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승헌 류(유)
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1 Appl. Chem. Eng., Vol. 25, No. 1, February 2014, Original article 김정호 손권상 이민호 수원대학교화학공학과 (2013 년 6 월 19 일접수, 2013 년 8 월 7 일심사, 2013 년 10 월 10 일채택 ) Properties of Nanocomposites Based on Polymer Blend Containing PVDF, Carbon Fiber and Carbon Nanotube Jeong Ho Kim, Kwonsang Son, and Minho Lee Department of Chemical Engineering, University of Suwon, Gyeonggi-do , Korea (Received June 19, 2013; Revised August 7, 2013; Accepted October 10, 2013) 본연구에서는탄소섬유 (carbon fiber, CF) 와탄소나노튜브 (carbon nanotube, CNT) 를포함하는 PMMA/PVDF 및 PET/PVDF 블렌드나노복합재료를이축성형압출기를이용하여용융삽입법으로제조하였다. SEM 을이용하여 PMMA/PVDF/CF/CNT 나노복합재료의모폴로지를관찰한결과, CNT 가 matrix 에서효과적으로분산되지못한반면 PET/PVDF/CF/CNT 나노복합재료에서는 CNT 가잘분산된것으로관찰되었다. 상분리된 PET/PVDF 블렌드에서 CNT 가 PET 상에효과적으로분산된것으로보였는데이는 PET 의페닐렌기와 CNT 표면의그라파이트시트가 π-π interaction 에의한것으로판단되었다. 또한 CF 도 PET 와의계면접착성이우수한것으로나타났다. PET/PVDF/CF 나노복합재료의전기전도도는 CNT 를첨가함으로써증가하였으나 PMMA/PVDF/CF 나노복합재료에 CNT 를첨가한경우전기전도도가향상되지않았다. 모폴로지관찰결과에서 CNT 의분산정도는전기전도도물성결과와일치하였다. DSC 분석결과, PET/PVDF/CF/CNT 나노복합재료에서는결정화온도가증가하였는데, 이는 CF 및 CNT 가 PET 의결정화를촉진시키는조핵제역할을하기때문인것으로보였다. 굴곡물성결과, PET/PVDF/CF/CNT 나노복합재료에서 PET 와 CF 의친화성이우수하여굴곡탄성률이크게증가하였다. Nanocomposites based on poly(methyl methacrylate) (PMMA)/poly(vinylidene fluoride) (PVDF) and poly(ethylene terephthalate) (PET)/(PVDF) blended with carbon fibers (CF) and carbon nanotube (CNT) were prepared by melt mixing in the twin screw extruder. Morphologies of the PMMA/PVDF/CF/CNT and PET/PVDF/CF/CNT nanocomposites were investigated using SEM. The aggregation of CNT was observed in PMMA/PVDF/CF/CNT nanocomposites while the good dispersion of CNT was shown in PET/PVDF/CF/CNT nanocomposites. In SEM image of PET/PVDF/CF/CNT nanocomposite, the CNT were mainly located at the PET domain of phase-separated PET/PVDF blend due to the π-π interaction between the phenyl ring of PET and graphite sheet of the CNT s surface. In addition, a fairly good compatibility between PET/PVDF matrix and CF was shown in the SEM image. In the case of PET/PVDF nanocomposites blended with the co-addition