• 제목/요약/키워드: Block copolymer

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Au/Titania Composite Nanoparticle Arrays with Controlled Size and Spacing by Organic-Inorganic Nanohybridization in Thin Film Block Copolymer Templates

  • Li, Xue;Fu, Jun;Steinhart, Martin;Kim, Dong-Ha;Knoll, Wolfgang
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제28권6호
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    • pp.1015-1020
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    • 2007
  • A simple approach to prepare arrays of Au/TiO2 composite nanoparticles by using Au-loaded block copolymers as templates combined with a sol-gel process is described. The organic-inorganic hybrid films with closely packed inorganic nanodomains in organic matrix are produced by spin coating the mixtures of polystyrene-block-poly(ethylene oxide) (PS-b-PEO)/HAuCl4 solution and sol-gel precursor solution. After removal of the organic matrix with deep UV irradiation, arrays of Au/TiO2 composite nanoparticles with different compositions or particle sizes can be easily produced. Different photoluminescence (PL) emission spectra from an organic-inorganic hybrid film and arrays of Au/TiO2 composite nanoparticles indicate that TiO2 and Au components exist as separate state in the initial hybrid film and form composite nanoparticles after the removal of the block copolymer matrix.

CTBN-PES Block Copolymer에 의한 에폭시 수지의 강인화 연구 (Enhancing Fracture Toughness of Epoxy Resins with CTBN-PES Block Copolymer)

  • 김형륜;육종일;윤태호
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 1999년도 추계학술발표대회 논문집
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    • pp.172-176
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    • 1999
  • 에폭시 수지의 강인성 향상을 위하여 양말단에 아민 반응기를 가지는 PES-CTBN-PES triblock copolymer를 합성하여 이를 에폭시 수지의 강인화제로 사용하였으며 경화제로는 p-DDS(p-dichlorodiphenylsulfone)를 사용하였다. 또한 공중합체에 의한 물성 향상효과를 CTBN과 PES-NH$_2$의 블렌드에 의한 경우와 비교하였다. 강인화된 에폭시 수지의 물성은 강인성 및 굴곡특성을 측정하여 분석하였으며, 열특성은 DSC, TGA, 및 DMA에 의해 실시되었다. 그리고 강인화된 에폭시 수지의 강인성 향상 mechanism을 규명하기 위하여 파단면을 SEM으로 분석하여 상분리 거동을 고찰하였다. 높은 유리전이온도와 우수한 기계적 물성을 가지는 고성능 기능성 폴리설폰(PES-NH$_2$)과 상용 액상 고무 첨가제인 CTBN을 이용하여 합성된 공중합체를 강인화제로 사용함으로써 열안정성, 탄성률 및 내식성의 감소없이 에폭시 수지의 쳐대 단점인 강인성을 최적 수준으로 개선시킬 수 있었으며 공중합체의 에폭시 수지에 대한 우수한 용해도에 따른 가공성이 향상되었다.

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가지형 공중합체를 이용한 나노구조 $TiO_2$ 제조 및 염료감응 태양전지 응용 (Synthesis of Organized $TiO_2$ Electrodes Using Graft Copolymer and Their Applications to Dye-Sensitized Solar Cells)

