지방족 폴리케톤/폴리아마이드 6 블렌드에서 성분 고분자 간 반응과 겔화 반응이 블렌드의 물성에 미치는 영향

권홍구,최홍균,손영곤 한국고분자학회 2021 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 Vol.46 No.2

지방족 폴리케톤(aliphatic polyketone, PK)/폴리아마이드 6(polyamide 6) 블렌드의 상용성 및 물성에 관하여 연구하였다. PK/PA 블렌드는 상 분리된 구조를 보이면서 계면접착력과 충격 강도가 높았는데 두 고분자 간에 화학반응으로 형성된 PK-PA 공중합체가 반응상용화제와 같은 역할을 하기 때문인것으로 밝혀졌다. PK 와 PA 의 혼련 토크 값이 두 성분 고분자에 비해 매우 높았고 FTIR 분석으로 형성된 공중합체의 존재를 확인할 수 있었다. 또한 PA 는 PK 의 가교 반응을 촉진시키는 것으로 관찰되었다. 다양한 가공 조건에서 제조된 블렌드를 분석한 결과 가교 고분자의 양이 증가함에 따라 블렌드의 충격 강도가 급격히 증가함을 관찰하였다. 이상의 결과로부터 PK/PA 블렌드의 물성이 상용화제 없이도 높은 이유는 PK 와 PA 사이에 발생하는 화학반응과 PA 가 PK 의 가교화를 촉진시키는 두가지 원인에 의한 것임을 알 수 있었다.

고분자를 이용한 Adefovir Dipivoxil과 Suberic Acid의 공결정 제어

정성엽(Sung Yup Jung),김일원(Il Won Kim) 한국고분자학회 2013 폴리머 Vol.37 No.5

고분자가 adefovir dipivoxil(AD)과 suberic acid(SUB)의 공결정 형성에 미치는 영향을 연구하였다. 고분자 첨가제는 poly(ethylene glycol)(PEG)과 poly(acrylic acid)(PAA)를 이용하였다. 용액에서 AD와 SUB를 혼합한 후에 고분자를 첨가하여 공결정을 제조했을 때는, 고분자의 영향은 결정모양과 결정성을 일부 변화시키는 것에 한정되었는데, 이러한 영향은 고분자 없이도 용액에 과량의 SUB를 이용하거나 용매첨가 분쇄법으로 유도할 수 있었다. 한편,용액에서 AD와 고분자를 혼합한 후에 SUB를 첨가하여 공결정을 제조했을 때는, PEG의 경우 공결정의 변화를 훨씬 효과적으로 유도하였는데 결정성을 기준으로 같은 농도에서 3배 이상의 효과를 보였다. 또한 PAA의 경우에는결정의 형성을 완전히 억제하는 효과를 보였다. 본 연구의 결과는 공결정 형성에 미치는 고분자의 영향을 단순히혼합순서를 바꾸어서 조율할 수 있는 예를 보여 주었다. The effects of polymers on the cocrystallization of adefovir dipivoxil (AD) and suberic acid (SUB) were investigated. The polymeric additives in the present study were poly(ethylene glycol) (PEG) and poly(acrylic acid) (PAA). When the polymers were added to the solution of AD and SUB, their effects were limited to the morphology and crystallinity of the AD/SUB cocrystal, which could be also achieved without polymeric additives by the excess amount of SUB in the solution or through the solvent-assisted grinding. When the polymers were mixed with AD before adding SUB in the solution, PEG was dramatically more effective at the same amount with possible alteration of the cocrystal structure. Also, PAA completely inhibited the formation of crystals. The present study demonstrated that the effects of polymers on the cocrystallization could be tuned by simply modifying the mixing strategy.

Reduced Recombination Losses with Enhanced Dielectric Permittivity of Donor Polymers in Polymer Solar Cells

Namchul Cho(조남철),Tae-Dong Kim(김태동),Alex K.-Y. Jen(알렉스 젠) 한국고분자학회 2018 폴리머 Vol.42 No.4

