• 제목/요약/키워드: polymer synthesis and characterization

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메톡시폴리(에틸렌 글리콜)-폴리(카프로락톤-co-L-락타이드) 공중합체의 합성 및 특성 분석 (Synthesis and Characterization of Biodegradable MethoxyPoly(ethylene glycol)-Poly$(\varepsilon-caprolactone-co-L-lactide)$ Block Copolymers)

  • 현훈;조영호;정성찬;이봉;김문석;강길선;이해방
    • 폴리머
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    • 제30권1호
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    • pp.28-34
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    • 2006
  • 메톡시폴리에틸렌글리콜(MPEG)과 카프로락톤(CL)과 L-락타이드(LA)로 구성된 MPEG-PCLA 블록공중합체의 단량체를 다양한 비율로 $Sn(Oct)_2$의 존재 하에서 개환중합을 통해 합성하였다. MPEG-PCLA 블록공중합체의 특성은 $^1H-NMR$, GPC, DSC 그리고 XRD를 이용하여 결정하였다. 동역학적 변화를 측정하기 위하여 $Sn(Oct)_2$의 존재 하에서 MPEG-PCLA 블록공중합체의 중합 시 중합시간, 온도, 첨가하는 촉매의 양을 달리하면서 중합을 실시하였다. 그 결과 $110\;^{\circ}C$의 중합온도와 첨가하는 촉매의 양은 개시제 대비 1.2배의 경우에서 가장 높은 중합률을 보였다. 또한 합성된 블록공중합체의 수용액상에서의 시간에 따른 생분해 거동은 GPC를 이용한 분자량 분포의 비교를 통해 측정하였다. 합성된 블록공중합체의 생분해 거동을 측정한 결과 MPEG-PCLA 블록공중합체의 L-락타이드 함량이 증가할수록 생분해성도 증가하는 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 MPEG-PCLA 블록공중합체의 $Sn(Oct)_2$의 존재 하에서 개환중합을 실시함에 있어 다양한 중합조건에 따른 중합속도를 확인하였으며 MPEG-PCLA 블록공중합체는 PCLA 블록의 PCL 대비 PLA의 함량 비율에 따라 생분해 기간을 조절할 수 있는 가능성을 확인하였다.

Synthesis and Characterization of H3PO4 Doped Poly(benzimidazole-co-benzoxazole) Membranes for High Temperature Polymer Electrolyte Fuel Cells

  • Lee, Hye-Jin;Lee, Dong-Hoon;Henkensmeier, Dirk;Jang, Jong-Hyun;Cho, Eun-Ae;Kim, Hyoung-Juhn;Kim, Hwa-Yong
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제33권10호
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    • pp.3279-3284
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    • 2012
  • Poly(benzimidazole-co-benzoxazole)s (PBI-co-PBO) are synthesized by polycondensation reaction with 3,3'-diaminobenzidine, terephthalic acid and 3,3'-dihydroxybenzidine or 4,6-diaminoresorcinol in polyphosphoric acid (PPA). All polymer membranes are prepared by the direct casting method (in-situ fabrication). The introduction of benzoxazole units (BO units) into a polymer backbone lowers the basic property and $H_3PO_4$ doping level of the copolymer membranes, resulting in the improvement of mechanical strength. The proton conductivity of $H_3PO_4$ doped PBI-co-PBO membranes decrease as a result of adding amounts of BO units. The maximum tensile strength reaches 4.1 MPa with a 10% molar ratio of BO units in the copolymer. As a result, the $H_3PO_4$ doped PBI-co-PBO membranes could be utilized as alternative proton exchange membranes in high temperature polymer electrolyte fuel cells.

