영국 퀸스 대학의 Tony McNally 교수팀과 독일 드레스덴 라이프니츠 고분자연구소

의 Petra Potschke 및 호주 퀸스랜드 대학의 Peter Halley 교수연구팀은 다중벽 탄

소 나노튜브가 보강된 폴리에틸렌 복합재료를 제조하고 그에 대한 특성분석 결과를 

Polymer 46 (2005) 8222-8232에 게재했다.

다중벽 탄소 나노튜브가 무게비로 0.1~ 10wt%까지 첨가된 폴리에틸렌 복합재료는 

미니 이중 스크루 압출기를 사용하여 용융혼합방법에 의해 제조됐다. 다른 길이 규

모로 폴리에틸렌 매트릭스 안에 포함된 다중벽 탄소 나노튜브의 형태와 분산 정도

가 전자주사현미경, 전자투과현미경, 원자힘 현미경, 광각 X-선 회절 방법으로 분석

됐다.

분석결과에 따르면, 다중벽 탄소 나노튜브의 분산과 함께 응집현상도 분명히 관찰됐

다. 나노복합재료의 라만 스펙트라에서 얻어진 G 밴드의 17cm-1 위쪽 이동과 피크

에 생성된 shoulder는 폴리에틸렌 사슬에 의해서 다중벽 탄소 나노튜브에 가해진 압

축력에 의한 것으로서, 폴리에틸렌이 다중벽 탄소 나노튜브 다발 사이로 끼어 들어

간 것을 나타내는 것이다.

이들 나노복합재료의 전기전도도와 점탄성 특성도 조사됐다. 약 7.5%의 여과 시작점

(percolation threshold)이 얻어졌으며 폴리에틸렌의 전기전도도는 10~20에서 10-4 

S/cm의 크기로 16배나 현저하게 증가했다. 저장탄성률 대 주파수 커브는 여과 시작

점 이상에서 평평하게 됐는데 이는 상호 연결된 나노튜브 구조가 만들어졌다는 것으

로서 "가짜 고체 상태(pseudo-solid-like)"의 행동을 암시한다. 

나노복합재료의 최고 인장강도와 파괴점 신장률은 다중벽 탄소 나노튜브의 첨가에 

의해 감소했다. 나노복합재료의 기계적인 특성이 감소한 것은 전기전도도의 획기적

인 증가 현상과 함께 폴리에틸렌/다중벽 탄소 나노튜브 복합재료에서 기계적인 강도

에 대한 메커니즘이 보강재/매트릭스의 상호반응이며 보강재의 여과(percolation)

가 아니라는 것을 암시한다.

폴리에틸렌의 결정화온도와 결정 부분의 함량은 다중벽 탄소 나노튜브의 첨가에 의

해 변했다. 폴리에틸렌의 열분해온도도 10wt%의 다중벽 탄소 나노튜브의 첨가에 의

해 20K 향상됐다.

  정보출처   Polymer 46 (2005) 8222-8232  

  원문언어   영어 

  출판날짜   2005년 08월 21일 

  국      가   영국 

  주제분야   복합재료(K14) 

  원본파일    /upload/sohankier/PE_CNT_20050821.pdf  

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