  • 안성훈;고주환;박정태;김종학
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.64.1-64.1
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    • 2010
  • The morphology of mesoporous $TiO_2$ films plays an important role in the operation of a DSSC. For example, the energy conversion efficiency of DSSCs with well-organized mesoporous $TiO_2$ films is much higher than those with traditional films possessing a random morphology. In previous research, well-organized mesoporous $TiO_2$ films have mainly been synthesized using an amphiphilic block copolymer, e.g., a poly(ethylene oxide) (PEO)-based template. A graft copolymer is more attractive than a block copolymer due to its low cost and the ease with which it can be synthesized. In this work, we provide the first report on the successful synthesis of well-organized mesoporous $TiO_2$ films templated by an organized graft copolymer as a structure directing agent. Well-organized mesoporous $TiO_2$ films with excellent channel connectivities were developed via the sol gel processusing an organized PVC-g-POEM graft copolymer synthesized by one-pot ATRP. The careful adjustment of copolymer composition and solvent affinity using a THF/$H_2O$/HCl mixture was used to systematically vary the material structure. The influence of the material structure on solar cell performance was then investigated. A solid-state DSSC employing both the graft copolymer templated organized 700 nm-thick $TiO_2$ films and graft copolymer electrolytes exhibited a solar conversion efficiency of 2.2% at 100 $mW/cm^2$. This value was approximately two-fold higher than that attained from a DSSC employing a random mesoporous $TiO_2$ film. The solar cell performance was maximized at 4.6% when the film thickness was increased to $2.5{\mu}m$. We believe that this graft copolymer-directed approach introduces a new and simple route toward the synthesis of well-organized metal oxide films as an alternative to a conventional block copolymer-based template.

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Synthesis and Characterization of Poly(vinyl alcohol-b-styrene) via Atom Transfer Radical Polymerization and Saponification

  • Li, Guang-Hua;Cho, Chang-Gi
    • Macromolecular Research
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    • 제10권6호
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    • pp.339-344
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    • 2002
  • Poly(vinyl alcohol-b-styrene) (poly(VA-b-St)) diblock copolymer containing high syndiotactic poly (vinyl alcohol) (PVA) was synthesized by the saponification of poly(vinyl pivalate-b-styrene) (poly(VPi-b-St)). For the block copolymer, poly(vinyl pivalate) (PVPi) with trichloromethyl end group was obtained via telomerization of vinyl pivalate with carbon tetrachloride as a telogen and 2,2-azobisisobutyronitrile (AIBN) as an initiator. Then resulting poly(vinyl pivalate) with trichloromethyl end group was used as an effient macroinitiator for the synthesis of poly(VPi-b-St) using atom transfer radical polymerization (ATRP) in the presence of CuCl/2,2'-bipyridine at 130 $^{\circ}C$. The poly(vinyl pivalate) macroinitiator, poly(VPi-b-St), poly(VA-b-St) were characterized by GPC, FT-IR and $^1$H-NMR. And the analysis showed that integrity of the block copolymer was maintained during saponification reaction.

이산화탄소/프로필렌 옥사이드 공중합을 통한 저분자량 폴리(프로필렌 카보네이트)-폴리(에틸렌 글리콜) 블록 공중합체의 합성 (Synthesis of Low Molecular-weight Poly (Propylene Carbonate)-Poly (Ethylene Glycol) Block Copolymers through $CO_2$/Propylene Oxide Copolymerization)

  • 이상환;;전종엽;이분열
    • 청정기술
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    • 제17권3호
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    • pp.244-249
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    • 2011
  • 이산화탄소/프로필렌 옥사이드 공중합을 통하여 고분자 사슬 내에 친수성기와 소수성기가 공존하는 저분자량의 블록 공중 합체를 합성하였다. 고활성의 촉매를 사용한 이산화탄소/프로필렌 옥사이드 공중합 반응에 단말기로 -OH기를 갖는 폴리(에틸렌 글리콜)(PEG)을 분자량 조절제로 투입하여 블록 공중합체를 합성하였다. 단말기 한쪽 끝에만 -OH기를 갖는 폴리(에틸렌 글리콜)을 투입하였을 때는 PEG-block-PPC (폴리(프로필렌 카보네이트)) 다이블록 공중합체가 얻어지고, 단말기 양쪽 끝 모두 -OH기를 갖는 폴리(에틸렌 글리콜)을 투입하였을 때는 PPC-block-PEG-block-PPC 트리블록 공중합체가 얻어진다. 제조된 블록 공중합체는 $^1H$-NMR 스펙트럼을 통하여 구조 분석을 하였고 GPC를 통하여 분자량을 측정하였다.