of CF and CNT, the volume electrical resistivity decreased while no change was observed in PMMA/PVDF/CF/CNT composites. The degree of CNT dispersion in morphology results was consistent with the electrical conductivity results. From the DSC results, the crystallization temperature (T c) of PET/PVDF/CF/CNT nanocomposites increased due to the co-addition of CF and CNTs acting as a nucleating agent. Flexural modulus of PET/PVDF/CF/CNT were sharply enhanced due to increasing the interaction between PET and CF. Keywords: nanocomposite, carbon fiber, carbon nanobube, electrical conductivity, morphology 1) 1. 서론 고분자연료전지 (PEMFC) 는연료의화학에너지를전기화학반응에 Corresponding Author: University of Suwon Department of Chemical Engineering San 2-2 Wau-ri, Bongdam-eup, Hwaseong-si, Gyeonggi-do , Korea Tel: jhkim@suwon.ac.kr pissn: 2014 The Korean Society of Industrial and Engineering Chemistry. All rights reserved. 의해직접전기를얻는신기술에너지이며, 최근이에대한연구가활발히진행중이다. 고분자연료전지의주요구성요소로는전극, 전해질, 분리판 (bipolar plate) 등이있다. 이중고분자연료전지의필수부품인분리판은수소와산소의이동, 전자의이동, 반응에의해발생한물의제거등의역할을한다. 분리판소재는낮은전기저항, 낮은산소와수소투과도등의특성이요구되어지며열전도도, 기계적물성등이우수해야한다. 고분자연료전지의분리판에사용되는소재로는흑연, 금속소재, 고분자복합소재등이적용되고있다 [1-3]. 고분자복합소재제조에사용되는수지는 poly(methyl methacrylate) 14

2 15 Table 1. Sample Designation of PMMA/PET/PVDF/CF/CNT Nanocomposites Composition (wt%) Sample designation PMMA PET PVDF CF CNT M/V M/V M/V M/V M/V M/V M/V E/V E/V E/V E/V E/V E/V E/V (PMMA), polyamide, poly(ethylene terephthalate) (PET), poly(vinylidene fluoride) (PVDF) 등이대표적이며수지들을블렌드하여연료전지의분리판소재로적용되기도한다. PMMA는열안정성및성형성이우수하고, PVDF는기계적강도, 내화학성, 압전성 (piezoelectric) 및강유전성 (ferroelectric) 등의우수한특성을가지고있다. PET와 PVDF 는연료전지환경에화학적으로안정하고낮은기체투과성과열안정성, 기계적강도, 내습성등이분리판으로적용될수있는조건에만족하기때문에 PET/PVDF 블렌드에카본블랙 (carbon black) 을첨가한복합재료에관한연구도활발히진행되고있다 [4]. 고분자나노복합재료는고분자에나노미터스케일의유, 무기충진제를첨가하여효과적으로분산시켜복합화한것으로, 기존의복합재료보다우수한특성이입증되면서최근에활발히연구중이다. 층상실리케이트 / 고분자복합재료를시작으로 [5-9] 고분자 / 탄소나노튜브 (carbon nanotube, CNT) 나노복합재료에대한연구도많이진행되고있다 [10-14]. CNT는전기전도도, 열적및기계적물성이우수하여고분자수지에적은함량을첨가하여도복합재료의물성을향상시킬수있는장점이있다. 또한탄소섬유 (carbon fiber, CF) 는알루미늄보다가볍지만철보다강하고내열성, 내충격성, 탄성이뛰어나다. 최근들어분리판소재용고분자 /CF 복합재료 [15] 및고분자 /CNT 나노복합재료에 [16] 대한연구가많이진행되고있으나, CF 및 CNT가동시에첨가된고분자블렌드나노복합재료에관한연구는많이보고되지않았다. 