Synthesis and characterization of thiolated hexanoyl glycol chitosan as a mucoadhesive thermogelling polymer

  • Cho, Ik Sung;Oh, Hye Min;Cho, Myeong Ok;Jang, Bo Seul;Cho, Jung-Kyo;Park, Kyoung Hwan;Kang, Sun-Woong;Huh, Kang Moo
    • 생체재료학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.249-258
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    • 2018
  • Background: Mucoadhesive polymers, which may increase the contact time between the polymer and the tissue, have been widely investigated for pharmaceutical formulations. In this study, we developed a new polysaccharide-based mucoadhesive polymer with thermogelling properties. Methods: Hexanoyl glycol chitosan (HGC), a new thermogelling polymer, was synthesized by the chemical modification of glycol chitosan using hexanoic anhydride. The HGC was further modified to include thiol groups to improve the mucoadhesive property of thermogelling HGC. The degree of thiolation of the thiolated HGCs (SH-HGCs) was controlled in the range of 5-10% by adjusting the feed molar ratio. The structure of the chemically modified polymers was characterized by $^1H$ NMR and ATR-FTIR. The sol-gel transition, mucoadhesiveness, and biocompatibility of the polymers were determined by a tube inverting method, rheological measurements, and in vitro cytotoxicity tests, respectively. Results: The aqueous solution (4 wt%) of HGC with approximately 33% substitution showed a sol-gel transition temperature of approximately $41^{\circ}C$. SH-HGCs demonstrated lower sol-gel transition temperatures ($34{\pm}1$ and $31{\pm}1^{\circ}C$) compared to that of HGC due to the introduction of thiol groups. Rheological studies of aqueous mixture solutions of SH-HGCs and mucin showed that SH-HGCs had stronger mucoadhesiveness than HGC due to the interaction between the thiol groups of SH-HGCs and mucin. Additionally, we confirmed that the thermogelling properties might improve the mucoadhesive force of polymers. Several in vitro cytotoxicity tests showed that SH-HGCs showed little toxicity at concentrations of 0.1-1.0 wt%, indicating good biocompatibility of the polymers. Conclusions: The resultant thiolated hexanoyl glycol chitosans may play a crucial role in mucoadhesive applications in biomedical areas.

전기활성 Poly(2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid) 고분자 겔 구동기의 합성 및 특성분석 (Synthesis and Characterization of Electro-Active Poly(2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid) Polymer Gel Actuator)

  • 송영진;심우선;김홍경;김학길;최혁렬;김훈모;전재욱;이영관;남재도
    • 폴리머
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    • 제25권5호
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    • pp.736-743
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    • 2001
  • N,N-Methylenebisacrylamide (MBAA)로 가교 결합된 electro-active 고분자(EAP) (poly(2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid), PAMPS) 겔을 수용액 상에서 potassium persulfate를 개시제로 하여 라디칼 중합시켜 제조하였다. PAMPS 겔의 구동성을 부여하기 위하여 계면활성제로 팽윤하며 치환하였다. 계면활성제가 치환된 PAMPS 겔은 용액내의 인가된 전압하에서, 그 전기장 변화에 의해 큰 변위를 나타내는 구동특성을 보였다. PAMPS 겔은 빠른 응답속도와 가역적인 bending을 나타내었다. 겔의 구동원리는 양극과 PAMPS 겔 음이온간의 정전기 인력, 겔의 swelling-deswelling 효과 그리고 계면활성제의 소수성 반응의 협동적 과정으로 나타난다. PAMPS 겔의 응답속도는 인가된 전압 및 가교도가 증가할수록 증가하였으며, 구동이 반복적으로 진행됨에 따라 응답속도는 증가하였다. 겔의 두께가 증가하면 응답속도는 감소하였다.

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실리콘, 게르마늄, 주석이 결합된 고굴절률 아크릴 고분자의 합성 (Synthesis of Polyacrylates Containing Si, Ge and Sn for High Refractive Index)

  • 마해스와라;도정윤
    • 폴리머
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    • 제34권6호
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    • pp.588-593
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    • 2010
  • 실리콘, 게르마늄, 주석이 결합된 7개의 아크릴 단량체가 개발되었고 이를 광경화시킨 필름의 굴절률을 측정하였다. 공단량체로 가교도가 높은 triacrylate(Trimer)를 사용하여 형성된 공중합체의 굴절률로부터 단일중합체의 굴절률을 계산하였다. 공유 결합된 $Ph_3Si$, $Ph_3Ge$, $Ph_3Sn$은 각각 아크릴 고분자 필름의 굴절률을 향상시키는데 기여하였고 주석이 게르마늄에 비해 약간 높은 기여도로 나타났다. 주석에 의한 굴절률 향상 효과는 $Bu_3Sn$을 도입한 결과와 aliphatic acrylate의 비교로 보다 명확하게 입증되었다. 주석과 황의 안정된 결합을 이용하여 $Ph_3SnS$가 도입된 아크릴 고분자의 굴절률은 589 nm에서 1.671로 높게 측정되었다. 측정 파장으로 656, 830, 1310, 1550 nm에서도 비슷한 굴절률이 관찰되었다.

