과는 수분에 매우 취약한 전도성 물질과 전도성 유화제의 중합체만으로 이루어진 필름에 비해 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체(graft copolymer), 전도성 물질이 수분에 매우 안정적임을 보여주고 있다.
5) 전도성 물질이 카본물질인 경우 내후성
온도
조건 |
카본물질 | 카본 물질/전도성 유화제 : 방치시간 ( hour ) | |||||
0 시간 | 12 시간 | 24 시간 | 48시간 | 96시간 | 168 시간 | ||
상온 | Graphene | 106.2 Ω/□ | 106.5 Ω/□ | 106.7 Ω/□ | 107.7 Ω/□ | 108.4 Ω/□ | 109.0 Ω/□ |
CNT | 105.7 Ω/□ | 106.0 Ω/□ | 106.4 Ω/□ | 107.2 Ω/□ | 107.8 Ω/□ | 108.5 Ω/□ | |
80 도 | Graphene | 106.2 Ω/□ | 106.8 Ω/□ | 106.9 Ω/□ | 107.9 Ω/□ | 108.7 Ω/□ | 109.3 Ω/□ |
CNT | 105.7 Ω/□ | 106.2 Ω/□ | 106.7 Ω/□ | 107.5 Ω/□ | 108.1 Ω/□ | 109.2 Ω/□ | |
고온 다습 (80℃/상대상도 85%) |
Graphene | 106.2 Ω/□ | 109.8 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ |
CNT | 105.7 Ω/□ | 109.7 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ |
온도
조건 |
카본물질 | 카본 물질/전도성 유화제-g-알코올성 고분자 : 방치시간 ( hour ) | |||||
0 시간 | 12 시간 | 24 시간 | 48시간 | 96시간 | 168 시간 | ||
상온 | Graphene | 106.2 Ω/□ | 106.3 Ω/□ | 106.3 Ω/□ | 106.3 Ω/□ | 106.3 Ω/□ | 106.3 Ω/□ |
CNT | 105.7 Ω/□ | 105.8 Ω/□ | 105.8 Ω/□ | 105.8 Ω/□ | 105.8 Ω/□ | 105.8 Ω/□ | |
80 도 | Graphene | 106.2 Ω/□ | 106.3 Ω/□ | 106.4 Ω/□ | 106.4 Ω/□ | 106.5 Ω/□ | 106.5 Ω/□ |
CNT | 105.7 Ω/□ | 105.8 Ω/□ | 105.8 Ω/□ | 105.9 Ω/□ | 105.9 Ω/□ | 105.9 Ω/□ | |
고온 다습 (80℃/상대상도 85%) |
Graphene | 106.2 Ω/□ | 106.3 Ω/□ | 106.5 Ω/□ | 106.5 Ω/□ | 106.6 Ω/□ | 106.7 Ω/□ |
CNT | 105.7 Ω/□ | 105.8 Ω/□ | 105.9 Ω/□ | 106.0 Ω/□ | 106.2 Ω/□ | 106.3 Ω/□ |
표 9은 전도성 물질이 카본물질 일 때 전도성 물질과 전도성 유화제의 중합체만으로 제조된 필름의 외부로의 방치시간에 따른 내후성에 대한 실험의 결과를 정리한 데이터이다.
경우 최초 면저항은 105.7 Ω/□ 내지 106.2 Ω/□이었지만, 최초 3시간 동안의 침수시간 동안 면저항 값이 증가하기 시작하여 168시간 이후에는 전도성 유화제가 용해되어 전도성 유화제의 특성을 측정할 수 없게 됨을 의미한다.
표 10는 전도성 물질이 카본물질 일 때 전도성 물질과 전도성 유화제의 중합체에 알코올성 고분자를 첨가하여 제조된 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체(graft copolymer), 전도성 물질로 이루어진 복합체을 이용하여 제조된 필름의 외부로의 방치시간에 따른 내후성에 대한 실험의 결과를 정리한 데이터이다.
면저항의 변화는 외부온도에 무관하게 168시간까지 105.8 Ω/□ 내지 106.7 Ω/□로 일정하게 유지되어 약하게 변화되는 것으로 나타났다. 상기 결과는 수분에 매우 취약한 전도성 물질과 전도성 유화제의 중합체만으로 이루어진 필름에 비해 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체(graft copolymer), 전도성 물질의 내후성이 매우 뛰어남을 보여주고 있다.
