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Journal of the Korean Industrial and Engineering Chemistry, Vol.17, No.5, 527-531, October, 2006
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고분자로 표면 코팅된 BaTiO3와 이를 이용한 폴리이미드 나노복합필름의 제조 및 특성
Preparation and Characterization of Polymer Coated BaTiO3 and Polyimide Nanocomposite Films
한승산, 한지연1, 최길영1, 임승순, 김용석1, †
  • 한양대학교 섬유고분자공학과
  • 1한국화학연구원 고분자나노소재연구팀
Seung San Han, Ji Yun Han1, Kil-Yeong Choi1, Seung Soon Im, and Yong Seok Kim1, †
  • Department of Fiber and Polymer Engineering, Hanyang University, Seoul 133-791, Korea
  • 1Polymeric Nanomaterials Laboratory, Advanced Materials Division, Korea Research Institute of Chemical Technology, Daejeon 305-600, Korea
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초록
본 연구는 커패시터(capacitor) 등의 유전재료로서 응용이 가능한 고분자로 코팅된 무기입자 및 이를 이용하여 제조된 유전율이 높은 폴리이미드(polyimide; PI) 나노복합재에 관한 것이다. 무기입자로는 높은 유전상수를 가지는 barium titanate(BT)를 선정하였고, 이를 유기 고분자인 나일론 6으로 표면 코팅하여 매트릭스 고분자인 폴리이미드와의 친화력을 향상시켰다. FT-IR과 TEM을 통하여 5 nm 두께의 고분자 셀(shell)이 형성된 친유기화된 무기입자(BTN)를 확인하였으며, 나일론 6이 코팅된 BT의 내경과 외경의 비, 그리고 α와의 관계를 나타낸 모식도를 통해 고분자 코팅 두께를 조절할 수 있음을 제안하였다. 제조된 BTN과의 복합화를 통하여 폴리아믹산 나노복합용액을 제조하였으며, 이를 탈수 고리화하여 열적 및 전기적 특성이 우수한 폴리이미드 나노복합필름을 제조하였다. SEM을 통하여 BTN이 매트릭스 고분자 내에 균일 분산상을 형성함을 확인하였으며, TGA와 전기적 측정을 통하여 BTN의 함량에 따른 폴리이미드 나노복합필름의 열안정성 지수, 적분 열분해 온도 및 유전율의 변화를 각각 조사하였다.
We have prepared organophilic inorganic particles and polyimide (PI) nanocomposite having excellent thermal stability and high dielectric constant that can be used for electronic application such as capacitor. We have chosen barium titanate (BT), a high dielectric constantmaterial and its surface was coated with nylon 6 to improve the affinity with PI. The FT-IR and TEM studies showed that the organophilic inorganic particle (BTN) has a polymer shell with thickness of 5 nm. We have suggested that it is possible to control the thickness of coating surface and also indicated the relationship between the ratio of inside and outside radius of BTN and the weight fraction of BT. The PI nanocomposite films based on poly(amic acid) and BTN were prepared by cyclodehydration reaction. The homogeneous dispersion of BTN in PI matrix was identified by using SEM. We have investigated the effect of BTN content on the coefficient of thermal stability, integral procedural decomposition temperature (IPDT), and dielectric constant of PI nanocomposite films.
Keywords:polyimide;nanocomposite;dielectric constant;barium titanate;organophilic inorganic particle
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