공업화학 (Applied Chemistry for Engineering)

  • 제19권4호
  • /
  • Pages.413-420
  • /
  • 2008
  • /
  • 1225-0112(pISSN)
  • /
  • 2288-4505(eISSN)
한국공업화학회 (The Korean Society of Industrial and Engineering Chemistry)
권호 표지

전기방사에 의한 카본나노튜브/폴리카보네이트 나노섬유와 복합필라멘트 특성에 관한 연구

Study of Polycarbonate/MWNT Electrospun Nanofiber and Its Multi-Filament Application

  • 최재원 (숭실대학교 환경화학공학과) ;
  • 이광훈 (숭실대학교 환경화학공학과) ;
  • 황석호 (한국생산기술연구원) ;
  • 김정렬 (한국생산기술연구원) ;
  • 이상원 (숭실대학교 환경화학공학과) ;
  • 허완수 (숭실대학교 환경화학공학과)
  • Choi, Jae-Won (Department of Chemical & Environmental Engineering, Soongsil University) ;
  • Lee, Kwang-Hoon (Department of Chemical & Environmental Engineering, Soongsil University) ;
  • Hwang, Seok-Ho (Korea Institute of Industrial Technology) ;
  • Kim, Jeong-Yeol (Korea Institute of Industrial Technology) ;
  • Lee, Sang-Won (Department of Chemical & Environmental Engineering, Soongsil University) ;
  • Huh, Wansoo (Department of Chemical & Environmental Engineering, Soongsil University)
  • 투고 : 2008.05.21
  • 심사 : 2008.05.30
  • 발행 : 2008.08.10
PDF 다운로드
⟨ 이전 논문 다음 논문 ⟩

초록

전기방사에 대한 연구는 지난 10여 년간 의료, 산업용에 적합한 적용 기술 연구로 많은 발전을 하고 있다. 본 연구에서는 용액전기방사법으로 다중벽탄소나노튜브(MWNT)를 함유하는 폴리카보네이트(PC) 나노섬유와 복합필라멘트 섬유를 제조하였다. 폴리카보네이트 나노섬유 내에서의 분산성을 향상시키기 위하여 다중벽탄소나노튜브를 in-situ 방법으로 개질하였다. THF와 DMF의 혼합용매를 사용하여 다중벽 탄소나노튜브가 함유된 폴리카보네이트(PC/mMWNT) 나노섬유를 제조하였다. 제조된 PC/mMWNT 나노섬유의 TEM 사진 분석결과 다중벽 탄소나노튜브가 폴리카보네이트 나노섬유 내에 잘 분산되어 있음을 확인하였다. 또한, 다중벽탄소나노튜브의 함량이 증가할수록 순수 폴리카보네이트 섬유에 비해 열안정성이 우수하였으며, 표면저항기 측정결과 3 wt%와 5 wt%에서 109.1~109.5 ${\Omega}$의 대전방지효과를 기대할 수 있는 전기적 특성을 확인하였다. 또한 PC/mMWNT를 이용하여 제조된 멀티필라멘트 섬유는 SEM을 분석결과 직경 $60{\sim}100{\mu}m$, 길이 4~5 cm의 멀티필라멘트(Multi-Filament yarn)가 제조되었음을 확인하였다.

Over the past decade, there have been significant advancement in the field of electrospinning area. This study has focused on preparing yarn using polycarbonate (PC) nanofibers including modified multi-walled carbon nanotube (mMWNT) by solution electrospinning process using the mixture of solvents consisting of tretrahydronfuran (THF) and N,N-dimethylformamide (DMF). In order to enhance the dispersion, MWNT was chemically modified. TEM analysis for the prepared PC/mMWNT nanofibers reveals that mMWNT was well-dispersed into the PC nanofiber matrix. Also with increasing contents of mMWNT, thermal stability of PC/mMWNT nanofibers was improved than that of PC nanofibers. Moreover when 3 to 5 wt% of mMWNT was added, the nanofibers showed good electrical properties expecting antistatic effect, ranging 109.1~109.5 ${\Omega}$. It was confirmed that the multi-filament fibers using PC/mMWNT had $60{\sim}100{\mu}m$ in diameter and 4~5 cm in length.

