[고분자재료설계 레포트] PART 2 (고분자 고차구조를 설계, 고분자 블렌드의 벌크 상 거동, 나노 고차 구조 morphology 도출)

소개글

[고분자재료설계 레포트] PART 2 에 대한 레포트 입니다.

블록공중합체의 블록 사이에서의 비친화에 인한 상 분리 현상에 대한 고분자계의 고차구조를 설계와
고분자 블렌드의 벌크 상 거동과 고분자 재료의 나노 고차 구조 morphology 도출에 대하여 작성하였습니다.

도움이 되었으면 좋겠습니다.

목차

1. 개요

2. 이론적 배경
2-1. 고차 구조와 블록공중합체
2-2. 자기조립 (self-assembly)
2-3. 고분자 블렌드
2-4. 블록공중합체의 상 분리 현상
2-5. 이중블록공중합체
2-6. 삼중블록공중합체

3. 고분자 블렌드의 벌크 상 거동 설계 조건

4. 블록공중합체계의 선정 및 고차구조의 설계 조건

5. 결과 및 논의
5-1. 분자 변수 및 제반 변수 (변인 통제)
5-2. 이중 블렌드의 벌크 상 도 및 상 거동 논의
5-3. 블록공중합체계의 나노 구조 도출 및 물성-구조 상관관계 논의
5-3-1. 블록공중합체계의 나노 구조 도출
5-3-2. 물성-구조 상관관계 논의

6. 결론

7. 참고문헌

본문내용

1. 개요

고분자 재료의 고차 구조란 자연계 및 인공적으로 존재하는 대부분의 고분자 집합체가 다양한 목적과 기능을 수행하기 위하여 저차 구조들의 자기조립으로 거대한 집합체 구조를 형성하는 것을 의미한다. 블록공중합체는 화학적으로 구별되는 단량체 단위가 중합체 사슬을 따라 개별 블록으로 그룹화가 되는 특정 종류의 공중합체로 고차 구조이다. 이는 보통 블록 간의 비친화로 인하여 역시 상 분리 현상을 보이는데 사슬이 연결되어 있는 이유로 nm 단위의 미세 상 분리를 발현하며 이를 통하여 다양한 나노 크기의 morphology를 보인다. 본 설계에서는 이에 대한 고분자계의 고차구조를 설계하여 고분자 블렌드의 벌크 상 거동과 고분자 재료의 나노 고차 구조 morphology를 고찰 및 분석하겠다.

Task 1로서 ‘조준한’교수 연구실에서 제작된 고분자 블렌드의 상 분리 구름점(cloud point) 계산 코드를 이용하여 주어진 사슬 길이에 따라 고분자 블렌드의 상 도(phase diagram)를 구축하여 단량체 간 비친화 에너지가 블렌드의 거대 상 거동에 미치는 영향과 역할을 설계하여 보겠다. 그리고 Task 2로서는 동일 연구실에서 자체 제작된 블록공중합체 고차구조 설계 코드를 이용하여 삼원블록공중합체 벌크, 박막 및 미셀의 나노구조를 단량체 간 비친화 에너지를 포함한 여러 분자변수 제어를 통하여 설계하고 이에 대하여 나노구조 시각화를 한 뒤 분석하겠다.

2. 이론적 배경

2-1. 고차 구조와 블록공중합체

고분자 재료의 고차 구조란 자연계 및 인공적으로 존재하는 대부분의 고분자 집합체가 다양한 목적과 기능을 수행하기 위하여 저차 구조들의 자기조립으로 거대한 집합체 구조를 형성하는 것을 의미한다. 본 설계에서는 블록공중합체(BCP, block copolymer)를 중심으로 설계를 진행을 하였다. 블록공중합체는 화학적으로 구별되는 단량체 단위가 중합체 사슬을 따라 개별 블록으로 그룹화가 되는 특정 종류의 공중합체이다.

참고 자료

CLEAN PNG, phase diagram triangle, https://www.cleanpng.com/
조준한, “고분자재료설계”, 단국대학교, (2020.09-2020.12).
윤창한, “고분자공학 2 : 고분자의 구조 및 특성”, 한경대학교, (2015).
Hongbo Feng 외 4명, “Block Copolymers : Synthesis, Self assembly, and Applications”, Polymers, 494, (2017. 09)
Kim Hong Sung, “고분자 화학”, 부산대학교, (2015). http://www.kocw.net/home/search/kemView.do?kemId=1107584
김진곤, “블록공중합체(BCP)의 원리 및 응용”, NEWS & INFORMATION FOR CHEMICAL ENGINEERS, 28(6), 703, (2010).
포스텍 기초과학연구원 복잡계자기조립연구단, “자기조립의 한계에 도전, 세계적 연구센터로 도약”, 화학세계, 34, (2014. 05)
이준영과 장태현, “삼중블록 공중합체의 미세구조”, Polymer Science and Technology, 23(5), 525, (2012)