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Bis-GMA 유도체로부터 제조된 고분자 코팅에 의한 리튬이차전지용 폴리에틸렌 격리막의 고온 안전성 향상
임현구(Hyun Gu Im),홍지혜(Ji Hye Hong),김창근(Chang Keun Kim) 한국고분자학회 2010 폴리머 Vol.34 No.6
리튬이온 이차전지에는 폴리에틸렌 격리막이 주로 시용되어 오고 있다. 전지의 고온 안정성 확보를 위해서는 폴리에틸렌 격리막보다 높은 멜트다운(melt down) 온도를 갖는 격리막이 요구된다. 이를 위해 폴리에틸렌 격리막을 단량체인 2,2-bis[4-(2-hydroxy-3-methacryloyloxypropoxy)phenyl]propane (bis-GMA) 혹은 이의 유도체들로 코팅하고 이를 라디칼 중합반응시켰다. 점도가 높은 bis-GMA를 사용한 경우에는 라디칼 중합반응이 진행되지 않은 반면 점도기 낮은 bis-GMA 유도체를 시용한 경우에는 라디칼 중합반응이 진행되었다. 적절한 함량의 bis-GMA 유도체를 포함한 반응액으로 격리막을 코팅하고 이를 종합반응시켜 격려막을 제조한 젤과 격리막의 통기도 감소없이 벨트다운 온도를 160 ℃까지 향상시킬 수 있었다. Microprous polyethylene (PE) membranes are widely used as lithium-ion battery separators. A separator having higher meltdown temperature than PE separator is still required for useful safety feature at a high temperature. To enhance meltdown temperature of PE separator. it was coated with polymers synthesized from bis-GMA derivatives by radical polymerization. Polymer was not formed when bis-GMA monomer having a high viscosity was used. while polymers were formed when bis-GMA derivatives having a low viscosity were used. When the separator was coaled with polymer synthesized from reaction mixture containing proper amount of bis-GMA derivative. its meltdown temperature were increased up to 160 ℃ without reduction in the air permeability.
표면 기능화된 단일벽 탄소나노튜브/에폭시 복합체의 분산 및 열전도도 특성
김지원 ( Ji Won Kim ),임현구 ( Hyun Gu Im ),김주헌 ( Joo Heon Kim ) 한국공업화학회 2011 공업화학 Vol.22 No.3
단일벽 탄소나노튜브(single-walled carbon nanotube, SWCNT)의 우수한 열적 특성을 이용하여 에폭시 수지의 열전도도 특성을 향상시키기 위해 SWCNT와 에폭시 수지 복합체를 제작하여 열전도도를 측정하였다. SWCNT에 카보닐기와 아민기를 도입하여 분산도 향상을 유도하였으며 diglycidyl ether of bisphenol A (DGEBA)와 bisphenol F (DGEBF) 두 종류의 에폭시 레진에 각각의 SWCNT를 첨가하여 제작한 복합체들은 파단면 분석을 통하여 분산 특성을 관찰하였다. 각 복합체의 분산도는 표면 처리를 거치면서 생성된 극성분자와 에폭시 간의 상호작용으로 인하여 SWCNT를 첨가한 것이 순수한 SWCNT 복합체와 비교하여 높은 분산성을 나타내었다. SWCNT/에폭시 복합체의 열전도도는 DGEBA와 DGEBF 두 종류의 에폭시에서 산처리한 SWCNT 복합체가 가장 높은 값을 가지는 것으로 측정되었다. Single-walled carbon nanotube (SWCNT)/Epoxy composites were prepared for improving thermal conductivities and dispersion of SWCNTs in the epoxy matrix. Composites obtained different types of SWCNTs which are pristine and functionalized of the SWCNTs by acid and amine treatments. Three types of SWCNTs were dispersed in diglycidyl ether of bisphenol A (DGEBA) and bisphenol F (DGEBF). Enhanced interaction between functional groups on SWCNT and epoxy resins was evidenced by an improvement in the dispersion of the SWCNTs in the epoxy matrix. Thermal conductivity of composites containing acid SWCNTs were found to be much better than those containing pristine and amine treated SWCNTs.