키워드

참고문헌

  1. K. H. Lee, H. Y. Kim, H. J. Bang, Y. H. Jung, and S. G. Lee, Polymer, 44, 4029 (2003) https://doi.org/10.1016/S0032-3861(03)00345-8
  2. J. Liu and S. Kumar, Polymer, 46, 3211 (2005) https://doi.org/10.1016/j.polymer.2004.11.116
  3. H. Fong, I. Chun, and D. H. Reneker, Polymer, 40, 4585 (1999) https://doi.org/10.1016/S0032-3861(99)00068-3
  4. Y. J. Ryu, H. Y. Kim, K. H. Lee, H. C. Park, and D. R. Lee, Eur. Polym. J., 39, 1883 (2003) https://doi.org/10.1016/S0014-3057(03)00096-X
  5. K. H. Lee, H. Y. Kim, M. S. Khil, Y. M. Ra, and D. R. Lee, Polymer, 44, 1287 (2003) https://doi.org/10.1016/S0032-3861(02)00820-0
  6. M. S. Khil, H. Y. Kim, M. S. Kim, S. Y. Park, and D.-R. Lee, Polymer, 45, 295 (2004) https://doi.org/10.1016/j.polymer.2003.09.049
  7. D. H. Reneker and I. Chun, Nanothcnology, 7, 216 (1996) https://doi.org/10.1088/0957-4484/7/3/009
  8. J. Shawon and C. Sung, J. Mater. Sic., 39, 4605 (2004) https://doi.org/10.1023/B:JMSC.0000034155.93428.ea
  9. R. V. N. Krishnappa, K. Desai, and C. Sung, J. Mater. Sic., 38, 2357 (2003) https://doi.org/10.1023/A:1023984514389
  10. S. Iijima, Nature, 354, 56 (1991) https://doi.org/10.1038/354056a0
  11. X. Zong, S. Ran, D. Fang, B. S. Hsiao, and B. Chu, Polymer, 41, 1572 (2003)
  12. http://www.iljinnanotech.co.kr/home.html
  13. K. Saeed, S.-Y. Park, H.-J. Lee, J.-B. Baek, and W.-S. Huh, Polymer, 47, 8019 (2006) https://doi.org/10.1016/j.polymer.2006.09.012
  14. S. Madhugiri, W. Zhou, J. P. Ferraris, and K. J. Balkus Jr., Microporous and Mesoporous Material, 63, 75 (2003) https://doi.org/10.1016/S1387-1811(03)00433-5
  15. A. Theron, E. Zussman, and A. L. Yarin, Nanotechnolohy, 12, 384 (2001) https://doi.org/10.1088/0957-4484/12/3/329
  16. D. Li, Y. Wang, and Y. Xia, Adv. Mater., 16, 361 (2004) https://doi.org/10.1002/adma.200306226
  17. E. Smit, U. Buttner, and R. D. Sanderson, Polymer, 2419 (2005)
  18. P. D. Dalton, D. Klee, and M. Moller, Polymer, 46, 611 (2005) https://doi.org/10.1016/j.polymer.2004.11.075
  19. H. Okuzaki, T. Takahashi, N. Miyajima, Y. Suzuki, and T. Kuwabara, Macromolecules, 39, 4276 (2006) https://doi.org/10.1021/ma0608673
  20. F. Ko, Y. Gogotsi, A. Ali, N. Naguib, H. Ye, G. L. Yang, C. Li, and P. Willis, Adv. Mater., 15, 1161 (2003) https://doi.org/10.1002/adma.200304955
  21. J. M. Deitzel, J. Kleinmeyer, D. Harris, and N. C. Beck Tan, Polymer, 42, 261 (2001) https://doi.org/10.1016/S0032-3861(00)00250-0
  22. H. Fong, I. Chun, and D. H. Reneker, Polymer, 40, 4585 (1999) https://doi.org/10.1016/S0032-3861(99)00068-3
  23. H. J. Sim and S. H. Lee, J. Korean Fiber Soc., 41, 414 (2004)
  24. J. H. Sung, H. S. Kim, H. Jin, H. J. Choi, and I. Chin, Macromolecules, 37, 9899 (2004) https://doi.org/10.1021/ma048355g
  25. C. K. Jum, Y. T. Sung, M. S. Han, W. N. Kim, H. S. Lee, S. Lee, and J. Joo, Macro. Res., 14, 456 (2006) https://doi.org/10.1007/BF03219110
  26. S. A. Curran, P. M. Ajayan, W. J. Blau, D. L. Carrol, J. N. Coleman, A. B. Dalton, A. P. Davey, A. Drury, B. McCarthy, S. Maier, and A. Strevens, Adv. Mater., 10, 1091 (1988) https://doi.org/10.1002/(SICI)1521-4095(199810)10:14<1091::AID-ADMA1091>3.0.CO;2-L
  27. F. Du, R. C. Scogna, W. Zhou, S. Brand, J. E. Fischer, and K. I. Winey, Macromolecules, 37, 9048 (2004) https://doi.org/10.1021/ma049164g
  28. M. F. Islam, E. Rojas, D. M. Bergey, A. T. Johnson, and A. G. yodh, Nano Lett., 3, 269 (2003) https://doi.org/10.1021/nl025924u
  29. S. J. Park, M. S. Cho, S. T. Lim, H. J. Choi, and M. S. Jhon, Macromol. Rapid Commum., 24, 1070 (2003) https://doi.org/10.1002/marc.200300089
  30. K. D. Ausman, R. Piner, O. Lourie, R. S. Ruoff, and M. Korobov, J. Phys. Chem. B, 104, 8911 (2000) https://doi.org/10.1021/jp002555m