The Effects of Polymerization Catalyst Systems on the Synthesis of Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylene ether)

Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylene ether) (PPE) was synthesized using $Cu(NO_2)_2{\cdot}3H_2O$ or CuCl catalyst with various amounts of ligand and base in several different solvent systems. CuCl/1-methylimidazole/ammonium hydroxide was found to be an effective catalyst system which showed the highest polymer yield and molecular weight. The effects of catalyst/monomer ratio, different amine ligands, and the content of mono-functional reagent 2,4,6-trimethylphenol (TMP) additive on the polymer yield and molecular weight were investigated. Among the co-solvent systems used in this polymerization, chloroform/methanol 9/1(v/v) gave the highest polymer yield and molecular weight ($\overline{M_n}$ 55 K, $\overline{M_w}$ 92 K, PDI 1.7). The catalytic activity between CuCl and CuI was compared by oxygen-uptake experiments and the formation of sideproduct, 5,5'-tetramethyl-4,4'-diphenoquinone (DPQ), was analyzed by ultraviolet spectroscopy.

중합촉매 시스템이 폴리페닐렌에테르의 합성에 미치는 영향

구리 계열의 $Cu(NO_2)_2{\cdot}3H_2O$와 CuCl을 중합촉매로 사용하고 다양한 용매, 리간드와 염기의 함량을 변화시켜 poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylene ether)(PPE) 중합반응을 고찰하였다. 이 가운데 CuCl/1-methylimidazole/ammonium hydroxide 시스템에서 가장 높은 중합 수율을 나타내었다. 한편, 몇 가지 다른 유기용매와 메탄올의 혼합용매 시스템에서 용매의 성분비율을 변화시켜 용매의 조성이 중합반응에 미치는 영향을 조사하였으며 2,4,6-trimethylphenol (TMP)를 사용하여 TMP 함량에 따른 분자량 조절 효과를 조사하였다. 클로로포름/메탄올 9/1(v/v) 혼합용매를 사용했을 때 가장 높은 중합 수율과 높은 분자량을 갖는 중합체($\overline{M_n}$ : 55 K; $\overline{M_w}$ : 92 K; PDI: 1.7)를 얻었다. 구리 일가 촉매인 CuCl 과 CuI를 사용하여 서로다른 짝이온, 즉 $Ci^-$와 $I^-$ 이온이 중합결과에 미치는 영향을 조사하였다. 촉매의 활성 비교를 위하여 산소 흡수량(oxygen-uptake)을 측정하였으며, 중합반응의 부산물인 5,5'-tetramethyl-4,4'-diphenoquinone (DPQ)의 함량을 자외선 분광기(ultraviolet spectroscopy)를 통하여 분석하였다.