6) 전도성 물질이 카본물질인 경우 내화학성
침전
시간 ( hour ) |
카본물질 | 카본 물질/전도성 유화제 : 용매처리 | ||||
0시간 | 아세톤 | 메탄올 | DMF | THF | ||
12 | Graphene | 106.2 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ |
CNT | 105.7 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | |
24 | Graphene | 106.2 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ |
CNT | 105.7 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | |
48 | Graphene | 106.2 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ |
CNT | 105.7 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ |
침전
시간 ( hour ) |
카본물질 | 카본 물질/전도성 유화제-g-알코올성 고분자 : 용매처리 | ||||
0시간 | 아세톤 | 메탄올 | DMF | THF | ||
12 | Graphene | 106.2 Ω/□ | 106.3 Ω/□ | 106.3 Ω/□ | 106.2 Ω/□ | 106.3 Ω/□ |
CNT | 105.7 Ω/□ | 105.8 Ω/□ | 105.8 Ω/□ | 105.7 Ω/□ | 105.8 Ω/□ | |
24 | Graphene | 106.2 Ω/□ | 106.4 Ω/□ | 106.5 Ω/□ | 106.4 Ω/□ | 106.3 Ω/□ |
CNT | 105.7 Ω/□ | 105.9 Ω/□ | 106.0 Ω/□ | 105.9 Ω/□ | 105.9 Ω/□ | |
48 | Graphene | 106.2 Ω/□ | 106.6 Ω/□ | 106.7 Ω/□ | 106.8 Ω/□ | 106.8 Ω/□ |
CNT | 105.7 Ω/□ | 106.2 Ω/□ | 106.4 Ω/□ | 106.3 Ω/□ | 106.1 Ω/□ |
표 11은 전도성 물질이 카본물질 일 때 전도성 물질과 전도성 유화제의 중합체만으로 제조된 필름의 내화학성 실험을 위해 아세톤(Acetone), 메탄올(Methanol), DMF(Dimethylformamide), THF(Tetrahydrofuran) 을 선택하여, 상기 필름을 각각의 용매 내에 침전하여 시간에 따른 면저항의 변화를 측정한 데이터이다.
경우 최초 면저항은 105.7 Ω/□ 내지 106.2 Ω/□이었지만, 최초 3시간 동안의 침수시간 동안 면저항 값이 크게 증가하며, 이는 일정시간 이후에는 전도성 유화제가 용해되어 전도성 유화제의 특성을 측정할 수 없게 됨을 의미한다. 따라서, 4-point probe의 면저항 측정 한계치인 1013 Ω/□를 초과하는 절연 특성을 갖게 된다.
표 12는 전도성 물질이 전도성 고분자 일 때 전도성 물질과 전도성 유화제의 중합체에 알코올성 고분자를 첨가하여 제조된 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체(graft copolymer), 전도성 물질로 이루어진 복합체을 이용하여 제조된 필름의 내화학성 실험을 위해 아세톤(Acetone), 메탄올(Methanol), DMF(Dimethylformamide), THF(Tetrahydrofuran) 을 선택하여, 상기 필름을 각각의 용매 내에 침전하여 시간에 따른 면저항의 변화를 측정한 데이터이다.
면저항의 변화는 수온에 무관하게 48시간까지 105.8 Ω/□ 내지 106.8 Ω/□로 일정하게 유지되어 약하게 변화되는 것으로 나타났다. 상기 결과는 화학성 물질에 매우 취약한 전도성 물질과 전도성 유화제의 중합체만으로 이루어진 필름에 비해 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체(graft copolymer), 전도성 물질이 화학성 물질에 매우 안정적임을 보여주고 있다.
7) 전도성 물질이 금속물질 경우 내수성
수온 (℃) | 금속 물질 | Silver Nanowire /전도성 유화제 : 침수시간 ( hour ) | ||||||
0 시간 | 3 시간 | 6 시간 | 12 시간 | 24 시간 | 36 시간 | 48 시간 | ||
10 | Silver Nanowire | 50 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ |
30 | Silver Nanowire | 50 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ |
50 | Silver Nanowire | 50 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ |
수온(℃) | 금속 물질 | Silver Nanowire /전도성 유화제-g-알코올성 고분자 : 침수시간 ( hour ) | ||||||
0 시간 | 3 시간 | 6 시간 | 12 시간 | 24 시간 | 36 시간 | 48 시간 | ||
10 | Silver Nanowire | 50 Ω/□ | 50 Ω/□ | 52 Ω/□ | 53 Ω/□ | 55 Ω/□ | 55 Ω/□ | 55 Ω/□ |
30 | Silver Nanowire | 50 Ω/□ | 50 Ω/□ | 50 Ω/□ | 52 Ω/□ | 54 Ω/□ | 55 Ω/□ | 55 Ω/□ |
50 | Silver Nanowire | 50 Ω/□ | 55 Ω/□ | 55 Ω/□ | 57 Ω/□ | 58 Ω/□ | 58 Ω/□ | 60 Ω/□ |
표 13은 전도성 물질이 금속물질 일 때 전도성 물질과 전도성 유화제의 중합체만으로 제조된 필름의 침수시간에 따른 내수성에 대한 실험의 결과를 정리한 데이터이다.
경우 최초 면저항은 50 Ω/□이었지만, 최초 3시간 동안의 침수시간 동안 면저항 값이 크게 증가하며, 이는 일정시간 이후에는 전도성 유화제가 용해되어 전도성 유화제의 특성을 측정할 수 없게 됨을 의미한다. 따라서, 4-point probe의 면저항 측정 한계치인 1013 Ω/□를 초과하는 절연 특성을 갖게 된다.
표 14는 전도성 물질이 금속물질 일 때 전도성 물질과 전도성 유화제의 중합체에 알코올성 고분자를 첨가하여 제조된 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체(graft copolymer), 전도성 물질로 이루어진 복합체을 이용하여 제조된 필름의 침수시간에 따른 내수성에 대한 실험의 결과를 정리한 데이터이다.
