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        • KCI등재

          폴리에틸렌글리콜이 그래프트된 폴리실세스퀴옥산 기반 형상기억고분자

          박한음,이지원,채정완,상정선,오경화,박주현 한국고분자학회 2019 폴리머 Vol.43 No.1

          Shape memory polymers that can be contracted or expanded on external environmental stimulus such as temperature or pH variation have been one of the most important materials for biomedical or smart fiber applications. In this study, we prepared polymers that presented shape memory characteristics at a low temperature by introducing a poly(ethylene glycol) (PEG400) with a melting temperature of 4 oC into the structure units of the polymers. We first synthesized polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS) grafted with PEG400, followed by cross-linking reaction with a linear polyurethane that had diisocyanates at both chain ends and structure units of PEG400. The resulting network polymer presented a shape memory effect at its glass transition temperature around the melting point of PEG400 as confirmed by dynamic mechanical analysis. Keywords: shape memory polymer, 온도 또는 pH 변화와 같은 외부자극에 의해 형상이 수축 또는 팽창될 수 있는 형상기억고분자는 약물전달체와 같은 의공학분야와 스마트섬유와 같은 의류산업 분야에서 핵심적인 역할을 하는 중요한 소재이다. 본 연구에서는 실생활에 적용가능한 온도에서 팽창하거나 수축하는 형상기억고분자 섬유에 대한 기초연구로서 섭씨 4도에서 융점을 보유하는 폴리에틸렌글리콜(PEG400)을 분자구조 내에 도입하여 저온에서 형상기억 특성을 보유한 소재를 구현하고자 하였다. 이를 위해 먼저 PEG400이 그래프트된 폴리실세스퀴옥산을 합성하고 이를 양말단이 디이소이아네이트기이고 PEG400 반복구조를 보유한 선형폴리우레탄고분자와 가교반응시켜 네트워크 고분자를 제조하고 특성을분석하였다. 결과적인 네트워크 구조 고분자의 형상기억특성을 동적-기계적으로 분석한 결과 PEG400의 융점에서네트워크 고분자의 유리전이가 발생하고 변형된 형상이 원래의 형상으로 회복되는 것을 확인하였다.

        • KCI등재

          고분자를 이용한 Adefovir Dipivoxil과 Suberic Acid의 공결정 제어

          정성엽(Sung Yup Jung),김일원(Il Won Kim) 한국고분자학회 2013 폴리머 Vol.37 No.5

          고분자가 adefovir dipivoxil(AD)과 suberic acid(SUB)의 공결정 형성에 미치는 영향을 연구하였다. 고분자 첨가제는 poly(ethylene glycol)(PEG)과 poly(acrylic acid)(PAA)를 이용하였다. 용액에서 AD와 SUB를 혼합한 후에 고분자를 첨가하여 공결정을 제조했을 때는, 고분자의 영향은 결정모양과 결정성을 일부 변화시키는 것에 한정되었는데, 이러한 영향은 고분자 없이도 용액에 과량의 SUB를 이용하거나 용매첨가 분쇄법으로 유도할 수 있었다. 한편,용액에서 AD와 고분자를 혼합한 후에 SUB를 첨가하여 공결정을 제조했을 때는, PEG의 경우 공결정의 변화를 훨씬 효과적으로 유도하였는데 결정성을 기준으로 같은 농도에서 3배 이상의 효과를 보였다. 또한 PAA의 경우에는결정의 형성을 완전히 억제하는 효과를 보였다. 본 연구의 결과는 공결정 형성에 미치는 고분자의 영향을 단순히혼합순서를 바꾸어서 조율할 수 있는 예를 보여 주었다. The effects of polymers on the cocrystallization of adefovir dipivoxil (AD) and suberic acid (SUB) were investigated. The polymeric additives in the present study were poly(ethylene glycol) (PEG) and poly(acrylic acid) (PAA). When the polymers were added to the solution of AD and SUB, their effects were limited to the morphology and crystallinity of the AD/SUB cocrystal, which could be also achieved without polymeric additives by the excess amount of SUB in the solution or through the solvent-assisted grinding. When the polymers were mixed with AD before adding SUB in the solution, PEG was dramatically more effective at the same amount with possible alteration of the cocrystal structure. Also, PAA completely inhibited the formation of crystals. The present study demonstrated that the effects of polymers on the cocrystallization could be tuned by simply modifying the mixing strategy.