나노복합재료의여러가지물성과연관지어볼때고분자내에서의 CF 및 CNT의분산상태는고분자와의상호친화성 (interaction) 과관계가있다. 고분자블렌드나노복합재료는단일고분자나노복합재료보다좀더복잡한시스템이어서더어렵고흥미로운연구라고판단된다. 본연구에서는용융삽입법으로상용성고분자블렌드인 PMMA/PVDF 및비상용성블렌드인 PET/PVDF 에기계적강도가우수한 CF와전기전도도물성이우수한 CNT를동시첨가하여나노복합재료를제조하고, CF 및 CNT의함량변화에따른나노복합재료의모폴로지및물리적물성의변화를관찰하였다. 2. 실험 2.1. 실험재료본연구에서사용된 PMMA는 LG chemical IG-840 (Korea) 을사용하였고, PET는 SK chemical (Korea) 제품인 SKY PET BB 8055를사용하였다. PVDF는 arkema (France) 사의 kynar 460을사용하였다. CF 는 Toho tenax (Japan) 의 HTS40 12 K 800 tex 제품을사용하였고직경은 7 µm, 인장강도는 4300 MPa이며전기전도성은 ³ Ωcm 이었다. 장섬유상 (Filament) 형상의 CF를 chopping ( 평균 6 mm로 cutting) 하여사용하였다. 탄소나노튜브는 Nanocyl (Belgium) 사에서 CVD 공정으로제조된 NCR-7000을사용하였으며직경은 9.5 nm, 길이는 1.5 µm, 순도는 90% 이었다 나노복합재료의제조방법 PMMA/PVDF/CF/CNT 및 PET/PVDF/CF/CNT 나노복합재료제조전 PMMA, PET 및 PVDF는 100 에서 12 h 동안열풍건조하였고 CF 및 CNT는 80 에서 4 h 동안진공건조하여사용하였다. 나노복합재료조성은 PMMA/PVDF 및 PET/PVDF의 50/50의중량비를기준으로하였고 CF 및 CNT의함량은고분자중량의 5, 10, 15, 20 wt% 및 2.5, 5.0 wt% 로각각첨가하였다. 용융삽입법으로제조하기위해 twin screw extruder (L/D = 40/19) 를사용하였고, 온도범위는 에서제조하였다. 제조된 PMMA/PVDF/CF/CNT 및 PET/PVDF/CF/CNT 나노복합재료는 100 에서 24 h 건조후 bar 형태로시편을제작하여물성을측정하였다. 수지, CF 및 CNT의조성에따른샘플명은 Table 1에나타내었다 분석방법융융삽입법으로제조된나노복합재료는 universal test machine (UTM, Lloyd Instrument LR100K, UK) 을이용하여인장및굴곡물성을측정하였다. 열적물성을측정하기위하여 differential scanning calorimetry (DSC, TA Instrument DSC2010, USA) 를이용하여질소분위기상태에서 -120에서 300 까지 20 /min의승온속도로측정하였다. DSC Appl. Chem. Eng., Vol. 25, No. 1, 2014

16 김정호 손권상 이민호 Figure 1. SEM images of (a) M/V-10-2.5 and (b) E/V-10-2.5 at low magnification. (a) Figure 2. SEM images of (a) M/V-10-2.5 and (b) E/V-10-2.5 at high magnification.

저항측정값은필름형태시편의앞, 뒤양면에 silver를도포하여저저항측정기 (Digital Multimeter, Hung Chang Protek 608, Korea) 및고저항측정기 (Megohmmeter TOA Electronic SM-8210

5 에서 PMMA/PVDF 와 CF의계면접착성을확인하기위해저배율 SEM 사진을 Figure 1(a) 에나타내었는데, CF와 PMMA/PVDF 블렌드계면에서의접착성이좋지않은것을관찰할수있었다. 이는에폭시수지 (epoxy resin) 로사이징 (sizing) 된 CF와 PMMA/PVDF 블렌드의상호친화력이약한것으로보였다.

CF 표면을에폭시수지로사이징하여 CF와시아네이트에스터 (cyanate ester) 수지의계면접착성을향상시켜기계적물성이증가한연구가보고되었다 [17]. CF의사이징제 (sizing agent) 와 PET 가친화성이우수하여계면접착력이좋은것으로판단되었다. 또한 Figure 1(a), (b) 에삽입된 SEM 사진관찰결과, M/V-10-2.5 보다 E/V-10-2.