면저항의 변화는 수온에 무관하게 48시간까지 55 Ω/□ 내지 60 Ω/□로 일정하게 유지되어 약하게 변화되는 것으로 나타났다. 상기 결과는 수분에 매우 취약한 전도성 물질과 전도성 유화제의 중합체만으로 이루어진 필름에 비해 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체(graft copolymer), 전도성 물질이 수분에 매우 안정적임을 보여주고 있다.
8) 전도성 물질이 금속물질 경우 내후성
온도
조건 |
금속물질 | Silver Nanowire /전도성 유화제 : 방치시간 ( hour ) | |||||
0 시간 | 12 시간 | 24 시간 | 48시간 | 96시간 | 168 시간 | ||
상온 | Silver nanowire | 50 Ω/□ | 120 Ω/□ | 320 Ω/□ | 520 Ω/□ | 700 Ω/□ | 1050 Ω/□ |
80 도 | Silver nanowire | 50 Ω/□ | 220 Ω/□ | 520 Ω/□ | 920 Ω/□ | 1200 Ω/□ | 2200 Ω/□ |
고온
다습 (80℃/ 상대상도 85%) |
Silver nanowire | 50 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ |
온도
조건 |
금속물질 | Silver Nanowire /전도성 유화제-g-알코올성 고분자 : 방치시간 ( hour ) | |||||
0 시간 | 12 시간 | 24 시간 | 48시간 | 96시간 | 168 시간 | ||
상온 | Silver nanowire | 50 Ω/□ | 50 Ω/□ | 50 Ω/□ | 50 Ω/□ | 50 Ω/□ | 50 Ω/□ |
80 도 | Silver nanowire | 50 Ω/□ | 50 Ω/□ | 53 Ω/□ | 53 Ω/□ | 55 Ω/□ | 56 Ω/□ |
고온
다습 (80℃/ 상대상도 85%) |
Silver nanowire | 50 Ω/□ | 50 Ω/□ | 54 Ω/□ | 54 Ω/□ | 56 Ω/□ | 57 Ω/□ |
표 15은 전도성 물질이 금속물질 일 때 전도성 물질과 전도성 유화제의 중합체만으로 제조된 필름의 외부로의 방치시간에 따른 내후성에 대한 실험의 결과를 정리한 데이터이다.
경우 최초 면저항은 50 Ω/□이었지만, 최초 3시간 동안의 침수시간 동안 면저항 값이 증가하기 시작하여 168시간 이후에는 전도성 유화제가 용해되어 전도성 유화제의 특성을 측정할 수 없게 됨을 의미한다.
표 16는 전도성 물질이 금속물질 일 때 전도성 물질과 전도성 유화제의 중합체에 알코올성 고분자를 첨가하여 제조된 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체(graft copolymer), 전도성 물질로 이루어진 복합체을 이용하여 제조된 필름의 외부로의 방치시간에 따른 내후성에 대한 실험의 결과를 정리한 데이터이다.
면저항의 변화는 외부온도에 무관하게 168시간까지 50 Ω/□ 내지 57 Ω/□로 일정하게 유지되어 약하게 변화되는 것으로 나타났다. 상기 결과는 수분에 매우 취약한 전도성 물질과 전도성 유화제의 중합체만으로 이루어진 필름에 비해 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체(graft copolymer), 전도성 물질의 내후성이 매우 뛰어남을 보여주고 있다.
9) 전도성 물질이 금속물질 경우 내화학성
침전
시간 ( hour ) |
금속물질 | Silver Nanowire /전도성 유화제 : 용매처리 | ||||
0시간 | 아세톤 | 메탄올 | DMF | THF | ||
12 | Silver nanowire | 50 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ |
24 | Silver nanowire | 50 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ |
48 | Silver nanowire | 50 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ | >1013 Ω/□ |
침전
시간 ( hour ) |
카본물질 | Silver Nanowire /전도성 유화제-g-알코올성 고분자 : 용매처리 | ||||
0시간 | 아세톤 | 메탄올 | DMF | THF | ||
12 | Silver nanowire | 50 Ω/□ | 53 Ω/□ | 54 Ω/□ | 55 Ω/□ | 55 Ω/□ |
24 | Silver nanowire | 50 Ω/□ | 55 Ω/□ | 58 Ω/□ | 55 Ω/□ | 61 Ω/□ |
48 | Silver nanowire | 50 Ω/□ | 59 Ω/□ | 60 Ω/□ | 62 Ω/□ | 62 Ω/□ |
표 17은 전도성 물질이 금속물질 일 때 전도성 물질과 전도성 유화제의 중합체만으로 제조된 필름의 내화학성 실험을 위해 아세톤(Acetone), 메탄올(Methanol), DMF(Dimethylformamide), THF(Tetrahydrofuran) 을 선택하여, 상기 필름을 각각의 용매 내에 침전하여 시간에 따른 면저항의 변화를 측정한 데이터이다.