        • KCI등재

          고리형 황화물을 포함하는 폴리아크릴레이트 합성과 설폭사이드 및 설폰 변환을 통한 굴절률 변화

          허기석(Gisuk Heo),김새미(Saimi Kim),도정윤(Jung Yun Do) 한국고분자학회 2016 폴리머 Vol.40 No.3

          황을 포함하는 고리형 아크릴레이트 단분자를 사용하여 고굴절률의 공중합 아크릴고분자 4종을 합성하였다. 황을 포함한 7-각 고리, 1,3-dithiane, 1,3-dithiolane 유도체를 사용하여 4가지의 아크릴 단분자를 합성하였고, 이를 methyl methacrylate(MMA)와 중량비로 3:7의 공중합고분자를 합성하였다. 오존(O₃)과 3-chloroperoxybenzoic acid (m-CPBA)를 사용하여 고분자에 포함된 황을 산화시켜 각각 SO와 SO₂를 갖는 고분자를 얻었다. 적외선 흡수 분광법(FTIR)과 수소핵자기공명분광(1H NMR) 분석을 통해 이러한 산화반응이 선택적으로 잘 진행되었음을 확인하였다. 합성된 고분자에 포함된 황의 함량에 따라 굴절률이 증가되는 것을 관찰하였다. 황이 SO로 산화되었을 때는 고분자의 굴절률이 증가하였고 SO₂로 산화되었을 때는 크게 감소하였다. SO₂를 갖는 단분자로 합성된 고분자와, 고분자의 산화로 SO₂ 를 갖는 고분자가 서로 유사한 성질을 보임으로써 고분자에 존재하는 황이 대부분 산화되었음을 확인하였다. 황산화 반응을 통해 고분자의 Abbe number는 증가되었다. 파장에 따른 굴절률을 계산하였고 산화반응을 통한 굴절률 변화가 모든 파장에 대해 유사하게 일어났음을 확인하였다. Polyacrylates with pending alkylsulfur groups were prepared to examine the changes in refractive index (RI) induced by sulfur oxidation. Four methacrylate monomers having cyclic alkylsulfur groups, such as 1,3-dithiane and 1,3- dithiolane derivatives, and 3,6-dithiacycloheptanol were developed. The monomers were copolymerized with methyl methacrylate through a radical polymerization. Oxidation of the prepared sulfur-polymers by O₃ and 3-chloroperoxybenzoic acid led to the formation of the corresponding SO and SO₂-polymers, respectively. The selective transformation of sulfur occurred completely and confirmed by FTIR and 1H NMR analysis. The RI of the polymer increased and decreased due to the formation of SO and SO₂, respectively. The SO₂-polymer exhibited a RI comparable to a polymer that was prepared using a sulfone-monomer. The Abbe number of the polymer increased after oxidation. The RI dispersion over various wavelengths was compared before and after oxidation.

        • SCIESCOPUSKCI등재

          양이온 아크릴고분자에 결합된 로다민 화학센서 개발과 구리(Ⅱ)이온의 선택적 검출

          안성진(Sungjin Ahn),신상빈(Sang Bin Shin),조혁이(Hyeok-yi Jo),도정윤(Jung Yun Do) 한국고분자학회 2018 폴리머 Vol.42 No.5

