Effect of Hybrid Fillers on the Electrical and Morphological Properties of Polypropylene and Polyamide 6 Blends
- 주제(키워드) Polymer blend , composite , electrical conductivity , carbon nanotube , carbon fiber
- 발행기관 고려대학교 대학원
- 지도교수 김우년
- 발행년도 2014
- 학위수여년월 2014. 2
- 학위구분 석사
- 학과 일반대학원 화공생명공학과
- 원문페이지 59 p
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/korea/000000048980
- 본문언어 영어
- 제출원본 000045793790
초록/요약
In this study, the effects of hybrid fillers on the electrical conductivity of the polypropylene (PP) and polyamide 6 blends with the conductive fillers, such as multi-walled carbon nanotube (MWCNT) and nickel-coated carbon fiber, were investigated. As a compatibilizer for the immiscible polymer blend, maleic anhydride-grafted polypropylene(PP-g-MAH) was used in this study. From the results of the transmission electron micrograph of the PP/PA6/MWCNT composites, the MWCNT preferred to locate more in the PA6 phase than in the PP phase. This is due to the lower interfacial tension of PA6/MWCNT composites compared to that of the PP/MWCNT. From the results of mechanical, morpholgical and rheoplogical studies, compatibilizing effect is increased with the addition of PP-g-MAH up to 3 phr and electrical properties of PP/PA6/MWCNT with the various composition of PP/PA6 blend, the most effective composition of PP and PA6 is 70 and 30 wt%, respectively. This is maybe due to the double percolation effect of MWCNT in the immiscible polymer blends. We investigated the electrical conductivity of PP/PA6(70/30)/NCCF/MWCNT composites with PP-g-MAH(3phr). The electrical conductivity of PP/PA6/NCCF/MWCNT composite is increased with the addition of NCCF. Finally, from this results, the electrical conductivity of the PP/PA6(70/30)/hybrid filler with 20 wt% of NCCF content and 3phr of PP-g-MAH is 80 times higher than that of PP/PA6(70/30)/MWCNT composite without PP-g-MAH. It is suggested that the synergy effect of double percolation and hybrid filler can make the effective electrical conductive pathway and therefore increases the electrical conductivity of the PP/PA6/hybrid conductive filler composites.
more초록/요약
본 논문에서는 다중벽 탄소 나노튜브 및 니켈 코팅 탄소 섬유와 같은 전도성 필러의 혼성 사용에 대한polypropylene(PP)와 polyamide6(PA6) 블렌드의 전기적, 형구학적 특성에 대하여 연구하였다. 본 연구에서는 polypropylene grafted maleic anhydride (PP-g-MAH)를 상용화제로 사용하였다. PP/PA6(70/30)/ MWCNT(3phr) 복합체의 TEM 분석 결과, MWCNT가 PP상 보다는 PA6상에 더욱 많이 분포됨을 알 수 있다. 이는 PA6/MWCNT의 계면 에너지가 PP/MWCNT의 계면에너지보다 더 낮기 때문으로 사료된다. 기계적, 형구학적, 유변학적 연구 결과, 상용화제의 효과는 PP-g-MAH의 함량이 3phr 첨가되었을 때까지 PP/PA6(70/30) 블렌드의 상용성이 향상하였다. 또한 PP/PA6/MWCNT복합체에서 PP/PA6 블렌드의 조성을 다양하게 하여 전기전도도를 측정한 결과 PP과 PA6의 함량비가 70/30 wt%일 때가 전기적 물성에 가장 효과적인 것으로 나타났다. 이것은 상용성이 없는 고분자 블렌드에서 MWCNT의 double percolation 효과를 보인 것으로 사료된다. 본 논문에서는 또한 이를 기반으로 PP-g-MAH(3phr)가 사용된 PP/PA6(70/30)/NCCF/MWCNT복합체의 전기적, 형구학적 물성이 연구되었다. 그 결과, PP/PA6/혼성 전도성 필러 복합체의 전기전도도가 NCCF함량이 20 phr까지 증가함에 따라 향상됨을 알 수 있고 그 값이 단일 전도성 필러를 사용한 PP/PA6(70/30)/MWCNT 복합체에 비하여 약 80배 이상 증가함을 나타내었다. 이것은 혼성 전도성 필러에 의한 효과적인 전도 매커니즘 형성이 고분자 블렌드의 double percolation 효과와 더불어 시너지 효과 갖게 되는 것으로써 그 결과 PP/PA6/혼성 전도성 필러의 전기전도도를 향상되는 것으로 나타났다.
more목차
CONTENTS
ABSTRACT ⅰ
국 문 요 약 ⅲ
LIST OF FIGURES vii
LIST OF TABLES ⅸ
CHAPTER 1. INTRODUCTION 1
CHAPTER 2. EXPERIMENTAL 5
2-1. Materials 5
2-2. Composite preparations 9
2-3. Electrical conductivity 10
2-4. Morphology 11
2-5. Mechanical properties 12
2-6. Rheology 13
CHAPTER 3. RESULTS AND DISCUSSION 14
3-1. Morphology 14
3-2. Mechanical properties 19
3-3. Rheological properties 21
3-4. Interfacial tension of MWCNT and polymers 23
3-5. Electrical conductivity 27
3-6. Morphology of PP/PA6/hybrid filler composites 30
3-7. Electrical conductivity of PP/PA6/hybrid filler composites 32
CHAPTER 4. CONCLUSION 35
REFERENCES 38