경우 최초 면저항은 50 Ω/□이었지만, 최초 3시간 동안의 침수시간 동안 면저항 값이 크게 증가하며, 이는 일정시간 이후에는 전도성 유화제가 용해되어 전도성 유화제의 특성을 측정할 수 없게 됨을 의미한다. 따라서, 4-point probe의 면저항 측정 한계치인 1013 Ω/□를 초과하는 절연 특성을 갖게 된다.
표 18는 전도성 물질이 금속물질 일 때 전도성 물질과 전도성 유화제의 중합체에 알코올성 고분자를 첨가하여 제조된 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체(graft copolymer), 전도성 물질로 이루어진 복합체을 이용하여 제조된 필름의 내화학성 실험을 위해 아세톤(Acetone), 메탄올(Methanol), DMF(Dimethylformamide), THF(Tetrahydrofuran) 을 선택하여, 상기 필름을 각각의 용매 내에 침전하여 시간에 따른 면저항의 변화를 측정한 데이터이다.
면저항의 변화는 수온에 무관하게 48시간까지 55 Ω/□ 내지 62 Ω/□로 일정하게 유지되어 약하게 변화되는 것으로 나타났다. 상기 결과는 화학성 물질에 매우 취약한 전도성 물질과 전도성 유화제의 중합체만으로 이루어진 필름에 비해 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체(graft copolymer), 전도성 물질이 화학성 물질에 매우 안정적임을 보여주고 있다.
본 발명을 첨부된 도면과 함께 설명하였으나, 이는 본 발명의 요지를 포함하는 다양한 실시 형태 중의 하나의 실시예에 불과하며, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있는 것으로, 본 발명은 상기 설명된 실시예에만 국한되는 것이 아님은 명확하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 하기의 청구범위에 의해 해석되어야 하며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서의 변경, 치환, 대체 등에 의해 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함될 것이다. 또한, 도면의 일부 구성은 구성을 보다 명확하게 설명하기 위한 것으로 실제보다 과장되거나 축소되어 제공된 것임을 명확히 한다.
Claims (18)
- 하기의 화학 구조식 (1), (2) 중 어느 하나를 갖는 것을 특징으로 하는 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체(graft copolymer), 전도성 물질로 이루어진 복합체.
(1)
(2)
(R1 은 전도성 물질로 (i) 50 내지 100,000의 분자량을 갖는 전도성 고분자인 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene), Polythiophene, Polypyrrole, Polyaniline, Thiophene derivatives인 Poly(3-methyl thiophene), Poly(3-hexyl thiophene), Poly octylthiophene, Polyfullerene, Polyacetylene, Polyfuran, Polyphenylene sulfide, poly(phenylenevinylene), poly(thienylene-vinylene), Poly sulfur nitride, (ii) 카본물질인 Carbon nanotube, Graphene, Activate carbon (iii) 금속물질인 Gold pariticle, Silver nanowire, Silver nanoparticle 중의 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어진 물질이고,
R2 는 100 내지 1,000,000의 분자량을 갖는 고분자로 4-톨루엔 설폰산(p-Toluenesulfonate), 1-나프탈렌 설폰산(2-Naphthalenesulfonate), 도데실벤젠설폰산(Dodecyl benezene sulfonate), 폴리비닐설폰산[poly(vinylsulfonate)], 폴리스티렌설폰산[poly(4-styrene sulfonate) 중의 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어진 물질이고,
R3는 100 내지 1,000,000의 분자량을 갖는 고분자로
폴리아크릴산[poly(acrylacid)], 폴리메타크릴산[poly(methacryacid)] 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어진 물질이고,
R4는 에테르를 포함하고, 분자량 100 이상 1,000,000 이하인 고분자물질이며,
R5는 탄소수가 1 이상 100 이하이고, 폴리에틸렌글리콜메틸에테르 [Poly(ethylene glycol)methyl ether], 폴리프롤필렌글리콜아크릴레이트 [Poly(propylene glycol) acrylate], 폴리프로필렌글리콜 메타크릴레이트 [Poly(propylene)methacrylate], 폴리프로필렌글리콜모노뷰틸에테르 [Poly(propylene glycol)monobutyl ether], 폴리프로필렌길리콜모노옥틸에테르 [Poly(propylene glycol)monooctyl ether] 중의 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어진 물질.) - 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체(graft copolymer), 전도성 물질로 이루어진 복합체의 제조방법에 있어서,
(i) 전도성 고분자, 카본물질 또는 금속물질 중의 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어진 전도성 물질과 친수성 기를 갖는 전도성 유화제가 물리적으로 결합한 중합체를 포함하는 전도성 용액을 준비하는 단계;
(ii) 두개의 말단기를 가지며, 제1 말단기는 친수성기이고, 제2 말단기는 소수성기인 알코올성 고분자를 준비하는 단계;
