CNT 분산 및 제조 리포트

소개

"CNT 분산 및 제조 리포트"에 대한 내용입니다.

목차

1) 실험목적

2) 실험원리

3) 실험방법

4) 고찰

5) 참고문헌

6) - 추가실험 -
1. 각 실험의 목적
2. 각 실험의 핵심 원리
3. 결과 및 고찰
4. 참고문헌

본문내용

1)실험목적
CNT의 정제 분산 및 섬유 방사
2)실험원리
습식방사는 여러 필라멘트를 동시에 제조 가능하기 때문에 대규모 산업 응용 분야에서 유망하다. 습식방사의 방법에는 계면활성화를 통해 안정된 CNT 용액의 분사 방법과 강산에 분산된 CNT의 액정방사 방법으로 나눌 수 있다.
계면활성제를 이용한 방사의 첫 번째 단계는 CNT를 분산시키는 것이다. 다발로 존재하는 CNT는 우수한 전기적 특성을 가지지 못하므로 분산시켜줘야 한다. CNT에 초음파 처리를 해주면 CNT의 다발들이 분리가 되면서 계면활성제가 CNT표면에 흡착을 하고, 서로 밀어내 준다. 계면활성제의 농도를 높이면 균일한 현탁액을 얻을 수 있다. 이렇게 얻은 SWNT분산액을 폴리머 용액의 동시흐름 스트림에 주입하면 나노튜브 응집체를 얻을 수 있다. 이 때 계면활성제에 의해 안정화된 현탁액에 PVA를 첨가하면 유동 시스템에서와 같이 정지상태에서 나노튜브의 응집이 유도된다. PVA는 튜브에 흡착되어 일부 계면활성제 분자를 대체하게 된다. 이 상태에 SWNT분산액을 주사기 바늘을 통해 주입하면 흐름이 없을 때 안정적으로 유지되는 긴 리본이 형성된다.
이렇게 만든 섬유는 밀도가 높고 매듭형태로 조여져도 섬유가 끊어지지 않는다. 이는 기본 탄소 섬유와 비교하여 비틀림에 대한 높은 내성과 유연성을 보여주며 탄성체계에서 모듈러스가 매우 높다는 것을 알 수 있다. 하지만 계면활성제를 이용한 방법은 일정이상의 분산을 넘기기가 어렵고 개질에 의한 CNT 품질 저하 또는 계면활성제에 의한 정렬도, 밀집도 하락 등의 문제점이 있다.
강산을 이용한 경로는 액정 상을 사용하게 된다. 사용 가능한 강산은 클로로황산으로 알려져 있다. 산을 이용한 CNT의 분산은 양성자화에 의한 튜브 사이의 정전기적 반발력에 의해서 일어나게 된다. 이렇게 만들어진 액정 용액은 CNT가 규칙적으로 배열하고 있으며 액체와 같은 유동성을 가지게 되어 고분산/고농도 액정 도프가 된다.

참고자료

· Macroscopic Fibers and Ribbons of Oriented Carbon Nanotubes. (Brigitte Vigolo, Alain Penicaud 외6명)
· Understanding the influence of single-walled carbon nanotube dispersion states on the microstructure and mechanical properties of wet-spun fibers (Xinrong Jiang, Wenbin Gong 외6명)
· Effect of surfactants and dispersion methods on properties of single-walled carbon nanotube fibers formed by wet-spinning (Xueli Wu, Ken Mukai, Kinji Asaka, Takahiro Morimoto, Toshiya Okazaki)
· Macroscopic Fibers of Well-Aligned Carbon Nanotubes by Wet Spinning (Shanju Zhang, Krzysztof K. K. Koziol, Ian A. Kinloch, and Alan H. Windle)
· Wet spinning of continuous polymer-free carbon-nanotube fibers with high electrical conductivity and strength (Ken Mukai, Kinji Asaka, Xueli Wu, Takahiro Morimoto, Toshiya Okazaki, Takeshi Saito, Motoo Yumura) 
· VAPOR-LIQUID-SOLID MECHANISM OF SINGLE CRYSTAL GROWTH-[R. S. Wagner and W. C. Ellis]
· CVD synthesis of high-purity multiwalled carbon nanotubes using CaCO3 catalyst support for large-scale production -[E.Couteau, K.hernadi, J.W.Seo 외 4인]
· Model of carbon nanotube growth through chemical vapor deposition-[S.B.Sinnott 외 7인]
· Effects of different carbon precursors on synthesis of multiwall carbon nanotubes: Purification and Functionalization-[Yaser Shirazi, Maryam Ahmadzadeh Tofighy, Toraj Mohammadi, Afshin Pak]
· Purification of carbon nanotubes Peng-Xiang Hou, Chang Liu, Hui-Ming Cheng* Shenyang National Laboratory for Materials Science, Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, 72 Wenhua Road, Shenyang 110016, PR China