그래핀/PVDF/BaTiO₃ 복합재료의 전기적 성질 및 산화그래핀 분산액의 유변학에 대한 연구 :

옥창민

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자료유형: 학위논문

저자정보: 옥창민 (동아대학교, 동아대학교 대학원)

지도교수: 이헌상

발행연도: 2019

저작권: 동아대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수14

이 논문의 연구 히스토리 (3)

2019

그래핀/PVDF/BaTiO₃ 복합재료의 전기적 성질 및 산화그래핀 분산액의 유변학에 대한 연구

옥창민 화학공학과 2019.01 학위논문

2018

Graphene/PVDF/BaTiO₃ 복합재료의 BaTiO₃ 함량에 따른 NTC 특성 및 결정구조

옥창민 , 강유빈 , 이헌상 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 2018.04 학술대회자료

2017

PVDF/Graphene/BaTiO₃ 삼성분계 고분자복합필름의 NTC 특성 및 결정구조 분석

옥창민 , 이헌상 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 2017.10 학술대회자료

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온도의 제어는 일상생활, 산업, 의료, 그 외 모든 실험에서 많이 활용되며, 온도가 상승할수록 저항이 감소되는 NTC 써미스터가 온도센서로 광범위하게 사용되고 있다. 플라스틱 써미스터는 필름, 섬유를 포함한 여러 가지 형태로 성형이 가능한 반면 온도계수가 세라믹에 비하여 작은 단점을 가지고 있다. 그래핀은 뛰어난 전기적, 열적, 기계적, 가스 장벽, 내 화학성을 가지고 있다. BaTiO₃는 낮은 유전손실과 높은 유전상수를 가지는 세라믹으로 잘 알려져 있다. Poly(vinylidenedifluoride) (PVDF)는 불소원자가 배열되는 방향에 따라 다양한 결정 구조를 가지는 고분자이다.
본 연구에서는 이러한 특성을 가지는 세라믹인 BaTiO₃분말과 GO와 PVDF를 혼합하여 3성분계 그래핀/BaTiO₃/PVDF 고분자복합필름을 제조하였다. 실험은 BaTiO₃의 함량에 따라 NTCR 특성을 관찰하였다. 그리고 복합필름의 모폴로지 및 결정구조를 관찰하기 위해 XRD, SEM, DSC 등을 이용하여 분석하였다. 또한, 그래핀 용액 및 복합재료의 유변학적 성질은 복합재료의 가공 및 최종성능에 미치는 영향이 크므로, 본 연구에서는 그래핀 수용액의 유변학에 대한 연구를 수행하였다. 제조방법이 다른 그래핀 수용액의 유변물성을 회전 레오미터를 이용해서 측정 및 비교하고, 산화그래핀 니들의 발견과 니들의 특성에 대해 연구하였다. 본 연구의 방법론은 고분자 복합재료 및 엔지니어링 플라스틱의 가공 및 성능에 관한 연구에도 적용 가능하다.

Ⅰ. 서론 1
Ⅱ. 연구 배경 3
1. 그래핀의 특성 3
2. 그래핀의 합성 3
3. PVDF와 BaTiO₃의 특성 4
4. 써미스터의 용도 및 종류 6
5. 산화 그래핀의 유변특성 7
Ⅲ. 실험 10
1. 재료 10
2. 방법 11
2-1. 산화그래핀의 합성 11
2-2. 그래핀/PVDF/BaTiO₃ 복합재료 필름의 제조 12
2-3. 산화그래핀 니들의 제조 13
3. 분 석 16
3-1. 그래핀/PVDF/BaTiO₃ 복합재료 분석 16
(가) 복합재료의 모폴로지 분석 16
(나) 복합재료의 XRD 분석 16
(다) 복합재료의 전기적 특성 분석 17
3-2. 산화그래핀의 유변특성 분석 19
(가) 산화그래핀의 XPS 분석 19
(나) 산화그래핀의 점도 분석 19
3-3. 산화그래핀 니들의 특성 분석 20
(가) 니들의 생성 및 모폴로지 분석 20
(나) 니들의 벤딩 특성 분석 20
(다) 니들의 주사기 팁 활용 분석 21
Ⅳ. 실험결과 및 고찰 22
1. 그래핀/PVDF/BaTiO₃ 복합재료 22
1-1. 복합재료의 모폴로지 22
1-2. 복합재료의 XRD 결과 25
1-3. 복합재료의 전기적 특성 30
2. 산화그래핀의 유변특성 33
2-1. 산화그래핀의 XPS 결과 33
2-2. 산화그래핀의 점도 결과 36
3. 산화그래핀 니들의 특성 38
3-1. 니들의 생성 및 모폴로지 38
3-2. 니들의 벤딩 특성 43
3-3. 니들의 주사기 팁 활용 46
Ⅴ. 결론 49
참고문헌 50
Abstract 54

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