(iii) 상기 전도성 용액에 상기 알코올성 고분자를 첨가하고, 용해시켜, 혼합용액을 제조하는 단계;
(iv) 상기 혼합용액을 열처리하여, 상기 전도성 유화제의 친수성기와 상기 알코올성 고분자의 제1말단기를 탈수축합반응시켜, 소수성기만을 갖는 그라프트 공중합체(graft copolymer)를 형성시키는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체(graft copolymer), 전도성 물질로 이루어진 복합체의 제조방법. - 청구항 2에 있어서,
상기 (iii) 단계는 10℃ 이상 150℃ 이하의 온도에서 교반시켜 용해하는 것을 특징으로 하는 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체(graft copolymer), 전도성 물질로 이루어진 복합체의 제조방법. - 청구항 2에 있어서,
상기 (iv) 단계의 열처리는 50℃ 이상 300℃ 이하의 온도에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체(graft copolymer), 전도성 물질로 이루어진 복합체의 제조방법. - 청구항 2에 있어서,
상기 전도성 물질은 (i) 50 내지 100,000의 분자량을 갖는 전도성 고분자인 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene), Polythiophene, Polypyrrole, Polyaniline, Thiophene derivatives인 Poly(3-methyl thiophene), Poly(3-hexyl thiophene), Poly octylthiophene, Polyfullerene, Polyacetylene, Polyfuran, Polyphenylene sulfide, poly(phenylenevinylene), poly(thienylene-vinylene), Poly sulfur nitride, (ii) 카본물질인 Carbon nanotube, Graphene, Activate carbon (iii) 금속물질인 Gold pariticle, Silver nanowire, Silver nanoparticle 중의 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체(graft copolymer), 전도성 물질로 이루어진 복합체의 제조방법. - 청구항 2에 있어서,
상기 전도성 유화제는 유기산으로서 관능기(functional group)로 술폰산, 파라톨루엔술폰산, 카르복실산 중의 어느 하나를 가지며, 하기 화학식 (3), (4) 중의 어느 하나의 구조식을 갖는 것을 특징으로 하는 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체(graft copolymer), 전도성 물질로 이루어진 복합체의 제조방법.
(3)
(4)
(R2 는 100 내지 1,000,000의 분자량을 갖는 고분자로 4-톨루엔 설폰산(p-Toluenesulfonate), 1-나프탈렌 설폰산(2-Naphthalenesulfonate), 도데실벤젠설폰산(Dodecyl benezene sulfonate), 폴리비닐설폰산[poly(vinylsulfonate)], 폴리스티렌설폰산[poly(4-styrene sulfonate) 중의 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어진 물질이고,
R3는 100 내지 1,000,000의 분자량을 갖는 고분자로
폴리아크릴산[poly(acrylacid)], 폴리메타크릴산[poly(methacryacid)] 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어진 물질.) - 청구항 2에 있어서,
상기 알코올성 고분자는 상기 제1말단기는 하이드록시기이고, 제2말단기는 알킬기인 폴리에틸렌계의 반응물인 것을 특징으로 하는 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체(graft copolymer), 전도성 물질로 이루어진 복합체의 제조방법. - 청구항 2에 있어서,
상기 알코올성 고분자는 하기의 화학 구조식 (5)을 갖는 것을 특징으로 하는 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체(graft copolymer), 전도성 물질로 이루어진 복합체의 제조방법.
(5)
(R4는 에테르를 포함하고, 분자량 100 이상 1,000,000 이하인 고분자물질이며,
R5는 탄소수가 1 이상 100 이하이고, 폴리에틸렌글리콜메틸에테르 [Poly(ethylene glycol)methyl ether], 폴리프롤필렌글리콜아크릴레이트 [Poly(propylene glycol) acrylate], 폴리프로필렌글리콜 메타크릴레이트 [Poly(propylene)methacrylate], 폴리프로필렌글리콜모노뷰틸에테르 [Poly(propylene glycol)monobutyl ether], 폴리프로필렌길리콜모노옥틸에테르 [Poly(propylene glycol)monooctyl ether] 중의 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어진 물질.) - 청구항 8에 있어서,
상기 (iii) 단계의 상기 혼합용액은 상기 전도성 물질 및 전도성 유화제의 중량을 기준으로 알코올성 고분자의 중량비율이 10 내지 50 중량 %인 것을 특징으로 하는 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체(graft copolymer), 전도성 물질로 이루어진 복합체의 제조방법. - 청구항 2 내지 청구항 9 중의 어느 하나의 방법으로 제조되고,
하기 화학 구조식 (6), (7) 중의 어느 하나를 갖는 것을 특징으로 하는 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체(graft copolymer), 전도성 물질로 이루어진 복합체.
