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폴리에테르이미드 용융중합 공정개선을 위한 신규 디아민 합성 및 중합
서완기(Wan Gi Seo),박노균(No Kyun Park),정유리(Yuri Jeong),김호섭(Ho Sub Kim),김상균(Sang Kyun Kim),손영교(Young Kyo Son),송상민(Sang Min Song),김윤호(Yun Ho Kim),원종찬(Jong Chan Won) 한국고분자학회 2020 폴리머 Vol.44 No.2
폴리에테르이미드(PEI)의 용융중합은 단량체의 양을 정밀하게 조절하기 어려워 동일한 품질을 양산하기 힘들다는 큰 한계점이 있다. 특히, 기존 디아민 단량체인 m-PDA는 낮은 융점(64℃)으로 인해 압출기의 투입구에서 용융되어 혼합비의 불균형을 초래하였다. 본 연구에서는 문제를 개선할 수 있는 신규 디아민 단량체 DABI를 소개한다. DABI는 98%의 높은 수득률로 제조되었으며 부가 반응이 없는 A-B-A 다이머 구조이다. 또한 DABI는 152℃의 높은 융점을 가지고 있는 것으로 나타났다. 최종적으로 DABI를 이용한 용융중합에서 높은 분자량을 가지는 PEI를 얻을 수 있었으며, 이러한 결과는 합성한 신규단량체 DABI가 혼합비 불균형 문제를 해소하고 공정을 개선하였음을 보여준다. Melt process of polyetherimide (PEI) has a difficulty to precisely control mixing ratio of monomers, which results in failure of production on an industrial scale. Especially, a typical diamine monomer obstructs the feeder of the hot extruder due to its low melting point (mp) of 64℃. In this work, we suggest that a novel diamine monomer, DABI, can be substituted for the conventional monomer. The molecular structure of DABI was designed with the A-B-A structure with amide linkage, where A was m-PDA and B was BPADA, and was identified by structural analysis (1H NMR and FTIR). DABI showed a high yield of 98% in synthesis process and a high mp of 152℃ in thermal analysis (DSC). Finally, we obtain high molecular weight of PEI via melt process with DABI, which indicates that DABI can solve the problem with imbalance in the mixing ratio in melt process.
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