Atom transfer Radical Polymerization(ATRP) 이론적 고찰

목차

Ⅰ. ATRP1)의 정의

Ⅱ.ATRP의 사용 예
1. ATRP에 의한 polystyrene과 PEGMA2)의 Synthesis of Block copolymer
2. ATRP 의해 제조된 Acrylic poymer-Grafted MWNT3) 특성

Ⅲ. ATRP를 이용한 실험

Ⅳ. 참고문헌

본문내용

Ⅰ. ATRP1)의 정의
K. Matyjaszeski에 의하여 최초로 제안된 원자 이동 라디칼중합(Atom transfer Radical Polymerization:ATRP) 반응은 리간드를 포함하고 있는 전이금속 복합체의 비가역적인 산화-환원 평형관계에 의하여 중합반응 도중에 라디칼이 “Living성”을 띠게 되어 정지반응이 거의 일어나지 않게 되며(5%이내) 따라서 고분자 물성에 중요한 역할을 담당하는 분자량 또는 분자량분포 특성 조절이 용이하다는 특징을 갖고 있다. 또한 고분자 구조 설계가 비교적 용이하므로 다양한 종류의 유기 또는 무기 재료 표면에 특정한 고분자를 Grafting 시키는 방법으로 응용되고 있다.
고분자의 물성은 그 구조뿐 아니라 분자량 및 분자량 분포에 의한 영향도 많이 받는데 이 세 가지 요소를 원하는 대로 조절하면서 만들 수 있는 고분자 합성은 주로 음이온 중합(anionic polymerization)이나 양이온 중합(cationic polymerization) 등의 이온 중합, 전이 금속 촉매에 의한 중합(transition metal catalyzed polymerization)에 의존 해 왔다.
이 중에서 특히 음이온 중합은 분자량 분포(polydispersity)를 아주 좁게 만들 수 있으며 필요한 반응기를 원하는 위치에 도입 할 수 있다는 점에서 기능성 고분자를 만드는 중요한 방법들 중의 하나로 쓰여 왔다 그러나 이 방법은 반응성이 큰 유기 음이온을 반응 매개체로 하고 있으므로, 산소나 수분 등이 절대적으로 제거된 조건에서 합성해야 한다는 점에서 제약이 많았다.

< 중 략 >

Ⅲ. ATRP를 이용한 실험
① ATRP에 의한 polystyrene과 PEGMA9)의 Synthesis of Block copolymer 실험
1) 실험기구 및 조건
(1) Gel permeation chromatograph(GPC)를 사용하고 solvent는 THF를 사용하였다. 실험조건은 40℃에서 1 mL/min의 유속과 3 g/L 농도로 조건하였다.
(2) Gas chromatography(GC)를 사용하였으며 분석조건은 오븐 온도 150℃ injector온도 250℃로 하였고 column은 80℃에서 2분간 유지 시킨 후 13℃/min씩 온도를 올려 250℃에서 2분간 유지 하였으며 detector의 온도는 280℃로 유지 시켰다. 시간에 따른 샘플 용액은 일정량의 P-dimethoxybenzene을 내부 기준 물질(internal standard)로 첨가한다. 전환율은 일정한 농도의 P-dimethoxybenzene의 GC 상에 peak높이와 styrene monomer의 peak 높이를 비교하여 결정한다.

참고자료

· L. Xue, U. S. agarwal, and P. J. Lemstra High Molecular Weight PMMA by ATRP, Macromolecules (2002)
· J. of the Korean Oil Chemists’ Soc., 306~315 September, (2009)
· H. Hu, B. Yu, Q. Ye. Gu, and F. Zhou, Carbon (2010)
· K. Matyjaszewski and J. Xia, Chem. Rev., (2001)
· S. Lefrant, M. Baibarac, and D. R. M. walton, J. Phys. chem. B, (2005)
· 주영태 정광호 김양수 나노매뉴팩쳐링연구소 2011.4.22.
· 김상헌 ATRP에 의한 PEGMA의 Block Copolymer, 한밭대학교 응용화학과 석사 학위논문(2009)