Poly(ethylene glycol)methyl ether(MPEG)와 dimethylphenoxy 팬던트 그룹을 갖는 polybenzoxazoles(PBOs)의 중합 전구체인 poly(o-hydroxyamides)(PHAs)를 저온 용액 중축합에 의해서 합성하였다. 합성된 중합 전구체들의 고유점도는 $0.51\~2.31$의 값을 나타내었다. 중합전구체는 FT-IR, $1H-NMR$, DSC, 그리고 TGA를 이용하여 특성을 조사하였다. MPEG단위를 갖는 PHAs는 MPEG의 분자량이 증가할수록 용매특성이 증가하는데, 특히 분자량이 1100인 MPEG를 갖는 PHA의 경우 aprotic 용매뿐만 아니라 에탄올, 메탄올, H,0에도 용해되었으나, 열적 고리화 반응에 의해 PBOs로 전환되면 어떠한 용매에도 용해되지 않았다. 그리고 MPEG만을 갖는 중합 전구체의 경우, MPEG의 분자량이 증가할수록 고리화 반응온도는 감소함을 확인할 수 있었다.
고분자 주사슬에 벌키한 그룹과 ether 연결고리를 갖는 방향족 polyhydroxyamides (PHAs)를 저온 용액 중축합에 의해 합성하였다. FT-IR, $^{1}H-NMR$, DSC, 그리고 TGA를 이용하여 이 공중합체들의 특성을 조사하였다. 공중합체들은 열적 고리화 반응에 의해 polybenzoxazoles(PBOs)로 완전히 전환되었고, 흡열피크는 $220{\sim}400^{\circ}C$의 범위에서 관찰되었다. 주사슬에 에테르와 벌키한 그룹의 도입은 DMSO와 DMF와 같은 aprotic 용매들에서 PHAs의 용매특성을 향상시켰으나, PBOs는 어떠한 일반 용매에도 용해되지 않았다. 2,6-dimethyl phenoxy 팬던트와 2,3-dihydroxypyridine 고리를 갖는 PBO 5와 2,6-dimethylphenoxy 팬던트와 2,3-dihydroxyquinoxaline 고리를 갖는 PBO 6을 제외한 모든 PBOs는 $149{\sim}217^{\circ}C$ 영역에서 유리전이온도($T_g$)를 보였다. TGA 분석에서 대부분의 PBO들은 질소분위기하에서 $400^{\circ}C$까지 안정함을 보였다. 2,6-dimethylphenoxy 팬던트와 2,3-dihydroxypyridine 고리를 갖는 PHA 5와 PBO 5의 최대중량손실 온도는 각각 $707^{\circ}C$와 $683^{\circ}C$로 가장 높은 값을 보였다. PBOs는 질소분위기하의 $900^{\circ}C$에서 $63{\sim}70%$ 범위의 상대적으로 높은 차 수득율을 보였다.
일련의 방향족 polyhydroxyamides(PHA)를 저온 용액 중축합으로 합성하였다. 이들 중합체들은 FT-IR, $^1H-NMR$, DSC, TGA 그리고 PCFC를 이용하여 특성들을 조사하였다. PHA 중합체들의 고유점성도는 DMAc 용매 하에 $35^{\circ}C$에서 $0.5{\sim}1.1dL/g$의 값을 나타내었다. PHA 3을 제외한 중합체들은 N,N-dimethylacetamide(DMAc), N-methyl-2-pyrrolidone(NMP), N,N-dimethylformamide(DMF) 등과 같은 극성 유기 용매에 용해되었지만, 열적 고리화 반응에 의해 전환된 polybenzoxazoles(PBOs)는 용해되지 않았다. PBO 3을 제외한 PBO 중합체들에서는 DSC에서 $200{\sim}246^{\circ}C$의 유리전이온도($T_g$)를 보였고, TGA에서의 최대분해온도는 질소 분위기 하에서 $597{\sim}697^{\circ}C$의 범위를 보였다. PBO 중합체들은 $51{\sim}64%$의 높은 차 수득률을 보였다. PCFC에서 PBOs의 heat release(HR) capacity는 $8{\sim}65J/gK$의 값을 보였고, total heat release(total HR)의 값은 $2.4{\sim}4.7kJ/g$을 보였다.