본 연구에서는 나이트릴 그룹을 작용기로 가지는 고분자에 전기장을 가해주어 고분자의 분극도를 높여 고분자의 유전상수를 증가시키는 연구를 진행하였다. 전자주게 고분자의 유전상수를 증가시켜 재결합에 의한 손실을 효과적으로 감소시킬 수 있었고 이로 인해 고분자 태양전지의 개방전압을 증가시킬 수 있음을 보고하였다. 이러한 결과로부터 고분자 태양전지에서 고분자의 유전상수가 가지는 중요성 및 외부 전기장에 의한 고분자의 배열을 이용한 응용분야에 대한 중요성을 밝혔다. In this work, we have demonstrated that the electric field assisted poling of the donor polymer possessing conformationally labile nitrile groups increases dipolar polarization and dielectric permittivity. We find that the enhanced dielectric permittivity of the donor polymer reduces non-geminate recombination losses in bulk-heterojunction (BHJ) solar cells (SCs), resulting in increased open circuit voltage (VOC) compared with unpoled devices. This result reveals the importance of dielectric permittivity of polymers and also signifies the promising applicability of electric field assisted poling for high dielectric polymers in BHJ SCs.

수용성 싸이오카보네이트 고분자 제조와 구리이온 결합 연구

손민진,도정윤 한국고분자학회 2023 폴리머 Vol.47 No.6

수용성 싸이오카보네이트 고분자를 합성하기 위해 알콜기, 트리에틸렌글리콜, morpholine이 결합된 단분자를 합성하고 양이온 개환고분자 반응을 진행하였다. Morpholine이 결합된 단분자는 CF3CO2H 용매조건에서 아민의 중합 방해 기능을 억제시켜 고분자로 전환될 수 있었다. 구리(II) 이온 수용액에 합성된 고분자를 첨가하여 구리이온의 농도 변화를 관찰하였다. 구리이온의 농도는 첨가된 로다민 화학센서의 흡광도로 결정하였다. 구리와 로다민센서의 혼합 몰비를 1/2로 유지된 마이크로몰의 묽은 용액에서 흡광도 변화를 관찰하였다. 고분자 첨가에 따라 흡광도 감소가 일어났고 구리-고분자 결합 효과로 설명되었다. 0.5 µM의 구리이온은 200 ppm의 고분자를 첨가할 때 560 nm에서 흡광도가 약 1/4로 줄어들었다.

양이온 아크릴고분자에 결합된 로다민 화학센서 개발과 구리(Ⅱ)이온의 선택적 검출

안성진(Sungjin Ahn),신상빈(Sang Bin Shin),조혁이(Hyeok-yi Jo),도정윤(Jung Yun Do) 한국고분자학회 2018 폴리머 Vol.42 No.5

금속의 선택적 검출을 위한 수용성 로다민 발색제와 수용성 고분자결합에 결합된 발색제를 개발하였다. 술폰염을 포함하는 알킬케톤과 로다민의 하이드라자이드의 이민형성 반응으로 수용성 발색물질이 합성되었다. 알킬사슬에 황원자가 도입된 로다민 발색제는 구리(Ⅱ)이온에 강한 선택성을 보였다. 알킬케톤으로 유도된 아크릴 단분자와 양이온 아크릴 단분자 methacrylatoethyl trimethylammonium chloride(AETMA)로부터 공중합 고분자를 합성하였고, 이에 로다민을 도입하여 로다민 결합 수용성 고분자를 제조하였다. 고분자의 점도측정을 통한 평균분자량은 6.5×10<SUP>4</SUP> g/mol이었으며 약 5 mol%의 로다민을 함유하였다. 고분자에 결합된 아마이드 작용기는 금속과 결합하는 성질 때문에 금속 발색제 로다민의 검출능력을 저하시킨다. 로다민결합 고분자의 구리(Ⅱ)이온에 대한 높은 선택성을 흡수분광분석을 통해 관찰하였다. 구리(Ⅱ)이온 검출에서 흡광도는 10일 이상 동안 지속적으로 상승하는 특성을 보였다. 로다민 유도체의 수은에 대한 약한 감응특성은 고분자 결합을 통해서 부분적으로 향상되었다. Water-soluble rhodamine and polymeric chemosensors were developed for copper detection. A new rhodamine derivative was synthesized through imine formation of rhodamine-hydrazide and a ketone carrying sulfonium salt, and a sulfide linkage for selective Cu2+ sensing in water. A copolymer of a ketone-acrylate with methacrylatoethyl trimethylammonium chloride was synthesized, which was treated with rhodamine-hydrazide to generate a polymeric sensor. The viscosity average molecular weight of the polymer was 6.5×10<SUP>4</SUP> g/mol. The polymer has a rhodamine content of ca. 5 mol% through 1H NMR analysis. Amide bonds caused to decrease the metal sensitivity of the rhodamine sensor because they are capable of absorbing metal ions. The Cu<SUP>2+</SUP> sensing of the polymeric rhodamine sensor was examined with light absorption intensity at 560 nm. The slow Cu<SUP>2+</SUP> binding of the polymeric sensor was observed over 10 days. Additionally, Hg<SUP>2+</SUP> sensing activity of the polymer sensor was enhanced compared to the rhodamine sensor.

