Carbon fibers of polyacrylonitrile (PAN) type were coated with nickel nanoparticles using a chemical reduction method in alkaline hydrazine bath. The carbon fibers were firstly heated at 400 °C and then chemically treated in hydrochloric acid followed by nitric acid to clean, remove any foreign particles and functionalized its graphitic surfaces by introducing some functional groups. The functionalized carbon fibers were coated with nickel to produce 10 wt% Cf/Ni nanocomposites. The uncoated heat treated and the nickel coated carbon fibers were investigated by SEM, EDS, FTIR and XRD to characterize the particle size, morphology, chemical composition and the crystal structure of the investigated materials. The nickel nanoparticles were successfully deposited as homogeneous layer on the surface of the functionalized carbon fibers. Also, the deposited nickel nanoparticles have quazi-spherical shape and 128–225 nm median particle size. The untreated and the heat treated as well as the 10 wt% Cf/Ni nanocomposite particles were further reinforced in ethylene vinyl acetate (EVA) polymer separately by melt blending technique to prepare 0.5 wt% Cf-EVA polymer matrix stretchable conductive composites. The microstructures of the prepared polymer composites were investigated using optical microscope. The carbon fibers as well as the nickel coated one were homogenously distributed in the polymer matrix. The obtained samples were analyzed by TGA. The addition of the nickel coated carbon fibers to the EVA was improved the thermal stability by increasing the thermal decomposition temperature Tmax1 and Tmax2. The electrical and the mechanical properties of the obtained 10 wt% Cf/Ni nanocomposites as well as the 0.5 wt% Cf-EVA stretchable conductive composites were evaluated by measuring its thermal stability by thermogravimetric analysis (TGA), electrical resistivity by four probe method and tensile properties. The electrical resistivity of the fibers was decreased by coating with nickel and the 10 wt% Cf/Ni nanocomposites has lower resistivity than the carbon fibers itself. Also, the electrical resistivity of the neat EVA is decreased from 3.2 × 1010 to 1.4 × 104 Ω cm in case of the reinforced 0.5 wt% Cf/Ni-EVA polymer composite. However, the ultimate elongation and the Young’s modulus of the neat EVA polymer was increased by reinforcing with carbon fibers and its nickel composite.

본 연구에서는 poly(ethylene oxide) (PEO)와 poly(ethylene-co-vinyl acetate) (EVA) 혼합으로 구성된 막을 통한 단일기체(N2, O2, CO2)의 투과 성질을 조사하였다. FT-IR 분석 결과 제조된 막에서 새로운 흡수피크는 보이지 않았는데, 이 것은 PEO와 EVA가 물리적으로 혼합되었음을 나타낸다. SEM 관찰에서는 PEO/EVA 혼합 매트릭스에서 EVA 함량이 증가 함에 따라 PEO의 결정상이 감소함을 보여 주었다. DSC 분석결과 PEO/EVA 혼합막의 결정화도는 EVA 함량이 증가함에 따 라 감소하였다. 기체투과 실험은 4~8 bar의 공급압력에서 이루어졌다. PEO/EVA 혼합막에서 CO2의 투과도는 공급 압력 증 가에 따라 증가하였다. 그러나 N2와 O2의 투과도는 공급 압력에 무관하였다. 반면에, PEO/ EVA 혼합막의 모든 기체의 투과 도는 반결정성 PEO에서 무정형 EVA의 함량이 증가함에 따라 증가하였다. 특히, 40 wt% EVA 혼합막은 64 Barrer의 CO2 투과도와 61.5의 CO2/N2 이상선택도를 보였다. 높은 CO2 투과도와 CO2/N2 이상선택도는 PEO의 극성 에테르기 또는 EVA의 극성 에스터기와 극성 CO2 간의 강한 친화성에 기인한다.

탄소나노튜브(MWCNT)는 그 구조적 특징에 따라 열적, 기계적 안정성이 우수하며 고분자 매트릭스 내에 소량만 첨가하여도 향상된 물성을 얻을 수 있다. 그러나 탄소나노튜브를 고분자 복합체에 응용 시 분산이 필수적으로 요구되기 때문에 전처리 기술이 필요하다. 본 연구에서는 PEO 막의 CO2 투과도 향상을 위해 PEO/EVA 혼합물에 산처리를 통해 표면에 친수성기가 도입된 다중벽 탄소나노튜브(MWCNT-COOH)를 첨가하여 PEO/EVA/MWCNT 혼성막을 제조하였다. 제조된 혼성막의 특성을 FT-IR, TGA, SEM 분석으로 확인하였다.

