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코팅한 탄소 나노튜브로 고성능 합성수지 나노복합재료 제조

전문가 제언: ○ 탄소나노튜브(CNT)는 우수한 기계적, 전기적, 열적 성질을 겸비하고 있어 다목적 폴리머 나노복합재료를 제조하는데 종래의 나노필러(예; 카본 블랙, 실리카, 클레이, 탄소나노섬유)를 대체할 수 있는 매우 우수한 후보재료로 각광을 받고 있다. 폴리머/CNT 나노복합체를 제조하기 위해서는 CNT를 폴리머 기질에 균일하게 분산시키는 것이 가장 중요한바, CNT 분산을 위해 그동안 여러 방법이 연구 개발되었지만 아직도 해결해야 할 과제는 많다.

○ 본 리뷰에서는 CNT 분산을 위해 극히 최근에 새롭게 개발되고 있는 중합-충전 기술(PFT; Polymerization-Filling Technique)을 개관하였다. PFT 기술은 CNT 표면에 메탈로센 촉매를 고정화시켜 올레핀 중합반응(제자리 동시중합; in situ polymerization)을 일으킴으로써 폴리올레핀으로 나노튜브를 코팅하고, 이렇게 코팅된 나노튜브는 개별적으로 다발에서 분리되어 폴리올레핀 기질에 균일하게 분산되는 극히 최근(2005～2006)에 소개된 새로운 기술이다.

○ 현재까지 실험에 이용된 모노머는 에틸렌, 에틸렌-노르보르넨 및 에틸렌-1-헥센이고, 촉매계는 메탈로센계 촉매이다. 또 이들 모노머의 중합물(코모노머 포함)로 코팅된 cMWNT 마스터 배치를 EVA에 희석시켜 제조한 나노복합체의 특성이 평가되었다. 앞으로 메탈로센 촉매계뿐만 아니라 중합촉매로 지글러-나타 촉매계가 이용되는 모든 폴리머[예; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, APAO(Amorphous Poly-Alpha-Olefins), 폴리비닐알코올]에 대해서도 연구개발 되기를 기대한다.

○ 제자리 중합법을 적용하여 나노필러를 균일하게 분산시키는 방법은 동시중합법이 가능한 모노머에 대해서는 거의 모두가 연구되었다. PFT 기술이 이러한 모노머까지 연구대상이 확대될 수 있는지도 관심을 기울일 필요가 있다.

저자: Stephane Bredeaune, Sophie Peeterbroeck, Daniel Bonduel, Michael Alexandre, Philippe Dubois
자료유형: 학술정보