고리형 황화물을 포함하는 폴리아크릴레이트 합성과 설폭사이드 및 설폰 변환을 통한 굴절률 변화

허기석(Gisuk Heo),김새미(Saimi Kim),도정윤(Jung Yun Do) 한국고분자학회 2016 폴리머 Vol.40 No.3

황을 포함하는 고리형 아크릴레이트 단분자를 사용하여 고굴절률의 공중합 아크릴고분자 4종을 합성하였다. 황을 포함한 7-각 고리, 1,3-dithiane, 1,3-dithiolane 유도체를 사용하여 4가지의 아크릴 단분자를 합성하였고, 이를 methyl methacrylate(MMA)와 중량비로 3:7의 공중합고분자를 합성하였다. 오존(O₃)과 3-chloroperoxybenzoic acid (m-CPBA)를 사용하여 고분자에 포함된 황을 산화시켜 각각 SO와 SO₂를 갖는 고분자를 얻었다. 적외선 흡수 분광법(FTIR)과 수소핵자기공명분광(1H NMR) 분석을 통해 이러한 산화반응이 선택적으로 잘 진행되었음을 확인하였다. 합성된 고분자에 포함된 황의 함량에 따라 굴절률이 증가되는 것을 관찰하였다. 황이 SO로 산화되었을 때는 고분자의 굴절률이 증가하였고 SO₂로 산화되었을 때는 크게 감소하였다. SO₂를 갖는 단분자로 합성된 고분자와, 고분자의 산화로 SO₂ 를 갖는 고분자가 서로 유사한 성질을 보임으로써 고분자에 존재하는 황이 대부분 산화되었음을 확인하였다. 황산화 반응을 통해 고분자의 Abbe number는 증가되었다. 파장에 따른 굴절률을 계산하였고 산화반응을 통한 굴절률 변화가 모든 파장에 대해 유사하게 일어났음을 확인하였다. Polyacrylates with pending alkylsulfur groups were prepared to examine the changes in refractive index (RI) induced by sulfur oxidation. Four methacrylate monomers having cyclic alkylsulfur groups, such as 1,3-dithiane and 1,3- dithiolane derivatives, and 3,6-dithiacycloheptanol were developed. The monomers were copolymerized with methyl methacrylate through a radical polymerization. Oxidation of the prepared sulfur-polymers by O₃ and 3-chloroperoxybenzoic acid led to the formation of the corresponding SO and SO₂-polymers, respectively. The selective transformation of sulfur occurred completely and confirmed by FTIR and 1H NMR analysis. The RI of the polymer increased and decreased due to the formation of SO and SO₂, respectively. The SO₂-polymer exhibited a RI comparable to a polymer that was prepared using a sulfone-monomer. The Abbe number of the polymer increased after oxidation. The RI dispersion over various wavelengths was compared before and after oxidation.

상온 이온성 액체로 활성화시킨 고온 작동 가능한 Nafion 고분자 전해질

이수현(Suhyun Lee),임태은(Taeeun Yim),박영돈(Yeong Don Park),문준영(Junyoung Mun) 한국고분자학회 2018 폴리머 Vol.42 No.4