          금속의 선택적 검출을 위한 수용성 로다민 발색제와 수용성 고분자결합에 결합된 발색제를 개발하였다. 술폰염을 포함하는 알킬케톤과 로다민의 하이드라자이드의 이민형성 반응으로 수용성 발색물질이 합성되었다. 알킬사슬에 황원자가 도입된 로다민 발색제는 구리(Ⅱ)이온에 강한 선택성을 보였다. 알킬케톤으로 유도된 아크릴 단분자와 양이온 아크릴 단분자 methacrylatoethyl trimethylammonium chloride(AETMA)로부터 공중합 고분자를 합성하였고, 이에 로다민을 도입하여 로다민 결합 수용성 고분자를 제조하였다. 고분자의 점도측정을 통한 평균분자량은 6.5×10<SUP>4</SUP> g/mol이었으며 약 5 mol%의 로다민을 함유하였다. 고분자에 결합된 아마이드 작용기는 금속과 결합하는 성질 때문에 금속 발색제 로다민의 검출능력을 저하시킨다. 로다민결합 고분자의 구리(Ⅱ)이온에 대한 높은 선택성을 흡수분광분석을 통해 관찰하였다. 구리(Ⅱ)이온 검출에서 흡광도는 10일 이상 동안 지속적으로 상승하는 특성을 보였다. 로다민 유도체의 수은에 대한 약한 감응특성은 고분자 결합을 통해서 부분적으로 향상되었다. Water-soluble rhodamine and polymeric chemosensors were developed for copper detection. A new rhodamine derivative was synthesized through imine formation of rhodamine-hydrazide and a ketone carrying sulfonium salt, and a sulfide linkage for selective Cu2+ sensing in water. A copolymer of a ketone-acrylate with methacrylatoethyl trimethylammonium chloride was synthesized, which was treated with rhodamine-hydrazide to generate a polymeric sensor. The viscosity average molecular weight of the polymer was 6.5×10<SUP>4</SUP> g/mol. The polymer has a rhodamine content of ca. 5 mol% through 1H NMR analysis. Amide bonds caused to decrease the metal sensitivity of the rhodamine sensor because they are capable of absorbing metal ions. The Cu<SUP>2+</SUP> sensing of the polymeric rhodamine sensor was examined with light absorption intensity at 560 nm. The slow Cu<SUP>2+</SUP> binding of the polymeric sensor was observed over 10 days. Additionally, Hg<SUP>2+</SUP> sensing activity of the polymer sensor was enhanced compared to the rhodamine sensor.

        • SCIESCOPUSKCI등재

          Reduced Recombination Losses with Enhanced Dielectric Permittivity of Donor Polymers in Polymer Solar Cells

          Namchul Cho(조남철),Tae-Dong Kim(김태동),Alex K.-Y. Jen(알렉스 젠) 한국고분자학회 2018 폴리머 Vol.42 No.4

          본 연구에서는 나이트릴 그룹을 작용기로 가지는 고분자에 전기장을 가해주어 고분자의 분극도를 높여 고분자의 유전상수를 증가시키는 연구를 진행하였다. 전자주게 고분자의 유전상수를 증가시켜 재결합에 의한 손실을 효과적으로 감소시킬 수 있었고 이로 인해 고분자 태양전지의 개방전압을 증가시킬 수 있음을 보고하였다. 이러한 결과로부터 고분자 태양전지에서 고분자의 유전상수가 가지는 중요성 및 외부 전기장에 의한 고분자의 배열을 이용한 응용분야에 대한 중요성을 밝혔다. In this work, we have demonstrated that the electric field assisted poling of the donor polymer possessing conformationally labile nitrile groups increases dipolar polarization and dielectric permittivity. We find that the enhanced dielectric permittivity of the donor polymer reduces non-geminate recombination losses in bulk-heterojunction (BHJ) solar cells (SCs), resulting in increased open circuit voltage (VOC) compared with unpoled devices. This result reveals the importance of dielectric permittivity of polymers and also signifies the promising applicability of electric field assisted poling for high dielectric polymers in BHJ SCs.

