The aim of this study is to understand the effect of structure on the dispersion of both CNT and GNF in the phase of synthesized polyurethanes matrix. Various CNT/PU and GNF/PU composite films were prepared. Polyurethane having a different hard segment was blended with both CNT and GNF.PU having HDI as hard segment showed good dispersion with both CNT and GNF because of their linear structural character and molecular kinesis while PU having aromatic ring showed poor dispersion with those due to their structural complexity. Structural effect also induced the increase of its electro conductivity. The PU/CNT composite showed a bad dispersion (because of phase separation between PU matrix and CNT) but good electro conductivity at its surface (because CNT was collected on the surface of composite film due to low density of CNT). PU/CNT and PU/GNF composite films have quite low normalized sheet resistance value compared with silver/PU nanocomposite film because the fiber type filler could have much more contact points than that of sphere shaped silver particles have.

폴리우레탄의 분자구조 변화가 CNT와 GNF의 분산성에 미치는 영향을 알아보기 위하여 폴리우레탄의 분자구조를 달리하여 다양한 종류의 폴리우레탄을 합성하였다. 합성된 폴리우레탄은 저농도의 무기충진제(CNT, GNT)를 포함한 필름으로 제조하여 분산성과 분산에 따른 전기전도성 변화를 조사하였다. 선형구조의 hard segment를 가진 HDI계 폴리우레탄이 아로마틱링을 포함한 TDI, MDI 또는 NDI계 폴리우레탄에 비해 우수한 분산성을 보였으며, 동시에 가장 높은 표면 전도도를 나타내었다. 이는 선형 구조를 가진 HDI hard segment의 높은 분자운동성에 기인한 것으로 사료된다. CNT, GNF의 폴리우레탄 매트릭스상 분산에 있어 CNT는 GNF에 비하여 낮은 비중에 기인한 상분리 현상으로 인하여 낮은 분산성을 보였으며, 이는 곧 표면저항 값의 저하로 이어졌다. 그러나, CNT는 폴리우레탄상의 낮은 분산성에도 불구하고 CNT 고유의 높은 전기전도 특성으로 인해 GNF에 비해 높은 표면 전도도를 유지하였다. Silver/PU 복합필름과의 전기전도도 특성 비교를 위하여 동일 무게 함량의 충진제를 함유한 CNT/PU, GNF/PU 복합체 필름을 제조 후, 이들 필름간의 상대 전기 전도도를 비교 관찰하였다. CNT와 GNF로 이루어진 복합필름은 silver/PU 복합필름에 비해 동일한 무게 함량의 무기충진제를 함유한 필름에서 30∼50%의 낮은 표면 저항값을 나타내게 되는데, 이는 실린더형의 CNT 및 GNF 충진제가 구형의 silver에 비해 많은 접촉점을 가지기 때문으로 기인한다.

Keywords: dispersion; hard segment; CNT; GNF; sheet resistance