고분자 연료전지의 핵심 소재 중 하나인 Nafion 고분자 전해질은 전도성을 부여하기 위해 물을 이용하여 활성화하여 사용한다. 그러나 수용액은 상온에서도 휘발성이 있고, 끓는점이 100 oC로 제한되어 고분자 연료 전지의 작동 온도 범위를 제한하는 가장 큰 이유로 지적되고 있다. 이를 극복하기 위하여, 상온에서 휘발성이 없으면서도 전도성을 띠는 상온 이온성 액체를 이용하여 Nafion 고분자 전해질을 활성화하고자 하였다. 상온 이온성 액체의 구조가 전도도에 미치는 영향성을 파악하기 위해, 상온 이온성 액체의 alkyl-methylimidazolium 양이온을 기준으로 alkyl기에 ethyl, butyl, iso-butyl 기를 각각 도입하고, 음이온을 tetrafluoroborate, bis[(trifluoromethyl)sulfonyl]imide)로 제어하여, Nafion 고분자 전해질을 활성화하였다. 또한 Nafion 고분자 전해액 내에 높은 상온 이온성 액체 함침(impregnation)을 통한 높은 전도성 구현을 위하여, Nafion 용액의 casting 시 60-120 wt%의 상온 이온성 액체를 혼합하여, 높은 전도도와 고온 작동성을 갖는 Nafion 고분자 전해질을 연구하였다. Nafion polymer electrolyte, which is essential material of polymer fuel cells, is activated by water and shows conductivity. However, such aqueous electrolyte is volatile at room temperature, and the operating temperature is limited to 100 oC. In order to overcome this problem, we tried to activate Nafion polymer electrolyte by using room temperature ionic liquids. The influence of the molecular structure of room temperature ionic liquid on conductivity is evaluated by controlling ethyl, butyl, and iso-butyl groups into an alkyl group of alkylmethylimidazolium cation. Also their anion structure is controlled with tetrafluoroborate and bis[(trifluoromethyl)sulfonyl]imide. For the high conductivity of Nafion polymer electrolytes, Nafion polymer electrolytes with high conductivity and high temperature operation are studied by mixing 60-120 wt% of room temperature ionic liquids during casting of Nafion solution.

스퍼터링 방식을 이용한 불소 고분자 대면적 박막 코팅 기술

이상진(Sang-Jin Lee) 한국고분자학회 2021 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 Vol.46 No.1

PTFE로 대표되는 불소고분자는 발수성, 내화학성, 윤활특성, 절연특성 등 다양한 특성을 갖고 있어 산업용 소재로 널리 활용되고 있다. 하지만 낮은 접착력, 가시광선에서의 불투명, 정전기 발생 등으로 인해 여러 분야에서의 적용에 어려움이 있다. PTFE powder에 전도성 필러를 섞어 개발한 스퍼터링 타겟은 대면적 연속 공정으로 불소 고분자 박막의 제조를 가능하게 하였다. 스퍼터링 방식으로 플라즈마를 이용하여 제작한 플라즈마화 플로로카본(plasma-polymerized fluorocarbon, PPFC)은 PTFE의 장점은 그대로 가지면서, 기재와의 접착력이 우수하며, 가시광선 영역에서 투과율 및 투명성이 매우 우수하고, 나노컴포지트 기술을 응용하여 정전기를 제거할 수도 있다. 본 발표에서는 스퍼터링 방식으로 제작되는 불소 고분자 박막의 물성과, 반사방지, 열차단 필름, 필름형 히터, 항균 및 항바이러스, 초발수 섬유 등에의 응용기술에 대해 소개한다.

Photothermal Bending of Bilayer Containing Hydrogel/Conductive Polymer Composites

최인혁,전석진 한국고분자학회 2021 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 Vol.46 No.1

하이드로젤은 친수성 고분자 사슬의 화학적 또는 물리적 가교를 통해 3차원 망상구조의 형태를 가진다. 외부 자극에 따른 고분자 사슬의 친수성 변화로 발생하는 망상구조의 부피 변화는 약물전달, 소프트로봇의 구동에 중요한 원동력으로 작용한다. 공액 고분자는 단일결합과 이중결합의 반복으로 형성된 π-공액 구조를 가져 낮은 밴드갭 에너지로 인해 우수한 광열변환 효율을 가진다. 본 연구에서는 공액 고분자를 하이드로젤에 도입하여 공액 고분자의 광열변환 효과에 의한 하이드로젤의 팽윤거동을 관찰하고자 하였다. 팽윤거동 관찰을 위해 하이드로젤/공액 고분자와 유리상 고분자의 이중층 필름을 제작하였고, 광열효과에 의한 굽힘 현상으로부터 팽윤거동을 확인하였다.

The Effect of Polarizability of PEO and LiTFSI on the Molecular Dynamics Simulations of Li+ Cations in PEO Electrolytes

신은혁,성봉준 한국고분자학회 2022 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 Vol.47 No.2