3 16 김정호 손권상 이민호 Figure 1. SEM images of (a) M/V and (b) E/V at low magnification. (a) Figure 2. SEM images of (a) M/V and (b) E/V at high magnification. curve에서유리전이온도 (T g) 는 onset point로결정하였다. 나노복합재료의 CF 및 CNT의분산상태를확인하기위하여파단면을 scanning electron microscopy (SEM, Jeol JSM-5600, Hitachi Ultra-high Resolution S-4800, Japan) 를이용하여모폴로지를확인하였다. 저항측정값은필름형태시편의앞, 뒤양면에 silver를도포하여저저항측정기 (Digital Multimeter, Hung Chang Protek 608, Korea) 및고저항측정기 (Megohmmeter TOA Electronic SM-8210, Japan) 를이용하여측정하였다. 3. 결과및고찰 3.1. 나노복합재료의형태학적분석 SEM 사진을통해 PMMA/PVDF 및 PET/PVDF 블렌드와 CF의계면접착성및 CNT의분산상태를확인하였다. M/V 에서 PMMA/PVDF 와 CF의계면접착성을확인하기위해저배율 SEM 사진을 Figure 1(a) 에나타내었는데, CF와 PMMA/PVDF 블렌드계면에서의접착성이좋지않은것을관찰할수있었다. 이는에폭시수지 (epoxy resin) 로사이징 (sizing) 된 CF와 PMMA/PVDF 블렌드의상호친화력이약한것으로보였다. Figure 1(b) 는 E/V 의저배율 SEM 사진관찰결과인데, Figure 1(a) 와비교해보면 PET/PVDF 블렌드가 PMMA/PVDF 블렌드보다 CF의표면에잘 wetting되어상호친화성이더좋은것으로관찰되었다. CF 표면을에폭시수지로사이징하여 CF와시아네이트에스터 (cyanate ester) 수지의계면접착성을향상시켜기계적물성이증가한연구가보고되었다 [17]. CF의사이징제 (sizing agent) 와 PET 가친화성이우수하여계면접착력이좋은것으로판단되었다. 또한 Figure 1(a), (b) 에삽입된 SEM 사진관찰결과, M/V 보다 E/V 에서 CF가좀더효과적으로분산된것을확인하였다. M/V 및 E/V 에서 CNT의분산상태를확인하기위해고배율 SEM 사진을 Figure 2(a), (b) 에각각나타내었다. Figure 2(a) 를보면 CNT가 PMMA/PVDF 블렌드에뭉쳐있는것을관찰할수있는데이는 CNT가 PMMA 및 PVDF와상호친화성이좋지않아서분산 (b) Figure 3. Electrical resistivity results of (a) PMMA/PVDF/CF/CNT and (b) PET/PVDF/CF/CNT nanocomposites. 이용이하지않기때문인것으로사료되었다. 준상용성블렌드인 PET/PVDF는상분리 (phase separation) 거동을보이는데, Figure 2(b) 를보면 CNT가 PET/PVDF 블렌드의분리된상에서한쪽으로위치하고효과적으로분산되어있는것을확인하였다. 고분자수지의 phenyl ring과 CNT의표면의그라파이트시트 (graphite sheet) 가 π-π interaction에의해상호친화성이우수한것으로보고되었으며 [18], 이를근거로 CNT가 phenyl ring을가지고있는 PET 상에위치하고효과적으로분산된것으로사료된다 나노복합재료의전기적물성 PMMA/PVDF/CF/CNT 나노복합재료의전기전도도를 Figure 3(a) 에나타내었다. Figure 3(a) 에서 PMMA/PVDF 블렌드에 CF가 5 wt%, 10 wt% 첨가되어도체적저항 (volume electrical resistivity) 은 Ωcm으로크게향상되지않았으며 CF가 15 wt% 첨가되어서야체적저항이크게감소하는것을확인하였다. M/V-10-0에 CNT를 2.5 wt%, 5.0 wt% 첨가한결과, 체적저항이감소하는것을확인하였다. 이는 SEM 사진결과 (Figure 2(a)) 에서보았듯이 M/V 에서 CNT가효과적으로분산되지못하고뭉쳐있으나 공업화학, 제 25 권제 1 호, 2014