(6)
(7)
(R1 은 전도성 물질로 (i) 50 내지 100,000의 분자량을 갖는 전도성 고분자인 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene), Polythiophene, Polypyrrole, Polyaniline, Thiophene derivatives인 Poly(3-methyl thiophene), Poly(3-hexyl thiophene), Poly octylthiophene, Polyfullerene, Polyacetylene, Polyfuran, Polyphenylene sulfide, poly(phenylenevinylene), poly(thienylene-vinylene), Poly sulfur nitride, (ii) 카본물질인 Carbon nanotube, Graphene, Activate carbon (iii) 금속물질인 Gold pariticle, Silver nanowire, Silver nanoparticle 중의 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어진 물질이고,
R2 는 100 내지 1,000,000의 분자량을 갖는 고분자로 4-톨루엔 설폰산(p-Toluenesulfonate), 1-나프탈렌 설폰산(2-Naphthalenesulfonate), 도데실벤젠설폰산(Dodecyl benezene sulfonate), 폴리비닐설폰산[poly(vinylsulfonate)], 폴리스티렌설폰산[poly(4-styrene sulfonate) 중의 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어진 물질이고,
R3는 100 내지 1,000,000의 분자량을 갖는 고분자로
폴리아크릴산[poly(acrylacid)], 폴리메타크릴산[poly(methacryacid)] 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어진 물질이고,
R4는 에테르를 포함하고, 분자량 100 이상 1,000,000 이하인 고분자물질이며,
R5는 탄소수가 1 이상 100 이하이고, 폴리에틸렌글리콜메틸에테르 [Poly(ethylene glycol)methyl ether], 폴리프롤필렌글리콜아크릴레이트 [Poly(propylene glycol) acrylate], 폴리프로필렌글리콜 메타크릴레이트 [Poly(propylene)methacrylate], 폴리프로필렌글리콜모노뷰틸에테르 [Poly(propylene glycol)monobutyl ether], 폴리프로필렌길리콜모노옥틸에테르 [Poly(propylene glycol)monooctyl ether] 중의 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어진 물질.) - 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체(graft copolymer), 전도성 물질로 이루어진 복합체를 포함하는 필름의 제조방법에 있어서,
(i) 기판을 준비하는 단계;
(ii) 전도성 고분자, 카본물질 또는 금속물질 중의 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어진 전도성 물질과 친수성 기를 갖는 전도성 유화제가 물리적으로 결합한 중합체를 포함하는 전도성 용액을 준비하는 단계;
(iii) 두개의 말단기를 가지며, 제1 말단기는 친수성기이고, 제2 말단기는 소수성기인 알코올성 고분자를 준비하는 단계;
(iv) 상기 전도성 용액에 상기 알코올성 고분자를 첨가하고, 용해시켜, 혼합용액을 제조하는 단계;
(iv) 상기 혼합용액을 상기 기판 위에 도포하여 코팅하는 단계;
(v) 코팅된 혼합용액을 열처리하여, 상기 전도성 유화제의 친수성기와 상기 알코올성 고분자의 제1 말단기를 탈수축합반응시켜, 소수성기만을 갖는 그라프트 공중합체(graft copolymer)와 전도성 물질로 이루어진 복합체를 포함하는 필름을 형성시키는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체(graft copolymer), 전도성 물질로 이루어진 복합체를 포함하는 필름의 제조방법. - 청구항 11에 있어서,
상기 (iv) 단계의 상기 혼합용액을 상기 기판 위에 코팅하는 과정은 스핀코팅(spin coating), 스프레이코팅(spray coating), 롤투롤(roll to roll), 또는 바코팅(bar coating)법 중의 적어도 어느 하나를 포함하는 습식 코팅(wet coating) 방식으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체(graft copolymer), 전도성 물질로 이루어진 복합체를 포함하는 필름의 제조방법. - 청구항 12에 있어서,
상기 전도성 물질은
(i) 50 내지 100,000의 분자량을 갖는 전도성 고분자인 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene), Polythiophene, Polypyrrole, Polyaniline, Thiophene derivatives인 Poly(3-methyl thiophene), Poly(3-hexyl thiophene), Poly octylthiophene, Polyfullerene, Polyacetylene, Polyfuran, Polyphenylene sulfide, poly(phenylenevinylene), poly(thienylene-vinylene), Poly sulfur nitride, (ii) 카본물질인 Carbon nanotube, Graphene, Activate carbon (iii) 금속물질인 Gold pariticle, Silver nanowire, Silver nanoparticle 중의 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체(graft copolymer), 전도성 물질로 이루어진 복합체를 포함하는 필름의 제조방법. - 청구항 13에 있어서,
상기 전도성 유화제는 유기산으로서 관능기(functional group)로 술폰산, 파라톨루엔술폰산, 카르복실산 중의 어느 하나를 가지며, 하기 화학식 (8), (9) 중의 어느 하나의 구조식을 갖는 것을 특징으로 하는 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체(graft copolymer), 전도성 물질로 이루어진 복합체를 포함하는 필름의 제조방법.
(8)
(9)
(R2 는 100 내지 1,000,000의 분자량을 갖는 고분자로 4-톨루엔 설폰산(p-Toluenesulfonate), 1-나프탈렌 설폰산(2-Naphthalenesulfonate), 도데실벤젠설폰산(Dodecyl benezene sulfonate), 폴리비닐설폰산[poly(vinylsulfonate)], 폴리스티렌설폰산[poly(4-styrene sulfonate) 중의 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어진 물질이고,
R3는 100 내지 1,000,000의 분자량을 갖는 고분자로
폴리아크릴산[poly(acrylacid)], 폴리메타크릴산[poly(methacryacid)] 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어진 물질.) - 청구항 14에 있어서,
상기 알코올성 고분자는 하기의 화학 구조식 (10)을 갖는 것을 특징으로 하는 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체(graft copolymer), 전도성 물질로 이루어진 복합체를 포함하는 필름의 제조방법.
