In order to maximize the performance of polymer nano-composites, it is essential to understand an effect of a dispersion state on material properties as well as to achieve highly dispersed composites. In this work, a simple quantitative approach to evaluate the degree of dispersion was suggested for carbon nanotube (CNT) embedded polymer nano-composites. Through UV-visible spectroscopy analysis, the transmittance of nano-composites was measured at various dispersion states and it was found that the transmittance reduced as the dispersion state of CNT improved. Based on the results, an effective concentration factor for quantitative evaluation of dispersion state was introduced into the Beer-Lambert transmittance law. The proposed method and parameter to evaluate the degree of dispersion were verified by analyzing the transmittances at different dispersion states of CNT, concentrations of CNT and sample thicknesses.

고분자 나노복합재의 성능을 극대화 하기 위해서는 나노입자 분산도의 향상과 더불어 분산상태가 물성 변화에 미치는 영향을 정확히 이해하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 탄소나노튜브 첨가 고분자 복합재의 분산상태를 정량적으로 평가할 수 있는 방법을 제시하고자 하였다. 자외선-가시광선 분광광도법을 이용하여 탄소나노튜브의 분산상태에 따른 투과도를 측정하였으며, 동일 농도에서 분산상태가 향상됨에 따라 투과도가 감소하는 것을 확인하였다. 이러한 결과를 바탕으로 기존의 Beer-Lambert 투과도 법칙에 분산상태의 변화를 포함할 수 있는 새로운 분산도 평가인자인 유효 농도 인자를 제시하였다. 이를 통해 탄소나노튜브의 분산상태의 변화와 함께 다양한 탄소나노튜브의 농도 및 시편 두께에 따른 투과도 결과를 분석함으로써 제시한 분산도 평가방법과 유효 농도 인자의 유효성을 확인하였다.

Keywords: carbon nanotube; dispersion; transmittance; UV-visible spectroscopy; Beer-Lambert law