4 17 Figure 4. DSC thermograms of PMMA/PVDF/CF/CNT nanocomposites : (a) M/V-0-0, (b) M/V-10-0, (c) M/V , and (d) M/V Figure 5. Melting temperature of PET/PVDF/CF/CNT nanocomposites : (a) E/V-0-0, (b) E/V-10-0, (c) E/V , and (d) E/V CNT의 network에의해체적저항 ( Ωcm) 이감소한것으로보였다. CF가 15 wt%, 20 wt% 첨가된 PMMA/PVDF/CF 복합재료는 10 wt% CF와 2.5 wt%, 5.0 wt% CNT를동시첨가한 PMMA/PVDF/ CF/CNT 나노복합재료와유사한전기전도도를나타내었다. PET/PVDF/CF/CNT 나노복합재료의전기전도도를 Figure 3(b) 에나타내었다. Figure 3(b) 에서 PET/PVDF 블렌드에 5 wt% 의 CF 첨가로인해체적저항이급격히감소하였고, CF를 10 wt% 첨가할때더감소하였다. 이는 Figure 1(b) 의 SEM 사진결과에서보았듯이 E/V 에서 PET/PVDF 블렌드가 CF의표면에잘 wetting되어체적저항을큰폭으로감소시킨것으로보였다. CF함량을 10 wt% 에서 15 wt%, 20 wt% 로첨가시킨 PET/PVDF/CF 복합재료와 10 wt% CF와 2.5 wt%, 5.0 wt% CNT 동시에첨가한결과를비교해보면, CF 를단독으로첨가하는것보다 CF와 CNT를동시에첨가하는나노복합재료의전기적물성이더좋은것을확인할수있었다. CF 및 CNT가동시에첨가된 PET/PVDF/CF/CNT 나노복합재료의체적저항은 CNT의함량이증가하면서더감소하였다. 최근에상분리된고분자블렌드에서 CNT가한쪽상에위치하면서침투역치 (percolation threshold) 가감소하여체적저항이감소한다고보고되고있다 [19]. Figure 2(b) 의 SEM 사진결과에서보았듯이, 상분리된 E/V 에서 CNT가한쪽의상에서효과적으로분산되면서나노복합재료의침투역치감소에의해체적저항 ( Ωcm) 을더감소시킨것으로보였다 열적물성 DSC를이용하여 PMMA/PVDF 블렌드및 PMMA/PVDF/CF/CNT 나노복합재료의열적거동을 Figure 4에나타내었다. DSC 분석결과, 순수한 PMMA 및 PVDF의유리전이온도 (T g) 는각각 105 및 -40 이었다. 상용성블렌드인 PMMA/PVDF는두수지의 T g 의중간온도인 42.9 에서하나의 T g 를나타내었다. PMMA/PVDF 블렌드의중량비 50/50에서는 PVDF의용융온도 (melting temperature, T m) 및결정화온도 (crystallization temperature, T c) 가나타나지않았다. 중량비 50/50인 PMMA/PVDF 블렌드의 Tg는약 60 에서나타나며, PMMA 의조성이증가할수록희석효과 (dilution effect) 에의해 PVDF의결정이감소한다고보고되었다 [20]. M/V-10-0의 T g 는 41.6 로 PMMA/PVDF 블렌드에 CF가첨가되어도차이가없었다. 이는 CF가 PMMA/PVDF Figure 6. Crystallization temperature of PET/PVDF/CF/CNT nanocomposites : (a) E/V-0-0, (b) E/V-10-0, (c) E/V , and (d) E/V 블렌드와친화성이없어서 T g 에영향을주지않은것으로보였다. 반면 M/V-10-0에 CNT가각각 2.5 wt%, 5.0 wt% 첨가되면서 T g 가각각 43.1, 46.1 로증가하였다. 이는 CNT가 PMMA/PVDF 블렌드의무정형 (amorphous) 사슬에위치하고사슬의움직임을방해하여 T g 가증가된것으로생각된다. PET/PVDF 블렌드및 PET/PVDF/CF/CNT 나노복합재료의 T m 과 T c 측정결과를 Figures 5와 6에나타내었다. Figure 5에서는비상용성블렌드인 PET/PVDF의 PET (255.5 ) 와 PVDF (158.8 ) 각각의 T m 이나타났다. E/V-10-0의 PET 수지흡열량은 E/V-0-0의흡열량보다증가하였으나, T m 은유사한온도를보였다. 이는 CF가 E/V-10-0에서조핵제역할을하여결정화온도는증가하였으나 CF가첨가되어도결정의구조가비슷하여유사한 T m 을보인것으로사료된다. 그러나 E/V-10-0에 CNT를 2.5 wt%, 5.0 wt% 첨가한경우흡열량이감소하는데이는 PET 수지내에서 CNT의효과적인분산에따른결정화방해때문인것으로생각된다. Figure 6에서는 PET/PVDF 블렌드및 PET/PVDF/CF/CNT 나노복합재료의 T c 를나타내었는데, PET/PVDF 의 PET와 PVDF 각각의발열 Appl. Chem. Eng., Vol. 25, No. 1, 2014