(10)
(R4는 에테르를 포함하고, 분자량 100 이상 1,000,000 이하인 고분자물질이며,
R5는 탄소수가 1 이상 100 이하이고, 폴리에틸렌글리콜메틸에테르 [Poly(ethylene glycol)methyl ether], 폴리프롤필렌글리콜아크릴레이트 [Poly(propylene glycol) acrylate], 폴리프로필렌글리콜 메타크릴레이트 [Poly(propylene)methacrylate], 폴리프로필렌글리콜모노뷰틸에테르 [Poly(propylene glycol)monobutyl ether], 폴리프로필렌길리콜모노옥틸에테르 [Poly(propylene glycol)monooctyl ether] 중의 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어진 물질.) - 청구항 15에 있어서,
상기 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체(graft copolymer), 전도성 물질로 이루어진 복합체는 하기의 화학 구조식 (11), (12) 중 어느 하나를 갖는 것을 특징으로 하는 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체(graft copolymer), 전도성 물질로 이루어진 복합체를 포함하는 필름의 제조방법.
(11)
(12)
(R1 은 전도성 물질로 (i) 50 내지 100,000의 분자량을 갖는 전도성 고분자인 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene), Polythiophene, Polypyrrole, Polyaniline, Thiophene derivatives인 Poly(3-methyl thiophene), Poly(3-hexyl thiophene), Poly octylthiophene, Polyfullerene, Polyacetylene, Polyfuran, Polyphenylene sulfide, poly(phenylenevinylene), poly(thienylene-vinylene), Poly sulfur nitride, (ii) 카본물질인 Carbon nanotube, Graphene, Activate carbon (iii) 금속물질인 Gold pariticle, Silver nanowire, Silver nanoparticle 중의 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어진 물질이고,
R2 는 100 내지 1,000,000의 분자량을 갖는 고분자로 4-톨루엔 설폰산(p-Toluenesulfonate), 1-나프탈렌 설폰산(2-Naphthalenesulfonate), 도데실벤젠설폰산(Dodecyl benezene sulfonate), 폴리비닐설폰산[poly(vinylsulfonate)], 폴리스티렌설폰산[poly(4-styrene sulfonate) 중의 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어진 물질이고,
R3는 100 내지 1,000,000의 분자량을 갖는 고분자로
폴리아크릴산[poly(acrylacid)], 폴리메타크릴산[poly(methacryacid)] 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어진 물질이고,
R4는 에테르를 포함하고, 분자량 100 이상 1,000,000 이하인 고분자물질이며,
R5는 탄소수가 1 이상 100 이하이고, 폴리에틸렌글리콜메틸에테르 [Poly(ethylene glycol)methyl ether], 폴리프롤필렌글리콜아크릴레이트 [Poly(propylene glycol) acrylate], 폴리프로필렌글리콜 메타크릴레이트 [Poly(propylene)methacrylate], 폴리프로필렌글리콜모노뷰틸에테르 [Poly(propylene glycol)monobutyl ether], 폴리프로필렌길리콜모노옥틸에테르 [Poly(propylene glycol)monooctyl ether] 중의 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어진 물질.) - 청구항 16에 있어서,
상기 (v)단계의 열처리는 50℃ 이상 300℃ 이하의 온도에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체(graft copolymer), 전도성 물질로 이루어진 복합체를 포함하는 필름의 제조방법. - 청구항 11 내지 청구항 17 중의 어느 하나의 방법으로 제조된 전도성 물질, 전도성 유화제 복합체 및 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체(graft copolymer)를 포함하는 필름에 있어서,
면저항 값이 101.0 ~ 1013.0 ohm/sq. 이고, 극성용매에 48시간 함침시키거나, 대기 중에서 168시간 방치한 경우에도 최초 면저항 값을 기준으로 면저항 값의 증가가 20% 이하인 것을 특징으로 하는 전도성 유화제와 알코올성 고분자 간의 그라프트 공중합체(graft copolymer), 전도성 물질로 이루어진 복합체를 포함하는 필름.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020130009618A KR102025194B1 (ko) | 2013-01-29 | 2013-01-29 | 우수한 내수성, 내화학성, 및 내후성을 갖는 고분자 공중합체를 포함하는 복합체 및 이의 제조방법. |
PCT/KR2013/007113 WO2014025200A1 (ko) | 2012-08-07 | 2013-08-07 | 우수한 내수성, 내화학성, 및 내후성을 갖는 고분자 공중합체를 포함하는 복합체 및 이의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020130009618A KR102025194B1 (ko) | 2013-01-29 | 2013-01-29 | 우수한 내수성, 내화학성, 및 내후성을 갖는 고분자 공중합체를 포함하는 복합체 및 이의 제조방법. |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20140096707A true KR20140096707A (ko) | 2014-08-06 |
KR102025194B1 KR102025194B1 (ko) | 2019-09-25 |
Family
ID=51744499
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020130009618A KR102025194B1 (ko) | 2012-08-07 | 2013-01-29 | 우수한 내수성, 내화학성, 및 내후성을 갖는 고분자 공중합체를 포함하는 복합체 및 이의 제조방법. |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102025194B1 (ko) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020197963A1 (en) * | 2019-03-22 | 2020-10-01 | Henkel Ag & Co. Kgaa | Coatings for waterproofing electronic components |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20000031306A (ko) * | 1998-11-05 | 2000-06-05 | 유현식 | 고전도성 및 고투명성을 갖는 폴리티오펜계 전도성 고분자 용액조성물 |
