실험레포트

PDMS / 카본블랙을 이용해 EMG 전극소재를 제조하였다. 

 

1. 준비물

• PDMS Sylgard 184 실리콘 엘라스토머 키트 주제, 경화제
• 카본블랙
• 정밀저울
• 종이컵
• 페트리접시
• 나무스틱
• 정밀 전자 저울
• 금속 스냅 버튼
• 켑톤 테이프, TLC판
• 플라스틱 캡 3종
• 건조기 오븐 

 

2. 실험 방법

2-1. 몰드 제조

-TLC판 켑톤테이프 몰드

TLC판을 2mm 두께로 잘라 직경 2mm 원형으로 조절한다. 

그 후 켑톤 테이프로 고정시킨다. 

 

-플라스틱 캡 몰드 

초록색 캡 직경: 2.2cm

파랑색 캡 직경: 2.3cm

하늘색 캡 직경: 2.4cm

이중 파랑색 캡 직경을 인두기로 잘라 몰드를 만들었다. 

 

2-2. PDMS 전극 제조

 

카본블랙 함량 5 wt% / 7 wt% / 10 wt% 중 5 wt%를 2가지 제조하였다.

 

제조방법 차이점 

CB-5 (1) 혼합순서: PDMS 주제 -> PDMS 경화제 -> 카본블랙

CB-5 (2) 혼합순서: PDMS 주제 -> 카본블랙 -> PDMS 경화제

 

 

2-2-1. 첫번째 제조 CB-5 (1)

제작일	2026. 06. 02
샘플명	CB-5 (1)
목표 카본블랙 함량	5 wt%
PDMS 주제 실제 계량값	4.3363g
PDMS 경화제 실제 계량값	0.4564g
카본블랙 실제 계량값	0.2500g
총 혼합물 질량	5.0427g

 

혼합 순서는 PDMS 주제 -> PDMS 경화제 -> 카본블랙 순서이다. 

혼합체가 담긴 종이컵에 카본블랙을 한번에 투입하였고, 종이컵 벽면을 나무스틱으로 긁어가며 10분간 혼합하였다. 

그 후, 페트리 접시 위에 놓인 TLC판 켑톤테이프 몰드에 혼합용액을 넣고 페트리 접시를 탁탁 책상에 두들기며 탈포를 진행하였다. 

 

건조기 오븐을 100℃로 맞추어 15분간 경화시켰다. 

전극이 경화 된 후 잠시 식힌 뒤, 금속 스냅 버튼을 전극 위에 붙였다. 

그리고 몰드와 전극을 분리하였다. 

 

2-2-2. 두번째 제조 CB-5 (2)

제작일	2026. 06. 02
샘플명	CB-5 (2)
목표 카본블랙 함량	5 wt%
PDMS 주제 실제 계량값	4.3147g
PDMS 경화제 실제 계량값	0.4320g
카본블랙 실제 계량값	0.2500g
총 혼합물 질량	4.9967g

 

혼합 순서는 PDMS 주제 -> 카본블랙 -> PDMS 경화제 순서이다. 

주제가 담긴 종이컵에 카본블랙을 한번에 투입하였고, 종이컵 벽면을 나무스틱으로 긁어가며 8분 32초간 혼합하였다. 

주제와 카본블랙이 섞인 혼합체에 경화제를 넣고 3분 1초간 혼합해 총 11분 34초간 혼합하였다. 

그 후, 페트리 접시 위에 놓인 파란색 플라스틱 캡 몰드에 혼합용액을 넣고 페트리 접시를 탁탁 책상에 두들기며 탈포를 진행하였다. 

 

건조기 오븐을 100℃로 맞추어 15분간 경화시켰다. 

전극이 경화 된 후 잠시 식힌 뒤, 금속 스냅 버튼을 전극 위에 붙였다. 

 

3. 보관방법

페트리접시에 만들어진 PDMS전극을 올려놓고, 파라필름으로 밀봉하였다. 

 

4. 실험 후 보완 사항

카본블랙을 넣으면 분산시키는 시간이 부족해서 카본블랙이 뭉치거나 전극마다 전도성이 달라질 수 있으므로 향후 전극 제조시에는 2번 혼합 순서를 따르기로 하였다. 

카본블랙은 특히 잘 뭉치는 분말이라서, 먼저 PDMS 주제 안에서 충분히 풀어주는 과정이 중요하다.

1번 방법은 경화제를 먼저 넣으면 그 순간부터 PDMS가 서서히 굳기 시작하기 때문에 카본블랙이 실제로 잘 풀어지지 않았다. 

 

혼합 방법
1. PDMS 주제 계량

2. 카본블랙 파우더를 조금씩 넣으며 충분히 혼합

3. 색이 균일해질 때까지 오래 섞기

4. 경화제 투입

5. 다시 빠르게 충분히 혼합

6. 몰드에 붓기

7. 오븐 경화

 

또한, 경화제 목표 계량 값이 0.4320g이라 종이컵에 계량하였더니 용액 양이 원래 적어 용액 혼합시에 0.4320g보다 현저히 적게 투입된 것 같았다.

이 점 또한 개선이 필요할 것 같다.