Vinyl Addition Copolymerization of Norbornene/5-Vinyl-2-norbornene with Cationic $\eta^{3_}$-Allyl Palladium Catalyst and Their Post-Reaction

양이온성 $\eta^{3_}$알릴 팔라듐 촉매를 사용한 노보넨/5-비닐-2-노보넨의 비닐 부가 공중합과 이를 이용한 고분자 후반응

  • 안재철 (한국과학기술연구원 광전자재료 연구센터) ;
  • 박수현 (인하대학교 고분자공학과) ;
  • 이광희 (인하대학교 고분자공학과) ;
  • 박기홍 (한국과학기술연구원 광전자재료 연구센터)
  • Published : 2003.09.01

Abstract

Vinyl addition copolymerizations of norbornene (NB) and 5-vinyl-2-norbomene (VNB) were carried out using a cationic η$^3$-allyl palladium catalyst in the various mole ratio of comonomers. The copolymers could be obtained in good yield (65∼85%) with high weight-average molecular weights (M$_{w}$ > 760,000). Depending on increasing VNB contents, the molecular weight and yield of the copolymers decreased. FT-IR analysis confirmed that actual contents of VNB in polymer were proportional to the feeding content of VNB. From $^1$H-NMR spectroscopy, we found that both exo and endo VNB isomer were copolymerized with NB. Thermal stabilities of NB-VNB copolymers were independent on the VNB content and their initial decomposition temperatures were about 300 C. The NB-VNB copolymers were followed by epoxidation by using m-CPBA and hydroxylation by 9-BBN, respectively, and these post-polymers were characterized by FT-IR spectroscopy and $^1$H-NMR analysis..

양이온η$^3$-알릴 팔라듐 촉매를 사용하여 환상형 올레핀 단량체인 노보넨 (NB)과 5-비닐-2-노보넨(VNB)을 조성별로 비닐 부가 공중합하였다. 공중합체는 고수율과 고분자량 (M$_{w}$ > 760000)으로 얻을 수 있었다. VNB 함량이 많아질수록 공중합체의 분자량과 수득율은 감소하였으며, 첨가한 공단량체의 양과 공중합한 후 함유된 단량체의 양이 비례함을 FT-IR 분광분석으로 확인하였다. $^1$H-NMR 분석 결과 VNB는 exo, endo 이성체 모두 중합에 참여하는 것을 알 수 있었다. NB-VNB 공중합체의 분해 개시 온도는 약 300 $^{\circ}C$이었고, 열안정성은 VNB 함량과 관계없이 유사한 거동을 나타내었다. 합성된 NB-VNB 공중합체의 곁사슬 비닐기는 m-CPBA를 이용하여 에폭시화 하였고, 또한 9-BBN을 이용하여 수산화기를 도입하였다. 조성별 공중합체에 각각의 치환기가 도입된 것은 FT-IR, $^1$H-NMR 분석으로 확인하였다..

Keywords

References

  1. J. Polym. Sci. B v.37 N.R.Grove;P.A.Kohl;S.A.Bidstrup-Allen;S.Jayaraman;R.Shick https://doi.org/10.1002/(SICI)1099-0488(19991101)37:21<3003::AID-POLB10>3.0.CO;2-T
  2. J. Polym. Sci. B v.36 K.D.Dorkenoo;P.H.Pfrom;M.E.Rezac https://doi.org/10.1002/(SICI)1099-0488(19980415)36:5<797::AID-POLB7>3.0.CO;2-I
  3. Polymer v.42 C.T.Zhao;M.R.Ribeiro;M.N.de Pinho;V.S.Subrahmanyam;C.L.Gil;A.C.de Lima
  4. Macromol. Rapid Commun. v.19 B.S.Heinz;F.P.Alt;W.Heitz
  5. J. Macromol. Sci. Chem. v.A11 no.5 N.G.Gaylord;A.B.Deshpande;B.M.Mandal;M.Martan
  6. Macromol. Symp. v.89 B.L.Goodall;L.H.MclntoshⅢ;L.F.Rhodes https://doi.org/10.1002/masy.19950890139
  7. Macromol. Chem. Phys. v.197 T.F.A.Haselwander;W.Heitz;S.A.Krugel;J.H.Wendorff https://doi.org/10.1002/macp.1996.021971029
  8. Reac. & Funct. Polym. v.49 I.Kim https://doi.org/10.1016/S1381-5148(01)00074-8
  9. Macromolecules v.27 S.Marathe;S.Sivaram https://doi.org/10.1021/ma00083a003
  10. Macromol. Rapid Commun. v.20 H.Lasarov;T.T.Pakkanen https://doi.org/10.1002/(SICI)1521-3927(19990601)20:6<356::AID-MARC356>3.0.CO;2-B
  11. Macromolecules v.35 J.Lipian;R.A.Mimna;J.C.Fondran;D.Yandulov;R.A.Shick;B.L.Goodall;L.F.Rhodes https://doi.org/10.1021/ma0209287
  12. U.S. Pat. 6455650 J.H.Lipian;L.F.Rhodes;B.L.Goodall;A.Bell,;R.A.Mimna;J.C.Fondran;S.Jayaraman;A.D.Hennis;C.N.Elia;J.D.Polley;A.Sen
  13. Makromol. Chem. Rapid Commun. v.12 K.Endo;K.FuJi;T.Otsu https://doi.org/10.1002/marc.1991.030120706
  14. Macromolecules v.24 D.J.Lohse;S.Datta;E.N.Kresge https://doi.org/10.1021/ma00002a034
  15. J. Molecul. Catal. A: Chemi. v.185 C.T.Zhao;M.D.R.Ribeiro;M.F.Portela https://doi.org/10.1016/S1381-1169(02)00133-4
  16. Macromol. Symp. v.89 J.Melia;E.Connor;S.Rush;S.Breunig;C.Mehler;W.Risse https://doi.org/10.1002/masy.19950890141