Wholly aromatic polybenzoxazoles(PBO) are well established as high performance materials with excellent thermal stability and mechanical properties. Heterocyclic precursor polymers such as polyhydroxyamides(PHA) have been interested in the field of high performance flame retardant polymers.[1] Precusor polymers have the advantages that they are easier to process, don't require strong solvents and can adsorb large amounts of heat energy during the cyclization process. (omitted)
Kim, Hae-Young;Kim, Myung-Kyoon;Baik, Doo-Hyun;Simon Kantor
한국섬유공학회:학술대회논문집
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한국섬유공학회 1998년도 가을 학술발표회논문집
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pp.37-40
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1998
Aromatic polybenzoxazoles have been known since 1964 as a class of aromatic heterocyclic polymers that exhibit excellent thermal stability. Polyhydroxyamides (PHA), precursor polymers to PBO, can cyclize to farm stable heterocyclic polymers with the simultaneous release of small molecules, which can be expected to act as a fire quencher. (omitted)
Kim, Myung-Kyoon;Kim, Hae-Young;Baik, Doo-Hyun;Simon Kantor
한국섬유공학회:학술대회논문집
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한국섬유공학회 1998년도 가을 학술발표회논문집
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pp.41-44
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1998
Wholly aromatic polybenzoxazoles (PBO) are well established as high performance materials with excellent thermal stability and mechanical properties. Heterocyclic precursor polymers such as polyhydroxyamides (PHA) have been interested in the field of high performance flame retardant polymers. The PHAs can be converted to PBOs when ignited. (omitted)
Polyhydroxyamides derivatized with trifluorormethyl ether and trifluoromethyl ester groups were investigated as possible candidates for a new flame retardant polymer. Model compounds for these derivatized polyhydroxyamides were synthesized and their cyclization chemistry was investigated. The model compound study revealed that trifluorornethyl ester group containing model compounds can cyclize on heating, while trifluoromethyl ether group containing model compounds cannot. The non-fluorinated ether and ether derivatives behaved similarly. The trifluoromethyl ester derivatized polyhydroxyamides were synthesized according to the procedures for the model compounds. TGA characterization revealed that the fluorinated polymers have nearly same thermal stability as the underivatized PHA after cyclization.
Park, Sang-Hyuk;Kim, Se-Hoon;Seo, Jang-Won;Park, Soo-Young
Macromolecular Research
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제16권5호
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pp.385-395
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2008
Synthesis and properties of novel excited-state intramolecular proton transfer (ESIPT) materials, recently developed in our group, are described. Highly efficient ESIPT reaction, achieved in polyquinolines, polybenzoxazoles, and oxadiazole and imidazole derivatives possessing an intramolecular tautomerizable hydrogen bond, has been investigated theoretically and experimentally. It is demonstrated that unique properties arising from the ESIPT process (large Stokes' shift, no self-absorption, and easy population inversion, etc.) make it possible to produce advanced polymer devices for lasing, optical storage, and electroluminescence.
3,3'-dihydroxybenzidine 과 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl)hexafluoro-propane을 포함하는 두가지 타입의 bis(o-aminophenol)s 과 imide-diacids 를 직접 축 중합하여 imide 고리를 포함한 새로운 방향족 polyhydroxyamides(PHAs)을 합성하였다. 모든 중합체들은 FT-IR, FT-NMR, DSC 및 TGA를 이용하여 조사하였다. 중합체들의 고유점도는 $35^{\circ}C$의 DMAc 용액에서 측정하였으며, 0.49-1.13 dL/g 을 보였다. PHA 1을 제외한 PHA 2 와 3은 DMF, DMAc, NMP 등 극성 용매에 잘 용해되었으며, 6F 그룹이 포함된 PHA 4, 5, 및 6은 극성이 낮은 용매에 대해서도 좋은 용해도를 보였다. 반면에 polybenzoxazoles(PBOs)은 황산에 일부 용해되는 것 외에 다양한 용매에도 용해되지 않았다. 질소분위기 하에서 PBO 1, 2, 3의 최대 열분해온도는 $650-656^{\circ}C$ 범위의 값들을 보였고, char 수득율도 57.4-61.9 %로 비교적 높은 값을 보였다. 이로부터 고분자 주 사슬에 imide 혹은 diimide 고리의 도입은 PHA 혹은 PBO의 열안정성을 높이는데 효과적임을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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