PLA-POE-PLA 블록공중합체 분산액에 의한 생체적합성의 평가 및 특성 (Characterization and Biocompatibility with Dispersed Solutfon of PLA-POE-PLA Block Copolymer)

  • 이찬우;김홍;송경헌;문성일
    • 폴리머
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    • 제26권2호
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    • pp.174-178
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    • 2002
  • 조성비가 서로 다른 각종의 PLLA-POE-PLLA와 PDLA-POE-PDLA블록공중합체의 합성을 실시하여 모든 공중합체를 고수율이며 다분산도가 현저하게 작은 생성물을 얻었으며, 그 결과 체온 부근인 $37^{\circ}C$에서는 0.1 g/mL PLLA-POE-PLLA 분산액과 0.1 g/mL PDLA-POE-PDLA의 혼합분산액에서 겔의 형성이 관찰되었다. 또한 PLLA-POE-PLLA분산액과 비교하여 PLLA-POE-PLLA분산액과 PDLA-POE-PDLA분산액을 혼합한 분산액의 흐림점이 높아지는 것을 확인하였으며 고농도일수록 흐림점이 낮아지는 현상도 확인되었다.

PS-PB-PS 삼블럭 공중합체 박막형판에서의 금의 자기응집에 의한 Nano-Scale 패턴형성 (Nano-Scale Patterning by Gold Self-Assembly on PS-PB-PS Triblock Copolymer Thin Film Templates)

  • Kim, G.;Libera, M.
    • Elastomers and Composites
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    • 제34권1호
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    • pp.45-52
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    • 1999
  • 본 논문에서는 미세 상분리된 블럭 공중합체 박막의 특이상에서 금 입자들이 어떻게 자기응집(self assemble) 되고 잘 배열된 패턴을 형성하는지를 살펴보았다. 본 연구에서는 원통형 모폴로지를 갖는 PS-PB-PS 삼블럭 공중합체(30wt% PS) 박막(${\sim}100nm$)을 0.1wt% 톨루엔 용액으로부터 캐스팅하여 고분자 박막 형판(template)으로 사용하였다. 각각의 상이한 용매 증발조건으로부터 PB matrix내에 수평배열 PS cylinder와 수직 PS cylinder를 함께 갖는 막이 얻어졌다. 블럭 공중합체박막의 표면 및 bulk 몰폴로지를 살펴보기 위하여 단면투과전자현미경(TEM)을 사용하였다. Nano-scale 패턴을 얻기 위하여는 소량의 금입자를 블럭 공중합체 박막상에 증발시켰다. 캐스팅된 상태 그 대로의 박막형판이 사용되어질때 금입자들은 표면 장력이 적은 PB상에 우선적으로 자기응집(self as-semble)하여 비교적 잘 배열된 nano-scale의 패턴을 형성하였다. 그러나 열처리(annealing)에 의하여 표면장력이 적은 PB-rich충이 형성된 후에는 금입자의 자기응집에 의한 패턴은 관찰되지 않았다.

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자기조립 블록공중합체와 이산화티타늄으로 구성된 하이브리드 나노 박막의 모폴로지에 미치는 고분자의 조성, 용매의 선택성 및 첨가제의 영향 (The Effects of Composition, Solvent Selectivity, and Additive on the Morphology of Hybrid Nano Thin Films Composed of Self-Assembled Block Copolymer and Titanium Dioxide)

  • 장윤희;차민아;김동하
    • 폴리머
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    • 제32권5호
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    • pp.465-469
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    • 2008
  • 블록 공중합체의 자기조립현상과 졸-겔 공정을 결합하여 나노크기 수준에서 다양한 형태를 발현하는 블록공중합체-이산화티타늄 하이브리드 박막의 모폴로지를 제조하였다. 모폴로지 변화를 일으키는 요소로서 블록 공중합체의 조성, 용매의 선택성과 첨가제에 의한 영향을 고려하였으며, 모폴로지 변화에 따른 이산화티타늄의 발광 효율 변화 또한 확인하였다. 폴리스티렌-폴리4비닐피리딘 이중블록공중합체는 용매와 두 블록간의 상대적인 친화성에 따라 미셀과 나노선 형태로 자기조립이 가능하며, 이산화티타늄의 전구체인 티타늄 테트라아이소프로폭시드는 폴리4비닐피리딘블록의 질소 원소와 결합한다. 블록 공중합체/졸-겔 전구체 혼합 용액에 제3의 성분인 3-펜타데실페놀을 첨가하면 블록의 상대적인 부피 비율의 변화를 야기하여 모폴로지 변화를 일으킨다. 다양하게 변화하는 모폴로지에서 이산화 티타늄의 형광 효율이 변화함을 확인하였다.