블렌딩을 이용한 폴리우레탄 그라프트 다중벽 탄소나노튜브/폴리우레탄 복합체의 전기 전도성 및 분산 특성
윤성진 ( Sung Jin Yun ),임현구 ( Hyun Gu Im ),김주헌 ( Joo Heon Kim ) 한국공업화학회 2010 공업화학 Vol.21 No.5
다중벽 탄소 나노튜브(Carbon nanotube, MWNTs)의 우수한 전기적 기계적 특성과 폴리우레탄의 우수한 기계적 물성을 이용하여 우수한 전기 전도성 복합체를 제조하기 위하여 말단기가 polyurethane로 기능화 된 탄소 나노튜브(PU-g-MWNTs)를 제조하였다. 말단기에 형성된 폴리우레탄과 고분자 메트릭스 간의 상용성으로 인한 계면 접합력으로 인해 기능화된 CNT 복합체 기능화 되지 않은 CNT에 비해 우수한 분산성을 나타내었다. PU-g-MWNT/PU 복합체의 전기전도성을 PU-g-MWNT의 농도에 따라 측정하였으며 percolation threshold 이론에 의해 해석하였다. 그 결과 PU-g-MWNT/PU 복합체의 전기전도성은 임계농도 0.78 wt%과 임계지수 0.945를 가짐을 확인하였다. The PU-g-MWNTs/PU film was synthesized by simple blending method to fabricate composites which have excellent mechanical and electrical properties. PU-g-MWNTs based composite revealed much enhanced dispersity than pristine MWNTs composite because of interfacial interaction related with interfacial compatibility between polymer matrix and PU on the MWNTs surface. The electro-conductivity of composite was measured as a function of PU-g-MWNTs concentration. The results were correlated with percolation threshold theory. As a result, the critical concentration and exponent of electro-conductivity behavior was equal to 0.78 wt% and 0.945.
졸-젤 법을 이용한 Al(OH)₃ 처리된 그래핀/에폭시 복합체의 열 및 전기전도 특성 분석
김지원(Ji Won Kim),임현구(Hyun Gu Im),한중근(Jung Geun Han),김주헌(Joo Heon Kim) 한국고분자학회 2012 폴리머 Vol.36 No.1
그래핀의 우수한 열적 특성을 이용하여 에폭시 수지의 열전도 특성을 향상시키며 전기 절연성질을 유지하는 기능화된 그래핀/에폭시 복합체를 제작하여 전기 및 열전도도를 측정하였다. 기능화된 그래핀은 Hummers법을 이용하여 산화그래핀(GO)을 얻어낸 후 aluminum isopropoxide를 졸-젤 반응을 통해 Al(OH)3를 그래핀 표면에 도입하여 제작하였다(Al-GO). GO와 Al-GO의 기능화 여부 확인을 위하여 XPS, FE-SEM, FE-TEM 분석을 시행하였으며 GO 표면에 Al(OH)3 층이 생성된 것을 확인하였다. 기능화된 그래핀/에폭시 복합체는 bisphenol A(DGEBA) 계열의 에폭시에 1, 3 wt%의 GO와 Al-GO를 첨가하여 전기저항을 측정하였으며 Al-GO가 GO와 비교하여 전기 절연성질이 우수하였다. 또한 DGEBA와 bisphenol F(DGEBF) 계열의 에폭시에 1 wt%의 GO와 Al-GO를 첨가하여 열전도 특성을 비교하였으며 순수 에폭시 레진과 비교하여 Al-GO/DGEBF는 23.3%, Al-GO/DGEBA는 21.8%의 열전도도 증가를 보였다. Functionalized graphene/epoxy composites were prepared to miprove thermal conductivities of epoxy composites and to maintain electrical insulating property. Graphene oxide (GO) was prepared using Hummers method, and then GO was reacted with aluminum isopropoxide to functionalize Al(OH)3 layer onto GO surface by a simple sol-gel method (Al-GO). GO and Al-GO were characterized by X-ray photoelectron spectroscopy, field emission scanning electron microscopy and transmission electron microscopy. The analyses confirm that GO was coated with a large and dense coverage of Al(OH)3. GO and Al-GO (1 and 3 wt%) were embedded in bisphenol A (DGEBA) to investigate the effects of electrical insulating property. Electrical resistivity showed that Al-GO had better insulating property than GO. Further, the thermal conductivity of GO and Al-GO/epoxy composites was higher than that of neat epoxy resins. In particular, the thermal conductivity of Al-GO/bisphenol F (DGEBF) improved by 23.3% and Al-GO/DGEBA enhanced by 21.8% compared with pure epoxy resins.