감광성 DMNB 기를 함유한 새로운 포지형 감광성 폴리이미드의 합성 및 물성 (Synthesis and Characterization of New Positive Photosensitive Polyimide Having Photocleavable 4,5-Dimethoxy-2-nitrobenzyl (DMNB) Groups)

  • 최옥자;류윤미;정민국;이명훈
    • 폴리머
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    • 제26권6호
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    • pp.701-709
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    • 2002
  • 새로운 포지티브형 감광성 폴리이미드 전체를 합성하기 위하여, 폴리아믹산의 인부 카르복시산 기를 $K_2$CO$_3$/HMPA 조건 하에서 광분해성 감광성 기인 4,5-dimethoxy-2-nitrobenzyl bromide의 반응시켜 에스테르를 형성하고 나머지 카르복시산기를 화학적 이미드화시켜 poly[imide-co-(amic ester)]를 합성하였다. 합성된 고분자의 구조는 FT-IR, $^1$H-NMR 등으로 확인하였고, DSC와 TGA를 이용하여 열적 특성을 확인하였다. 또한 이 고분자에 자외선을 조사하면 감광성 기인 4,5-dimethoxy-2-nitrobenzyl 기가 분해되어 카르복시산 기를 형성함에 따라 고분자가 알칼리 현상액에 대해 용해하였으며, 이를 이용하여 포지티브 패턴을 형성할 수 있었다. 여러가지 4,5-dimethoxy-2-nitrobenzyl ester 농도를 갖는 poly[imide-co-(amic ester)]의 겔분율 실험을 통하여 감광곡선을 얻었으며, 이를 통해 이 고분자의 감광특성을 조사하였다. 그 결과 감도는 4000~6000 mJ/$\textrm{cm}^2$ 이었으며, 조도는 3.1~4.9 정도인 것으로 확인되었다.

프탈이미드 유도체를 기본으로 하는 공액고분자의 합성과 특성, 그리고 태양전지의 적용 (Synthesis and Characterization of π-Conjugated Polymer Based on Phthalimide Derivative and its Application for Polymer Solar Cells)

  • ;하예은;김주현
    • 폴리머
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    • 제37권6호
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    • pp.694-701
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    • 2013
  • 프탈이미드 유도체와 티오펜 단량체들을 이용하여 새로운 고분자인 poly((5,5-(2-butyl-5,6-bisdecyloxy-4,7-dithiophen-2-yl-isoindole-1,3-dione))-alt-(2,5-thiophene))(T-TI24T)를 Stille법을 이용하여 합성하였다. T-TI24T의 수평균 분자량은 86500 g/mol로 매우 높으며 클로로포름, 1,2-디클로로벤젠, 톨루엔과 같은 용매에 매우 잘 용해된다. 또한 $380^{\circ}C$까지 매우 우수한 열적 안정성을 갖고 있다. T-TI24T는 꽤 낮은 호모에너지 준위(-5.33 eV)를 갖고 있다. 서로 다른 T-TI24T와 (6)-1-(3-(methoxycarbonyl)-{5}-1-phenyl[5,6]-fullerene(PCBM)의 무게비를 갖는 블렌드를 광활성층으로 하는 태양전지를 제작하여 특성을 살펴본 결과 고분자와 PCBM의 비율이 1:3일 때 가장 최적화된 결과를 보였으며, 이 때 광전변환 효율과 개방전압은 각각 0.199%와 0.99였다. T-TI24T 기반 태양전지들은 비록 매우 작은 광전변환 효율을 갖지만 잘 알려진 P3HT:PC61BM으로 구성된 태양전지와 비교해 큰 매우 큰 개방전압을 갖는다(약 0.5 V).

