강하고 단단하며 내열성과 전기적 특성이 우수한 탄소 나노튜브를 어떤 고분자에 첨

가하면 본래의 고분자에 비해 더 우수한 기계적, 전기적 특성을 지닌 복합재가 얻어

져야 한다. 그러나 아직까지 나노튜브-고분자 복합재는 기대 만큼의 물성 향상을 나

타내지 못하고 있다. 그 이유는 고분자 매트릭스 내에 나노튜브를 고르게 분산시키

켜 균질한 혼합물을 만들 수 없기 때문이다. 이전의 여러 연구들에서 나노튜브는 서

로 엉겨 덩어리를 이룬다고 보고됐다. 

이에 관해, 펜실바니아대학교의 카렌 위니와 그녀의 동료들은 단일벽나노튜브

(SWNT)를 PMMA에 균일하게 분산시켜 배열 구조의 복합재(aligned composite)

와 비배열 구조의 복합재를 얻는데 성공했다. 위니는 "우리들은 이 방법을 응고법

(coagulation method)이라고 부른다"고 말했다. PMMA를 매트릭스로 선택한 것은 

PMMA가 좋은 방적(spinning) 특성을 지니고 있고 DMF에 녹기 때문이라고 그녀는 

설명했다. 

연구팀은 고압일산화탄소법(HiPCo)으로 제조한 SWNT를 DMF에 분산시켰다. 연구

팀은 DMF 1mL 당 0.25mg 만큼의 나노튜브를 넣은 다음 혼합물을 24시간 동안 초음

파처리(sonication)했다. 연구팀은 이 SWNT-DMF 혼합물에 0.1~0.7wt%의 PMMA

를 첨가한 다음 얻어진 혼탁액에 증류수를 가했다. 

DMF는 물과 상용성이 있지만 PMMA는 그렇지 못하기 때문에 PMMA는 즉시 침전

을 일으킨다. 물론 나노튜브는 PMMA 매트릭스 내에 잡혀 함께 침전된다. 연구팀은 

침전으로 얻은 복합재를 직경 500미크론의 구멍을 통해 용융방사 후 연신해 섬유를 

제조함으로써 나노튜브가 일정 방향으로 배열된 복합재를 얻었다. 한편 비배열 복합

재는 단순한 가열-가압으로 얻어진다. SAXS 분석 결과 이 두 복합재에는 모두 나노

튜브의 응집이 발견되지 않았으며 나노튜브의 배열 정도도 알 수 있었다. 

물성시험 결과 SWNT의 첨가로 PMMA의 탄성율, 전도성, 열안정성이 원래의 

PMMA에 비해 향상됐다. 그러나 위니에 따르면 2wt%의 SWNT를 ''배열''하면 전도도

는 훨씬 떨어졌다. 이는 나노튜브들의 배열에 의해 각각의 나노튜브들간에 접촉의 

기회가 줄어들었기 때문으로 설명된다. 위니는 이 응고법이 다른 나노입자-고분자 

복합재들의 제조에도 응용될 수 있을 것이라고 말했다. 

Fangming Du, John E. Fischer & Karen I. Winey. Coagulation method for 

preparing single-walled carbon nanotube/poly(methyl methacrylate) 

composites and their modulus, electrical conductivity, and thermal stability. 

Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics 2003, 41(24): 3333-3338. 

source  : http://www.chemweb.com/alchem/articles/1066208009901.html