아미노 기능화 탄소나노튜브, 에폭시 복합재 성능 조절
Amino-Functionalized DWCNTs Tailor Curing Kinetics and Multifunctional Performance of Epoxy Nanocomposites
원저자 Raffaele Longo, Liberata Guadagno, Marialuigia Raimondo 외 3인·Polymers·원발행 2026.08· 0 인용·카라멜 랩 해설 공개 2026. 8. 29.
한국어 핵심 요약
본 연구는 아미노 기능화된 이중벽 탄소나노튜브(DWCNTNH2)가 에폭시 수지의 경화 거동 및 다기능적 특성에 미치는 영향을 체계적으로 조사했습니다. 등온 FTIR 분석과 Kamal의 자가촉매 모델 및 모델-자유 등변환 DSC 분석 결과, 아미노 기능화 나노튜브가 초기 에폭시 경화 반응을 가속화하고, 1차 반응 속도 상수를 증가시키며, 활성화 에너지를 감소시켜 나노튜브 표면 아미노기의 촉매 역할을 확인했습니다.
열-기계 분석을 통해 기능화된 나노튜브와 에폭시 전구체 간의 반응으로 인해 국부적으로 가교 밀도가 감소한 계면이 형성됨을 확인했습니다. 이 계면은 유리 전이 온도와 열분해 시작 온도를 약간 낮추지만, 전반적인 열-기계적 성능에는 큰 영향을 미 미치지 않았습니다.
나노튜브 첨가는 전기 전도도를 현저히 증가시켰으며, 0.1~0.3 wt% 사이에서 전기적 퍼콜레이션 임계값을 보였습니다. 반면, 수분 확산 및 평형 수분 흡수율은 거의 변하지 않아, 낮은 나노튜브 함량이 가교 네트워크의 확산 경로 또는 극성을 크게 변경하지 않음을 입증했습니다.
섹션 미리보기
연구 배경
에폭시 수지는 다양한 산업 분야에서 널리 사용되지만, 기능성 개선을 위해 나노필러와의 복합화 연구가 활발합니다. 본 연구는 아미노 기능화된 이중벽 탄소나노튜브(DWCNTNH2)가 에폭시 복합재의 경화 거동과 다기능적 특성에 미치는 영향을 체계적으로 분석했습니다.
핵심 발견
DWCNTNH2는 에폭시 경화 반응을 촉진하고 활성화 에너지를 낮추는 촉매 역할을 합니다. 또한, 복합재의 전기 전도도를 크게 향상시키며, 0.1~0.3 wt%에서 전기적 퍼콜레이션 임계값을 보였습니다. 이는 에폭시 복합재의 기능성 강화에 중요한 시사점을 제공합니다.
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