Synthesis and characterization of silicone-containing polyamideimide and its gas separation

  • 이용범;심진기;이영무
    • 한국막학회:학술대회논문집
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    • 한국막학회 1997년도 추계 총회 및 학술발표회
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    • pp.83-84
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    • 1997
  • 1. INTRODUCTION : Polyimides containing siloxane moiety(poly(imide siloxane), or polysiloxaneimide) have been synthesized because of their some merits over polyimide itseft. Polyimides have excellent thermal and mechanical properties but their poor solubility and processibility in their fullly imidized form give disadvantages in applications. Incorporation of siloxane units make it possible to increase solubility and processibility, and also impart impact resistance, low moisture uptake, low dielectric constant, thermo-oxidative resistance, good adhesion properties to substrate and etc.. Incorporation methods of siloxane groups into the polyimide was mainly copolymerization or terpolymerization between oligomeric dimethylsiloxane and aromatic dianhydride. A few methods of introducing siloxane units in functional groups of polyimide was reported. In our laboratory poly(amideimide siloxane) and poly(imide siloxane) were prepared and the study about their thermal kinetics was performed. In separation membrane area, polysiloxaneimides was utilized in pervaporation and gas separation. Polyimides in gas separation show high selectivity and very low permeability, and introduction of siloxane segments increase permeability with low decrease in selectivity. We aimed to introduce silicone segments into poly(amic acid) state and synthesize polymer partially imidized, and also show the gas separation characteristics of the synthesized polymer.

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Synthesis and Characterization of Phenanthrene-substituted Fullerene Derivatives as Electron Acceptors for P3HT-based Polymer Solar Cells

  • Mi, Dongbo;Park, Jong Baek;Xu, Fei;Kim, Hee Un;Kim, Ji-Hoon;Hwang, Do-Hoon
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제35권6호
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    • pp.1647-1653
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    • 2014
  • 9,10-Bis(bromomethyl)phenanthrene reacted with fullerenes via a Diels-Alder reaction to give phenanthrene-substituted fullerene mono-adducts (PCMA) and bis-adducts (PCBA) as electron acceptors for organic photovoltaic cells (OPVs). The syntheses of the fullerene derivatives were confirmed by $^1H$ $^{13}C$ NMR spectroscopy and MALDI-TOF mass spectrometry. PCMA and PCBA showed better light absorption in the UV-visible region than $PC_{61}BM$. Their electrochemical properties were measured using cyclic voltammetry. Accordingly, the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) energy levels of PCMA and PCBA were -3.66 and -3.57 eV, respectively. Photovoltaic cells were fabricated with a ITO/PEDOT:PSS/poly(3-hexylthiophene)(P3HT):acceptor/LiF/Al configuration, where P3HT and PCBA are the electron donors and acceptors, respectively. The polymer solar cell fabricated using the P3HT:PCBA active layer showed a maximum power conversion efficiency of 0.71%.

고분자전해질 막을 위한 나프탈렌 단위를 포함하는 디 및 트리 블록공중합체의 합성 및 특성분석 (Synthesis and Characterization of Di and Triblock Copolymers Containing a Naphthalene Unit for Polymer Electrolyte Membranes)

  • 김애란
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제27권6호
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    • pp.660-669
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    • 2016
  • A fluorinated-sulfonated, hydrophobic-hydrophilic copolymer was planed subsequently synthesized using typical nucleophilic substitution polycondensation reaction. A novel AB and ABA (or BAB) block copolymers were synthesized using sBCPSBP (sulfonated 4,4'-bis[4-chlorophenyl)sulfonyl]-1,1'-biphenyl), DHN (1,5-dihydroxynaphthalene), DFBP (decafluorobiphenyl) and HFIP (4,4'-hexafluoroisopropylidenediphenol). All block copolymers were easily cast and made into clear films. The structure and synthesized copolymers and corresponding membranes were analyzed using GPC (gel permeation chromatography), $^1H$-NMR ($^1H$ nuclear magnetic resonance) and FT-IR (Fourier transform infrared). TGA (Thermogravimetric analysis) and DSC (differential scanning calorimetry) analysis showed that the prepared membranes were thermally stable, so that elevated temperature fuel cell operation would be possible. Hydrophobic/hydrophilic phase separation and clear ionic aggregate block morpology was confirmed in both triblock and diblock copolymer in AFM (atomic force microscopy), which may be highly related to their proton transport ability. A sulfonated BAB triblock copolymer membrane with an ion-exchange capacity (IEC) of 0.6 meq/g has a maximum ion conductivity of 40.3 mS/cm at $90^{\circ}C$ and 100% relative humidity.