18 김정호 손권상 이민호 (a) (a) (b) Figure 7. Flexural (a) strength and (b) modulus of PMMA/PVDF/CF/CNT nanocomposites. (b) Figure 8. Flexural (a) strength and (b) modulus of PET/PVDF/CF/CNT nanocomposites.

5 18 김정호 손권상 이민호 (a) (a) (b) Figure 7. Flexural (a) strength and (b) modulus of PMMA/PVDF/CF/CNT nanocomposites. (b) Figure 8. Flexural (a) strength and (b) modulus of PET/PVDF/CF/CNT nanocomposites. 피크를보였다. PET/PVDF/CF/CNT 나노복합재료에서 PVDF의 T c (124.9 ) 는차이가없었으나 PET의 T c (187.6 ) 는 E/V-10-0에서 CF의첨가로인해약 19.1 만큼증가하였는데이는 CF의사이징제인에폭시와 PET의계면접착성이우수하여결정화를촉진시킨것으로사료된다. E/V-10-0에 CNT를 2.5 wt%, 5.0 wt% 첨가한경우 T c 는증가하였지만발열량은다시감소하였는데이는 CNT가 PET 수지에서효과적으로분산되어결정화를방해한것으로생각된다. 고분자수지 /CNT 나노복합재료에서 CNT의효과적인분산이수지의결정화를방해한다고보고된바있다 [21] 기계적물성나노복합재료의굴곡물성결과를 Figures 7과 8에나타내었다. Figure 7(a), (b) 에서 PMMA/PVDF/CF는 CF의함량이증가하면서굴곡강도및탄성률이증가하였다. CF의함량이증가하면서굴곡탄성률의증가율은굴곡강도의증가율보다낮았다. 이는 SEM 사진결과 (Figure 1(a)) 에서보였듯이 PMMA/PVDF 블렌드와 CF의사이징제인에폭시가계면접착성이좋지않아서굴곡탄성률이크게증가하지 않았고 CF 고유의우수한기계적물성이 PMMA/PVDF/CF/CNT의굴곡강도를증가시킨것으로사료된다. 반면 10 wt% CF 및 5.0 wt% CNT가동시첨가된 M/V 의굴곡강도및탄성률은 M/V-10-0 에비해소폭증가하였다. 이는 SEM 사진 (Figure 2(a)) 결과에서볼수있듯이 PMMA/PVDF 블렌드에 CNT가효과적으로분산되어있지않은것에서기인되는것으로판단된다. Figure 8(a), (b) 에서 PET/PVDF/CF는 CF의함량이증가하면서굴곡강도및탄성률이증가하였다. 특히 CF의함량이증가하면서굴곡탄성률이크게증가하였는데, 이는 SEM 사진결과 (Figure 1(b)) 에서 PET/PVDF 블렌드와 CF의사이징제가계면접착성이좋아서나타난결과로판단된다. 반면 CF 및 CNT가동시첨가된 PET/PVDF/CF/CNT 의굴곡강도및탄성률은크게증가하지않았다. 이는상분리된 E/V 의 SEM 사진 (Figure 2(b)) 에서 CNT가한쪽상에잘분산되었지만비상용성블렌드인 PET와 PVDF의상용성을높여주지는못하여굴곡강도및탄성률이크게증가하지않은것으로여겨졌다. 공업화학, 제 25 권제 1 호, 2014

6 19 4. 결론 본연구에서는 PMMA/PVDF 및 PET/PVDF 블렌드에 CF 및 CNT 를첨가하여제조한고분자나노복합재료의형태학및물리적물성에관하여연구하였다. SEM 사진에서, CF의사이징제인에폭시수지와 PET의친화성이우수하여 PET/PVDF/CF/CNT 나노복합재료에서 PET/PVDF는 CF와잘 wetting되어있는것을확인하였다. CNT는 PMMA/PVDF/CF/CNT 나노복합재료에효과적으로분산되지못하고응집되어있었으나 PET/PVDF/CF/CNT 나노복합재료에서는분리된한쪽의상에서효과적으로분산되어있는모습을관찰하였는데, 이는 PET 수지의 phenyl ring과 CNT 표면의그라파이트시트가 π-π interaction에의해상호친화성이우수하기때문이라고생각된다. PMMA/PVDF/CF/CNT 및 PET/PVDF/CF/CNT 나노복합재료에서고분자매트릭스와 CF와의계면접착성은체적저항에크게영향을미치며 CNT의동시첨가로인해체적저항을더효과적으로감소시킬수있었다. DSC 분석을통해상용성블렌드인 PMMA/PVDF에서하나의 T g 를확인하였으며 CF 및 CNT가첨가되면서 T g 가조금상승하였는데, 이는 PMMA 및 PVDF 사슬의움직임을방해한것으로여겨졌다. PET/PVDF/CF/CNT 나노복합재료의 DSC 분석결과에서 CF와 CNT가 PVDF의결정화온도에아무런영향을미치지못하였으나, PET의결정화온도는많이증가시켰다. 