In this study, analysed the characteristics of power drop and surface damage in solar cell through high temperature and humidity test in the 3 case of EVA(ethylene vinyl acetate) and 2 case ribbon thickness. The solar cells were tested during the 500hr in 85℃ temperature and 85% relative humidity conditions, that excerpted standard of PV Module(KS C IEC-61215). Through the EL(Electroluminescence) shots, specimen's surface have partialy damaged. Before and after high humidity and high temperature test, ribbon thickness 200㎛ EVA1 case power drop rate was 8.463%, EVA2 case was 6.667%, EVA3 case was 6.373%. In the ribbon thickness 250㎛ EVA1 case power drop rate was 6.521%, EVA2 case was 8.517%, EVA3 case was 6.019%. EVA3 case was the lowest power and FF(fill factor) drop rate at the 2 case of ribbon thickness, because EVA3 is laerger than EVA1 and EVA2 in thickness, elongation and tensile strength.

본 연구에서는 Chloroform에 Poly(ethylene oxide) (PEO)와 poly(ethylene-co-vinyl acetate) (EVA)를 10%(w/v)로 용해시켜 glass plate에 캐스팅한 후 상온에 방치하여 용매를 완전히 날린 후 70℃에서 24시간 이상 건조시켰다. Blend 조성은 PEO/EVAc-1(wt/wt) 80/20, 60/40, 40/60, 20/80으로 제조하였고 제조된 막의 두께는 100-150μm 이다. 사용한 PEO는 MW100,000,EVA의 VAc 함량은 40wt%이다. 기체투과 실험은 B. S. Chem 사의 GPA-2001을 사용하여 측정하였으며, 기체 투과막의 단면적은 14.7cm²이다.

EVA의 기체 분리 성질에 미치는 LDH의 영향을 알아보았다. Mg-Al LDH/EVA 나노복합막은 유기적으로 수정된 DS-LDH를 이용하여 용액 삽입법으로 제조되었다. DS-LDH는 LDH 층간에 DS 음이온을 삽입하여 제조하였다. 나노복합막 의 구조는 XRD, FT-IR, SEM으로 알아보았다. DS-LDH가 EVA 내에 무질서하게 분산되었음을 XRD로부터 확인하였다. LDH가 3 wt% 첨가된 나노복합막에서 인장강도와 파단신율 모두 최댓값을 나타내었다. 열적 안정도 역시 EVA에 LDH가 첨가되면서 향상되었다. 1, 3, 5 wt%의 LDH를 함유한 LDH/EVA 나노복합막의 기체투과도는 O2와 CO2에 대하여 측정하 였다. 3 wt% LDH를 함유한 경우 나노복합막의 O2에 대한 투과도가 EVA막에서보다 53% 감소하였다. 하지만 CO2 투과도는 나노복합막의 기체 차단 특성에도 불구하고 LDH 내의 OH기와 CO2 간의 높은 친화력으로 인하여 기체투과도는 증가하였다.

Ethylene vinyl acetate (EVA-28)/Co-Al LDH 나노복합막은 유기화된 LDH를 사용하여 용액 삽입법으로 제조하였다. LDH의 유기화는 충간에 dodecyl sulfate (DS) anion을 삽입시켜서 제조하였다. 제조된 막의 특성을 알아보기 위하여 XRD, FT-IR, SEM을 측정하였다. EVA/LDH 나노복합막의 기체투과도는 압력 3, 4, 5 bar에서 LDH 함량 1, 3, 5 wt% 변화에 따라 조사하였다. O2와 CO2의 투과도는 1 wt% LDH에서 최소값을 가지며 LDH 함량이 증가하면서 입자의 응집현상으로 인하여 투과도는 증가하였다. O2 대한 CO2의 선택도는 LDH 함량 1 wt%에서 최대값을 나타내고 그 이상에서는 감소경향을 나타내었다.