Preparation of Polystyrene Particles Containing Poly(ethylene glycol) Groups and Their Surface Charge Characterization in Dielectric Medium

폴리(에틸렌 글리콜)기를 갖는 폴리스티렌 입자의 제조와 유전 매질내에서의 표면 전하 특성

  • 김성훈 (한양대학교 분자시스템공학과) ;
  • 김배중 (한양대학교 분자시스템공학과) ;
  • 권대익 (한양대학교 분자시스템공학과) ;
  • 박기홍 (한국과학기술연구원 광전자재료 연구센터)
  • Published : 2004.11.01

Abstract

Polystyrene particles (PS) with poly(ethylene glycol) units on surface were formed by an emulsifier-free emulsion polymerization using styrene, poly(ethylene glycol) methacrylate (PEG-MMA) or poly(ethylene glycol) dimethacrylate (PEG-diMMA) at pH 7, and followed by freeze-drying to give the corresponding powders. The structures of PS particles were confirmed by FT-IR spectroscopy, and the particle size and distribution the PS particle were observed by scanning electron microscopy and particle analyzer. Monodisperse polymer particles were obtained at a concentration of PEG-MMA 2∼5 mol% or PEG-diMMA 1 mol% relative to styrene. The highest zeta potential of polymer surface was measured to be 183 mV at a polymer of PEG-MMA 5 mol%, which was measured in dielectric medium by means of ELS-8000 dynamic light scattering.

스티렌, 폴리(에틸렌 글리콜) 메타크릴레이트 (PEG-MMA) 혹은 폴리(에틸렌 글리콜) 디메타크릴레이트 (PEG-diMMA)를 중성 매질에서 무유화제 (emulsifier-free) 유화 중합하여 표면에 에틸렌 글리콜기를 갖는 폴리스티렌 입자를 합성하였고, 이로부터 동결 건조되어진 분말을 제조하였다. 고분자 분말은 FT-TR 분광기로 구조를 확인하였고, 광산란 입도 분석기와 주사 전자 현미경 (SEM)을 이용하여 입자 크기와 분산도를 조사하였다. 스티렌에 대하여 공단량체 PEG-MMA는 2∼5 mol%, PEG-diMMA는 1 mol% 농도 부근에서 균일한 입자 크기를 얻을 수 있었다. 합성된 입자의 표면 전하를 유전 매질 내에서 ELS-8000 광산란법을 이용하여 제타 포텐셜을 측정하였다. 스티렌에 대하여 PEG-MMA 5 mol%에서 183 mV의 아주 높은 제타 포텐셜이 측정되었다.

Keywords

References

  1. F. A. Bovey, Emulsion Polymerization, Interscience, New York, 1965
  2. D. C. Blackley, Emulsion Polymerization, Applied Science, London, 1975
  3. T. Matsumoto and A. Ochi, Kobunshi Kagaku, 22, 481 (1965)
  4. J. W. Vanderhoff and H. J. Van den Hul, J. Macromol. Sci. Chem., A7, 677 (1973)
  5. G. Zhang, X. Li, M. Jiang, and C. Wu, Langmuir, 16, 9205 (2000)
  6. C. E. Reese and S. A. Asher, J. Colloid Interf. Sci., 248, 41 (2002)
  7. X. Chen, Z. Cui, Z. Chen, K. Zhang, G. Lu, G. Zhang, and B. Yang, Polymer, 43, 4147 (2002)
  8. H. B. Sunkara, J. M. Jethmalani, and W. T. Ford, J. Polym. Sci.; Part A: Polym. Chem., 32,1431 (1994)
  9. K. H. Park, S. S. Im, and C. Y. Kim, Polymer (Korea), 12, 489 (1988)
  10. A. R. Goodall, M. C. Wilkinson, and J. Hearn, J. Polym. Sci.; Polym. Chem., 15, 2193 (1977)
  11. L.-J. Liu and I. M. Krieger, J. Polym. Sci.; Polym. Chem., 19, 3013 (1981)
  12. J. P. Yun, Y. H. Park, S. Lee, K. H. Park, and C. J. Lee, Polymer (Korea), 27, 159 (2003)
  13. Q. Wang, S. Fu, and T. Yu, Prog. Polym. Sci., 19, 703 (1994)
  14. R. M. Fitch, M. P. Prenosil, and K. J. Sprick, J. Polym. Sci.; Part C, 27, 95 (1969)
  15. G. Lichti, R. G. Gilbert, and D. H. Napper, J. Polym. Sci.; Polym. Chem., 21, 269 (1983)
  16. P. J. Feeney, D. H. Napper, and R. G. Gilbert, Macromolecules, 20, 2922 (1987)
  17. H. S. Chang and S. A. Chen, J. Polym. Sci.; Polym. Chem., 26, 1207 (1988)
  18. C. S. Chern and G .W. Poehlein, J. Polym. Sci.; Polym. Chem., 25, 617 (1987)
  19. E. Zurkova, K. Bouchal, J. Kalal, Z. Pelzbauer, F. Svec, and D. Zdenkova, J. Polym. Sci.; Polym. Chem., 21, 2949 (1983)
  20. M. S. Cho, Y. H. Cho, H. J. Choi, and M. S. Jhon, Langmuir, 19, 5875 (2003)
  21. B. Comiskey, J. D. Albert, H. Yoshizawa, and J. Joseph, Nature, 394, 253 (1998)