폴리아릴레이트-나일론 6 블록공중합체 : 합성 및 폴리아릴레이트 혹은 나일론 6 단일중합체와의 상용성 (Polyarylate-Nylon 6 Block Copolymers : Synthesis and Its Miscibility in Binary Blends with Polyarylate or Nylon 6 Homopolymer)

  • 안태완;이석민;정한모;이상원
    • 공업화학
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    • 제4권2호
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    • pp.349-357
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    • 1993
  • Hydroxy-difunctional polyarylate(PAR) 올리고머와 toluene diisocyanate를 반응시켜 합성한 고분자 활성체를 사용하여 ${\varepsilon}$-caprolactam을 음이온 중합하여 다양한 블록길이의 PAR-nylon 6 블록공중합체들을 합성하였다. 합성한 블록공중합체들의 열적성질을 differential scanning calorimeter(d.s.c.)로 측정한 결과, 블록공중합체를 구성하는 PAR 블록과 nylon 6 블록은 부분적 상용성을 가졌으며, 그 정도는 블록의 길이가 짧을수록 컸다. PAR-nylon 6 블록공중합체와 PAR 혹은 nylon 6 homopolymer와의 이원블렌드에서 PAR homopolymer와 PAR 블록, nylon 6 homopolymer와 nylon 6 블록 사이의 분자수준의 섞임을 시사하는 거동을 d.s.c.로 관찰할 수 있었다.

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Poly(Ethylene Glycol)-branched Polyethylenimine-poly(L-phenylalanine) Block Copolymer Synthesized by Multi-initiation Method for Formation of More Stable Polyelectrolyte Complex with Biotherapeutic Drugs

  • Park, Woo-Ram;Na, Kun
    • Journal of Pharmaceutical Investigation
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    • 제41권2호
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    • pp.95-102
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    • 2011
  • An amphiphilic cationic branched methoxy poly (ethylene glycol)-branched polyethylenimine - poly(L-phenylalanine) (mPEG-bPEI-pPhe) block copolymer was successfully synthesized by ring-opening polymerization (ROP) of N-carboxyanhydride of L-phenylalanine (Phe-NCA) with mPEG-bPEI for the preparation of more stable polyelectrolyte complex (PEC) included a hydrophobic interaction. mPEG-bPEI was firstly prepared by the coupling of mPEG and bPEI using hexamethylene diisocyanate (HMDI). The structural properties of mPEG-bPEI-pPhe copolymers were confirmed by $^1H$ NMR. The copolymers exhibited a self-assemble behavior in water above critical aggregate concentration (CAC) in the range of 0.01-0.14 g/L. The CAC of copolymers obviously depended on the hydrophobic block content in the copolymers (the value decreased with the increase of the pPhe block content). The cationic copolymers have the ability to form multi-interaction complex (MIC) with bovine serum albumin (BSA) and plasmid DNA through multi-interaction (electrostatic and hydrophobic interaction). The physicochemical characterization of the complex was carried out by the measurement of zeta potential and particle size. Their zeta-potentials were positive (approximately +10 mV) and their sizes decreased with increasing pPhe contents in the copolymers (PPF/BSA wt% ratio = 2). The complex showed good stability at high ionic strength. Therefore, mPEG-bPEI-pPhe block copolymer was considered as a potential material to enhance the stability of complex including biotherapuetic drugs.