KR20070050408A (ko) * | 2004-09-09 | 2007-05-15 | 미츠비시 레이온 가부시키가이샤 | 나노물질 함유 조성물, 그의 제조방법 및 그를 이용한복합체 |
KR100725151B1 (ko) | 2001-02-07 | 2007-06-04 | 주식회사 새 한 | 수용성 전도성 폴리아닐린 제조방법 |
KR20100065404A (ko) * | 2008-04-21 | 2010-06-16 | 데이카 가부시키가이샤 | 도전성 조성물의 분산액, 도전성 조성물 및 이의 용도 |
KR101143304B1 (ko) * | 2010-01-06 | 2012-05-08 | 전자부품연구원 | 탄소나노튜브 전도층의 접착성이 향상된 기판 및 그의 제조 방법 |
-
2013
- 2013-01-29 KR KR1020130009618A patent/KR102025194B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20000031306A (ko) * | 1998-11-05 | 2000-06-05 | 유현식 | 고전도성 및 고투명성을 갖는 폴리티오펜계 전도성 고분자 용액조성물 |
KR100725151B1 (ko) | 2001-02-07 | 2007-06-04 | 주식회사 새 한 | 수용성 전도성 폴리아닐린 제조방법 |
KR20070050408A (ko) * | 2004-09-09 | 2007-05-15 | 미츠비시 레이온 가부시키가이샤 | 나노물질 함유 조성물, 그의 제조방법 및 그를 이용한복합체 |
KR20100065404A (ko) * | 2008-04-21 | 2010-06-16 | 데이카 가부시키가이샤 | 도전성 조성물의 분산액, 도전성 조성물 및 이의 용도 |
KR101143304B1 (ko) * | 2010-01-06 | 2012-05-08 | 전자부품연구원 | 탄소나노튜브 전도층의 접착성이 향상된 기판 및 그의 제조 방법 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
WU, CHIEN-SHUN 외 3명, Journal of Power Sources 2006, Vol. 160, Issue 2, pages 1204-1210. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020197963A1 (en) * | 2019-03-22 | 2020-10-01 | Henkel Ag & Co. Kgaa | Coatings for waterproofing electronic components |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR102025194B1 (ko) | 2019-09-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
He et al. | Enhancements in the mechanical stretchability and thermoelectric properties of PEDOT: PSS for flexible electronics applications | |
EP2014718B1 (en) | Conductive composition, and their production method | |
US8388865B2 (en) | Conductive polymer composition, method of producing the same, and solid electrolytic capacitor | |
US20070096066A1 (en) | Conductive composition, conductive coating material, conductive resin, capacitor, photoelectric transducer, and their production method | |
KR101782434B1 (ko) | 고체 전해 콘덴서의 제조 방법 | |
Chakraborty et al. | Conducting gels: A chronicle of technological advances | |
KR100586659B1 (ko) | 유기 전극 코팅용 조성물 및 이를 이용한 고투명성 유기전극의 제조방법 | |
KR102012637B1 (ko) | 도전성 이형층 형성용 도료와 그 제조 방법 및 도전성 이형 필름과 그 제조 방법 | |
CN107001801B (zh) | 加成硬化性防静电有机聚硅氧烷组合物及防静电硅酮皮膜 | |
JP5111011B2 (ja) | 撥水性導電性高分子塗料及び撥水性導電性塗膜 | |
US9443639B2 (en) | Conductive polymer blend composition and manufacturing method thereof | |
JP6607832B2 (ja) | 導電性高分子分散液及びその製造方法、並びに導電性フィルム及びその製造方法 | |
JP2011038002A (ja) | 導電性高分子溶液および帯電防止性シート | |
WO2014189036A1 (ja) | 導電性高分子分散液及び導電性塗膜 | |
JP6372918B2 (ja) | 導電性組成物、導電性組成物の製造方法、帯電防止樹脂組成物ならびに帯電防止樹脂皮膜 | |
JP2013522401A (ja) | 伝導性ポリマーの対イオンとしてのスルホン化ポリケトン | |
KR102025194B1 (ko) | 우수한 내수성, 내화학성, 및 내후성을 갖는 고분자 공중합체를 포함하는 복합체 및 이의 제조방법. | |
WO2017143737A1 (zh) | 一种铝电解质电容器及其制备方法 | |
JP4732101B2 (ja) | 導電性多孔質セパレータとその製造方法、及び電気化学デバイス | |
Zhang et al. | High dielectric constant polyaniline/sulfonated poly (aryl ether ketone) composite membranes with good thermal and mechanical properties | |
KR101970698B1 (ko) | 우수한 내수성, 내화학성, 및 내후성을 갖는 고분자 공중합체 및 이의 제조방법. | |
WO2017143736A1 (zh) | 一种铝电解质电容器及其制备方法 | |
JP2008257934A (ja) | 導電性ポリマー組成物及びその製造方法 | |
KR20090087530A (ko) | 투명한 전도성 코팅 조성물 | |
JP2016204494A (ja) | 導電性高分子組成物、ならびに固体電解コンデンサ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |