실리카 나노 입자를 이용한 아미드-이미드 공중합물의 합성과 성질에 관한 연구
- Abstract
- Silica nano-particles are widely used in various industries because they are readily and widely available. These qualities are highly dependent on particle size and size distribution. It is an inconvenience for silica nano-particles to dry again when using it in that they cohere each other through moisture in the air. Acrylamide groups were introduced to improve a cohesiveness and copolymerized with silica nano-particles. Polyacrylamide with siloxane group copolymerized again with poly(amic acid) in order to increase thermal characteristic and their solubility.
In this study, the amide group was introduced at the end group rather than the main chain, and 3-mercaptopropyl modified silica nanoparticles, which are silica nano-particles containing amide groups, were copolymerized with acrylamide monomer. The thermal and physical properties of the polyamide-imide synthesized by copolymerization using an amine compound as a catalyst and a bromine derivative were examined.
Covalent bonding of the self-assembled monolayer on the surface of the prepared ultra-fine silica paticle was confirmed by morphology analysis and showed that the amide group effectively prevented a cohesiveness.
Synthesis and properties of prepared intermediates(yield 86∼93%) and polymers(yield 76.4∼83.5%) by DABCO and a bromine derivative was confirmed with EA, FT-IR, TGA, XPS, XRD, SEM and others. The copolymerization of amide groups was confirmed by surface analysis of the intermediates prepared with silica and acrylic amide monomers. X-ray analysis of poly(amic acid) and poly(amic acid) containing the bromine derivative to assist in the atom transfer radical polymerization showed that bromine was graft-polymerized. The polymerized materials using tertiary amines were identified and their properties were investigated by various analyzes. DSC analysis confirmed that siloxane-amide-imide block copolymers have three Tg values. It was also found that prepared copolymers have excellent thermal stabilities through TGA analysis and thermal stabilities were affected by synthesis using ATRP.
In the solubility test for the solvent, it was confirmed that the strong imide group and the siloxane segment at the end group of the copolymer had an influence on the solubility, and the solvation in the polar solvent NMP showed strong hygroscopicity in the para-para imide copolymer. Moreover, as the contact angle was reduced by such solvation, it is expected that they can be used as a substrate for electronic materials.
- Author(s)
- 민준호
- Issued Date
- 2017
- Awarded Date
- 2017. 2
- Type
- Dissertation
- Keyword
- 실리카 나노 아미드 이미드
- Publisher
- 부경대학교 대학원
- URI
- https://repository.pknu.ac.kr:8443/handle/2021.oak/13729
http://pknu.dcollection.net/jsp/common/DcLoOrgPer.jsp?sItemId=000002331128
- Affiliation
- 부경대학교 대학원
- Department
- 대학원 고분자공학과
- Advisor
- 박찬영
- Table Of Contents
- 제 1 장 서론 1
참고문헌 5
제 2 장 이론적 배경 9
2-1. 자기 조립 단분자층 9
2-2. 폴리이미드 11
2-2-1. 2단계 폴리아믹산 방법 11
2-2-2. 폴리아믹산 형성의 화학작용 13
2-2-3. 폴리아믹산 형성의 메카니즘과 속도 14
2-2-4. 폴리아믹산 합성에서 A2+B2 단계 중합 16
2-3. 폴리이미드 합성법 18
2-3-1. 폴리아믹산을 경유하는 2단계 합성법 19
2-3-2. 폴리아믹산 중합 반응 22
2-3-3. 폴리아믹산 용액의 안정성 30
2-4. 전구체(폴리아믹산 유도체)를 경유하는 합성법 31
2-4-1. 폴리아믹산염 32
2-4-2. 폴리아믹산 아킬에스테르 33
2-4-3. 폴리아믹산 아미드 36
2-4-4. 비스메틸리덴 피로메리치드에서 폴리아미드산 유도체 38
2-5. 1단계 합성법 39
2-5-1. 용매를 사용한 1단계 합성법 39
2-5-2. 고온 용액중합법 39
2-5-3. 태트라카르본산 디치오 무수물을 이용하는 방법 42
2-5-4. 이소시아네이트법을 이용한 방법 43
2-5-5. Ion액체를 이용하는 방법 43
2-5-6. 나일론염형 모노머를 경유하는 1단계중합법 44
2-6. 폴리아미드-이미드 (PAI) 48
2-6-1. 폴리아미드-이미드의 특성 48
2-7. 폴리아믹산의 이미드화 50
2-7-1. 열 이미드화 50
2-7-2. 폴리아믹산 전구체의 용액 이미드화 61
2-7-3. 열 이미드화의 메카니즘과 속도 63
2-7-4. 폴리아믹산 전구체의 화학적 이미드화 68
2-7-5. 폴리아믹산 염으로 만들어지는 폴리이미드 68
2-7-6. 열 이미드화의 특징 71
참고문헌 73
제 3 장 공중합물 말단에 기능성 실록산기를 가지는 폴리이미드의 합성 85
3-1. 서론 85
3-2. 실험 87
3-2-1. 물질과 시약 87
3-2-2. 반응 중간체 합성(MPSN, PA, PAB) 88
3-2-3. 중합체의 합성(PAMP, PABMP) 89
3-2-4. 특성 분석 90
3-3. 결과 및 고찰 91
3-3-1. 원소 분석 91
3-3-2. 적외선을 이용한 구조 해석 91
3-3-3. X-선을 이용한 결정구조 분석 94
3-3-4. DSC와 TGA를 이용한 열적 특성 97
3-3-5. XPS 분석 103
3-3-6. 용해도와 접촉각 108
3-3-7. SEM 분석 110
3-4. 결론 113
참고문헌 114
제 4 장 MPSN를 이용한 아미드-이미드 공중합물의 합성 116
4-1. 서론 116
4-2. 실험 118
4-2-1. 실험재료 118
4-2-2. 중간체 합성(MPSN, AMPSN, PA, PAB) 119
4-2-3. 중합체의 합성(PAMP, PAAMP, PABMP, PABAMP) 122
4-2-4. 특성 분석 123
4-3. 결과 및 고찰 124
4-3-1. 원소 분석 124
4-3-2. FT-IR을 이용한 분석 125
4-3-3. XRD를 이용한 결절성 분석 131
4-3-4. 열적 특성 133
4-3-5. XPS 분석 140
4-3-6. 용해도 및 접촉각 146
4-3-7. SEM을 이용한 모폴로지 관찰 148
4-4. 결론 150
참고문헌 151
제 5 장 폴리 실록산-이미드 block 공중합물의 합성 156
5-1. 서론 156
5-2. 실험 158
5-2-1. 실험재료 158
5-2-2. 반응 중간체 합성(EPSN, PA, PAB) 159
5-2-3. 중합체의 합성(PAEP, PABEP) 161
5-2-4. 특성 분석 161
5-3. 결과 및 고찰 162
5-3-1. 원소 분석 162
5-3-2. 적외선을 이용한 구조해서 해석 163
5-3-3. X선을 이용한 결정구조 분석 166
5-3-4. 열적 특성 169
5-3-5. XPS 분석 175
5-3-6. 용해도 및 접촉각 180
5-3-7. SEM 분석 182
5-4. 결론 184
참고문헌 185
제 6 장 EPSN을 기초로 한 아미드-이미드 공중합물의 합성 187
6-1. 서론 187
6-2. 실험 189
6-2-1. 실험재료 189
6-2-2. 중간체 합성(EPSN, AEPSN, PA, PAB) 190
6-2-3. 중합체의 합성(PAEP, PAAEP, PABEP, PABAEP) 193
6-2-4. 특성 분석 194
6-3. 결과 및 검토 195
6-3-1. 원소 분석 195
6-3-2. FT-IR 분석 196
6-3-3. XRD를 이용한 결정성 분석 202
6-3-4. 열적 특성 203
6-3-5. XPS 분석 210
6-3-6. 용해도 및 접촉각 216
6-3-7. SEM 분석 218
6-4. 결론 220
참고문헌 221
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