Layer-by-layer assembly 방식을 이용하여 탄소나노튜브/전해질을 도입한 폴리스티렌 입자의 전기적 특성

Abstract

기능화된 탄소나노튜브가 코팅된 폴리스티렌 입자의 전기적 성질에 관한 연구를 진행하였다. 기능화된 탄소나노튜브는 술폰기가 도입된 폴리스티렌 입자에 전해질(폴리디알릴디메틸암모늄클로라이드(PDDA)와 폴리소디움스티렌술포네이트(PSS))과 함께 LbL 어셈블리 방식으로 multilayer 를 형성하며 도입하였다. 폴리스티렌 입자에 코팅된 탄소나노튜브의 양은 LbL 어셈블리 방식으로 multilayer 수를 조절하며 양을 쉽게 제어할 수 있었다. 술폰기가 도입된 폴리스티렌 입자는 폴리스티렌 입자를 황산과 함께 술폰화 반응을 통해 제조하였다. 탄소나노튜브가 도입된 폴리스티렌 입자는 FE-SEM, zeta potential, TGA 를 통해 확인하였다. 탄소나노튜브가 도입된 폴리스티렌 입자는 전기유변물질로 응용되었다. 폴리스티렌 입자에 코팅된 탄소나노튜브의 양을 조절하며 전기유변 효과의 특성 변화를 측정하였다. 그 결과 폴리스티렌 입자에 도입된 탄소나노튜브의 양이 많아질수록 전단응력과 점도가 증가하며 전기유변 효과가 커진다는 것을 알 수 있었다. 그리고 LbL 방식으로 탄소나노튜브의 양을 조절하면서 전기유변 효과를 쉽게 제어할 수 있었다. 또한, 탄소나노튜브가 도입된 폴리스티렌 입자는 가열압착기를 통해 필름으로 제조한 후 전도도와 전자파 차폐 효과를 측정하였다. 그 결과 탄소나노튜브의 양이 많아질수록 전도도와 전자파 차폐 효과가 커진다는 것을 알 수 있었다. 그리고 LbL 방식으로 탄소나노튜브의 양을 조절하면서 전도도와 전자파 차폐 효과를 쉽게 제어할 수 있었다.; Electrical properties of poly(styrene) (PS) particles coated with the functionalized multiwall CNTs (fMCNTs) were investigated. CNTs-polymer composite multilayers were prepared on sulfonated PS particles by LbL assembly process with fMCNTs and polyelectrolytes (Poly(diallyldimethylammonium chloride) (PDDA) and poly(sodium 4-styrenesulfonate) (PSS)). The amount of fMCNTs on PS particles was adjusted by controlling the number of fMCNT layers by LbL self-assembly. Sulfonated PS microspheres were prepared by the sulfonation of PS particles in H2SO4. Sulfonated PS particles were characterized by Infrared Spectroscopy (IR). The morphologies and the properties of PS particles having polyelectrolyte/fMCNTs multilayers were observed by field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and zeta-potential analysis. The ER properties of composite particles influenced by the number of multilayer were investigated under controlled electric fields. With increasing the amount of fMCNTs in multilayers, the shear stress and the viscosity of ER fluids increased at the same shear rate. In addition, the conductivity and EMI shielding effect of composite films influenced by the number of multilayer were investigated. The conductivity and EMI SE behaviors of fMCNTs/polymer composite films were continuously increased in accordance with the growth of multilayer with fMCNTs. It was suggested that electrical properties were efficiently controlled by LbL self-assembly with polyelectrolytes and fMCNTs, because the amount of fMCNTs in multilayers were accurately controlled by LbL self-assembly.