이는 PET의결정화를촉진시키는조핵제역할을하는것으로판단된다. PMMA/PVDF/CF/CNT 및 PET/PVDF/CF/CNT 나노복합재료에서 CF의첨가는굴곡물성을향상시켰고, 특히 PET/PVDF/CF/ CNT 나노복합재료에서 CF의첨가에의한굴곡탄성률이크게증가하였다. CF 및 CNT를동시에첨가한경우에는 PET/PVDF/CF/CNT 나노복합재료가 PMMA/PVDF/CF/CNT 나노복합재료보다전기적물성이더우수하였다. 참고문헌 1. E. A. Cho, U. S. Jeon, H. Y. Ha, S. A. Hong, and I. H. Oh, Characteristics of composite bipolar plates for polymer electrolyte membrane fuel cells, J. Power Sources, 125, (2004). 2. S. R. Dhakate, S. Sharma, N. Chauhan, R. K. Seth, and R. B. Mathur, CNTs nanostructuring effect on the properties of graphite composite bipolar plate, Int. J. Hydrogen Energy, 35, (2010). 3. J. Scholta, B. Rohland, V. Trapp, and U. Focken, Investigations on novel low-cost graphite composite bipolar plates, J. Power Sources, 84, (1999). 4. J. Song, F. Mighri, A. Ajji, and C. Lu, Polyvinylidene fluoride/ poly(ethylene terephthalate) conductive composites for proton exchange membrane fuel cell bipolar plates : Crystallization, structure, and through-plane electrical resistivity, Polym. Eng. Sci., 52, (2012). 5. P. B. Messersmith and E. P. Giannelis, Synthesis and characterization of layered silicate-epoxy nanocomposites, Chem. Mater., 6, (1994). 6. Y. Kojima, A. Usuki, M. Kawasumi, A. Okada, A. Fukushima, T. Kurauchi, and O. Kamigaito, Mechanical properties of nylon 6-clay hybrid, J. Mater. Res., 8, (1993). 7. S. Mehta, F. M. Mirabella, K. Rufener, and A. Bafna, Thermoplastic olefin/clay nanocomposites : morphology and mechanical properties, J. Appl. Polym. Sci., 92, (2004). 8. B. M. Novak, Hybrid nanocomposite materials-between inorganic glasses and organic polymers, Adv. Mater., 5, (1993). 9. S. D. Burnside and E. P. Giannelis, Synthesis and properties of new poly(dimethylsiloxane) nanocomposites, Chem. Mater., 7, (1995). 10. P. Pötschke, T. D. Fornes, and D. R. Paul, Rheological behavior of multiwalled carbon nanotube/polycarbonate composites, Polymer, 43, (2002). 11. T. McNally, P. Pötschke, P. Halley, M. Murphy, D. Martin, S. E. J. Bell, G. P. Brennan, D. Bein, P. Lemoine, and J. P. Quinn, Polyethylene multiwalled carbon nanotube composites, Polymer, 46, (2005). 