산화 그래핀과 나노 흑연이 폴리스티렌 나노복합재료의 유변물성 및 전기적 물성에 미치는 영향 (Influence of Graphene Oxide and Graphite Nanoplatelets on Rheological and Electrical Properties of Polystyrene Nanocomposites)

서지정보

· 발행기관 : 한국고분자학회
· 수록지 정보 : 폴리머 / 38권 / 4호 / 502 ~ 509페이지
· 저자명 : 염효열, 나효열, 이성재

초록

탄소기반 판상형 나노재료인 산화 그래핀(GO)과 나노 흑연(GNP)은 고분자재료에 전기 전도성을 부여하기위한 복합재료용 나노필러로 사용되고 있다. 본 연구에서는 폴리스티렌(PS)에 나노필러를 첨가한 PS/GO와 PS/GNP나노복합재료를 라텍스 기법으로 제조한 다음 유변학적, 전기적 물성을 비교 고찰하였다. PS 입자는 무유화제 유화중합으로 중합하였으며, GO는 흑연으로부터 modified Hummers 방법으로 합성하였다. 친수성인 GO는 첨가제 없이PS 수성 현탁액에 분산하였으며, GNP는 분산성을 높이기 위해 계면활성제를 첨가하여 분산하였다. 나노필러에 따른 유변물성은 GO가 GNP에 비해 높게 나타났는데, GO는 단일층으로 분산이 가능한 반면, GNP는 다수의 층이 겹쳐진 형태이므로 나노 규모의 균질한 분산을 이루지 못하기 때문이다. 전도성 통로가 형성되는 지점인 전기적 임계점은 PS/GO, PS/GNP 나노복합재료에 대하여 각각 0.50, 5.82 wt%로 나타났다. PS/GO 나노복합재료가 우수한 전기 전도도를 보여주는 이유는 성형 시 열처리에 의해 GO가 환원되기 때문이다.

영어초록

Carbon-based nanoplatelets such as graphene oxide (GO) sheets and graphite nanoplatelets (GNPs) are frequentlyused as conductive nanofillers for polymer nanocomposites. In this study, polystyrene (PS)/GO and PS/GNPnanocomposites were prepared through a latex technology and investigated to compare the effect of nanofillers on rheologicaland electrical properties of the PS nanocomposites. PS particles were prepared by emulsifier-free emulsion polymerizationand GO was synthesized by using the modified Hummers' method from graphite. Hydrophilic GO wasdispersed in aqueous PS suspension, but hydrophobic GNPs were dispersed with the help of a surfactant. In comparisonwith PS/GO nanocomposites, the rheological properties of PS/GNP counterparts were not too high because GNP existedin aggregates of graphene layers. Conducting pathways of PS/GO and PS/GNP nanocomposites were achieved at theelectrical percolation threshold of 0.50 and 5.82 wt%, respectively. The reason for enhanced electrical conductivity in PS/GO nanocomposites is that GO was thermally reduced during molding.

참고자료

· 없음