        • KCI등재

          고분자/은 혼성 나노입자의 제조 및 표면 플라즈몬 공명 현상

          어경복,김묘음,임현준,정소연,권용구 한국고분자학회 2018 폴리머 Vol.42 No.1

          Hybrid polymeric nanoparticles containing metal silver nanoparticles were successfully synthesized. Monodisperse poly(styrene-co-vinylbenzyl chloride) (PSBC) nanoparticles with an average diameter of 100-200 nm were synthesized by surfactant-free emulsion polymerization. The chlorine group on the surfaces of the PSBC nanoparticles was converted into thiol group by surface modification with thiourea. The thiol groups of the surface-modified nanoparticles with thiol group (PSBSH) were reacted with Ag+ ions to form Ag-S bonds and then produce the PSBAg hybrid nanoparticles containing Ag nanoparticles, intercalatedon to the surfaces through reduction. The successful immobilization of Ag onto the surface of the polymer nanoparticles was confirmed using various characterization tools. The surface plasmon resonance (SPR) was observed from the Ag nanoparticles of the PSBAg nanoparticles. By varying the size of the polymer nanoparticles and the amount of silver adhered onto them, the surface plasmon resonance of the nanocomposite materials was investigated. 단분산성 스타이렌-염화비닐벤젠 공중합체(PSBC) 나노입자의 표면을 개질하고 AgNO3과의 반응을 통하여Ag 나노입자가 고정화된 100-200 nm 평균 입자직경을 가지는 Ag-고분자 혼성 나노입자를 제조한다. 먼저 무유화에멀젼 중합 방법을 이용하여 단분산성 PSBC 공중합체 나노입자를 합성한 뒤, 이들 나노입자 표면의 chlorine그룹을 thiourea 등을 이용하여 thiol기로 변화, 개질(PSBSH)한다. 이들 PSBSH 고분자 나노입자와 AgNO3와의 반응을통하여 Ag입자가 표면에 고정화된 고분자-Ag 복합체(PSBAg) 나노입자를 제조하였다. Ag입자의 고정화 과정은PSBSH 나노입자 표면에서 Ag+ 이온과 표면의 thiol기와의 반응을 통하여 강한 Ag-S- 결합을 형성하고 반데르발스힘에 의해 Ag 이온들이 고분자 표면에서 환원되면서 Ag 입자가 고정화된 PSBAg 복합나노입자를 제조하였다. 고분자 표면에 은 나노 입자들이 고정된 형태의 나노 복합체의 합성과 표면구조는 SEM, TEM, XRD, FTIR, UV-Vis spectroscopy 등 다양한 분석 방법을 확인하였고, PSBAg 복합나노입자는 표면에 존재하는 Ag 입자로부터 비롯된표면 플라즈몬 공명(SPR) 현상을 확인할 수 있었고 고분자 입자의 크기와 PSBSH 고분자에 고정된 Ag 나노입자의함량의 변화에 따른 SPR 현상의 변화를 관찰하였다.

        • KCI등재

          상온 이온성 액체로 활성화시킨 고온 작동 가능한 Nafion 고분자 전해질

          이수현,임태은,박영돈,문준영 한국고분자학회 2018 폴리머 Vol.42 No.4

          Nafion polymer electrolyte, which is essential material of polymer fuel cells, is activated by water and shows conductivity. However, such aqueous electrolyte is volatile at room temperature, and the operating temperature is limited to 100 oC. In order to overcome this problem, we tried to activate Nafion polymer electrolyte by using room temperature ionic liquids. The influence of the molecular structure of room temperature ionic liquid on conductivity is evaluated by controlling ethyl, butyl, and iso-butyl groups into an alkyl group of alkylmethylimidazolium cation. Also their anion structure is controlled with tetrafluoroborate and bis[(trifluoromethyl)sulfonyl]imide. For the high conductivity of Nafion polymer electrolytes, Nafion polymer electrolytes with high conductivity and high temperature operation are studied by mixing 60-120 wt% of room temperature ionic liquids during casting of Nafion solution. 고분자 연료전지의 핵심 소재 중 하나인 Nafion 고분자 전해질은 전도성을 부여하기 위해 물을 이용하여 활성화하여 사용한다. 그러나 수용액은 상온에서도 휘발성이 있고, 끓는점이 100 oC로 제한되어 고분자 연료 전지의작동 온도 범위를 제한하는 가장 큰 이유로 지적되고 있다. 이를 극복하기 위하여, 상온에서 휘발성이 없으면서도전도성을 띠는 상온 이온성 액체를 이용하여 Nafion 고분자 전해질을 활성화하고자 하였다. 상온 이온성 액체의 구조가 전도도에 미치는 영향성을 파악하기 위해, 상온 이온성 액체의 alkyl-methylimidazolium 양이온을 기준으로alkyl기에 ethyl, butyl, iso-butyl 기를 각각 도입하고, 음이온을 tetrafluoroborate, bis[(trifluoromethyl)sulfonyl]imide) 로 제어하여, Nafion 고분자 전해질을 활성화하였다. 또한 Nafion 고분자 전해액 내에 높은 상온 이온성 액체 함침(impregnation)을 통한 높은 전도성 구현을 위하여, Nafion 용액의 casting 시 60-120 wt%의 상온 이온성 액체를 혼합하여, 높은 전도도와 고온 작동성을 갖는 Nafion 고분자 전해질을 연구하였다.

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