Carbon nanotubes (CNTs) have been extensively studied because of their unique electrical, mechanical, thermal, and optical properties. Their ability to reinforce existing polymeric materials as well as to induce elec-trical conductivity into polymers is very attractive. However, the nanotube aggregation due to strong van der Waals interactions between the sidewalls causes the problems of dispersion and stabilization of CNTs in many solvents and polymer matrices.
This thesis deals with the synthesis and characterization of poly(3-Hexylthiophene) (P3HT) modified single-walled carbon nanotubes (SWNTs) with the aim of increasing the dispersion of CNTs without loss of ex-cellent properties of nanotubes unlike other methods. Due to outstanding electronic and optical properties and its good solubility in common organic solvents, P3HT was chosen among many conjugated polymeric materials. 4- Propargyloxybenzenediazonium tetrafluoroborate was synthesized and characterized by $ ^{1}H$ NMR spectroscopy. 4-Propargyloxybenzoyl group was linked to single-walled carbon nanotubes (SWNTs) surface (SWNT-I) which was synthesized by simple and facile radical reaction. Raman spectra show that the initiators are covalently bonded on the surface of SWNTs successfully. Thiol-yne click reaction was effectively carried out using the thiol-ended P3HT and the resulting SWNT-P3HT became soluble in tetrahydrofuran (THF)
탄소나노튜브는 탄소 동소체의 일종으로서 탄소 원자로만 구성되어 있으며 단일 결합과 이중 결합이 반복된 구조로 우수한 기계적, 전기적, 열 적 특징을 가지기 때문에 많은 연구가 진행되어 왔다. 특히, 고분자 물질과 만날 경우, 탄소나노튜브가 고분자의 전기 전도성을 유도하며, 강도를 증가시켜주기 때문에 매우 매력적이다. 하지만, 벽면 사이의 반데르발스 인력에 의한 뭉침현상은 다양한 용매와 고분자 매트릭스에서의 분산성 저하를 야기하기 때문에 흥미로운 가능성에 비해 실제 응용이 많이 이루어지지 못한 상태이다.
본 연구에서는 탄소나노튜브의 특성을 크게 저하시키지 않고 고분자와의 공유결합을 형성하여 분산성을 높였다. 폴리싸이오펜은 전도성 고분자의 일종으로, 뛰어난 전기적, 열 적, 광학적 특성을 가지며 유기용매에 잘 녹기 때문에, 탄소나노튜브에 개질할 경우, 전자 주개/받개 나노복합체로서의 응용이 기대된다. 탄소나노튜브 표면에 아세틸렌그룹을 말단에 갖는 개시제를 개질하여 고분자를 도입할 수 있도록 하였다. 라만 분석을 통해 개시제가 탄소나노튜브 표면과 공유결합을 통해 반응하였음을 확인할 수 있었다. 싸이올 그룹을 말단에 가지는 폴리싸이오펜을 도입하여 탄소나노튜브 개시제 말단의 아세틸렌 그룹과 싸이올 클릭 반응을 통하여 공유결합을 형성하여 폴리싸이오펜으로 개질된 탄소나노튜브를 합성하였다. 합성된 나노튜브는 THF에서 좋은 용해도를 보였다. 개질된 나노튜브의 구조는 라만, X선 광분자 분광, 열분석, 투과전자현미경을 통해 분석하였다.