12. J. Sandler, M. S. P. Shaffer, T. Prasse, W. Bauhofer, K. Schulte, and A. H. Windle, Development of a dispersion process for carbon nanotubes in an epoxy matrix and the resulting electrical properties, Polymer, 40, (1999). 13. M. S. P. Shaffer and A. H. Windle, Fabrication and characterization of carbon nanotube/poly(vinyl alcohol) composites, Adv. Mater., 11, (1999). 14. E. T. Thostenson, Z. Ren, and T. W. Chou, Advances in the science and technology of carbon nanotubes and their composites : a review, Compos. Sci. Technol., 61, (2001). 15. B. K. Kakati, A. Ghosh, and A. Verma, Efficient composite bipolar plate reinforced with carbon fiber and graphene for proton exchange membrane fuel cell, Int. J. Hydrogen Energy, 38, (2013). 16. M. Wu and L. L. Shaw, A novel concept of carbon-filled polymer blends for applications in PEM fuel cell bipolar plates, Int. J. Hydrogen Energy, 30, (2005). 17. P. Ren, G. Liang, and Z. Zhang, Influence of epoxy sizing of carbon-fiber on the properties of carbon fiber/cyanate ester composites, Polym. Compos., 27, (2006). 18. G. Scalia, J. P. F. Lagerwall, M. Haluska, U. Dettlaff-Weglikowska, F. Giesselmann, and S. Roth, Effect of phenyl rings in liquid crystal molecules on SWCNTs studied by raman spectroscopy, Phys. Stat. Sol., 243, (2006). 19. L. Zhang, C. Wan, and Y. Zhang, Morphology and electrical properties of polyamide 6/polypropylene/multi-walled carbon nanotubes composites, Compos. Sci. Technol., 69, (2009). 20. Q. Meng, W. Li, Y. Zheng, and Z. Zhang, Effect of poly(methyl methacrylate) addition on the dielectric and energy storage properties of poly(vinylidene fluoride), J. Appl. Polym. Sci., 116, (2010). 21. T. Chatterjee, K. Yurekli, V. G. Hadjiev, and R. Krishnamoorti, Single-walled carbon nanotube dispersions in poly(ethylene oxide), Adv. Funct. Mater., 15, (2005). Appl. Chem. Eng., Vol. 25, No. 1, 2014

농학석사학위논문 폴리페닐렌설파이드복합재료의기계적및열적 특성에영향을미치는유리섬유 환원된 그래핀옥사이드복합보강재에관한연구 The combined effect of glass fiber/reduced graphene oxide reinforcement on the mecha

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