폴리카보네이트 공중합체 및 반응성 말단 올리고머의 합성 및 분석 = Synthesis & characterization of polycarbonate copolymers & end-functional oligomer

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Polycarbonates copolymers were prepared by melt polymerization using biphenyl or naphthalene diol comonomer with BPA, and the molecular structure and composition were analyzed by 1H NMR. The copolymers possessed enhanced thermal stability as determined by increased glass transition temperature and thermal decomposition temperature from DSC and TGA analysis, respectively.
Also polycarbonate oligomers of different molecular weight, containing hydroxy end-group, were synthesized by changing monomer stoichiometry in modified reaction conditions and used for further epoxidation to prepare reactive polycarbonate oligomers. FT-IR and 1H NMR was used for the sturctural analysis and molecular weight was determined by GPC. These end-functional PC oligomers have potential to be used in preparing PC thermosetts or nanohybrids with improved dimensional stability. In addition, commercial PC (Mw = 64,000) was reacted with ethynyl aniline at different reaction temperature to prepare PC oligomers with reactive phenyl acetylene end. Depending on the reaction temperature, depolymerization seemed to occur to give a serious of oligomers with reduced molecular weight, which was analysed by using GPC.

국문 초록 (Abstract)

다양한 방향족 diol 공단량체를 도입한 polycarbonate (PC) 공중합체를 용융중합방법을로 합성하고 1H-NMR을 이용하여 구조와 조성을 확인하였다. 방향족 공단량체인 biphenyl 또는 naphthalene diol을 도입한 PC의 열적 성질이 향상된 것을 DSC 와 TGA 분석을 통해 알 수 있었다.
한편 단량체의 몰비를 조절함으로써 말단에 하이드록시기을 갖는 분자량 수 천의 polycarbonate oligomer를 합성하여 그 구조와 열적특성을 확인하였고, 제조된 PC 올리고머의 하이드록시 말단을 epichlorohydrin과 반응시켜 Epoxy group으로 전환하였다. 이들 유도체의 구조를 FTIR과 1H-NMR을 이용하여 구조를 확인하였고, GPC를 이용하여 분자량을 측정하였다. 또한 분자량 64,000의 polycarbonate와 4-ethynyl aniline의 반응을 통해 반응성 PC oligomer를 합성하고자 하였으며 depolymerization에 의한 저분자량의 PC 올리고머 생성을 GPC로 확인하였다. 이들 반응성 말단기를 갖는 PC 올리고머는 우수한 수치안정성을 갖는 열경화성 PC 나 나노하이브리드를 제조하는데 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서 론 1
• 2. 이론적 배경 3
• 2. 1 플랙서블 디스플레이 3
• (1) 플렉서블 디스플레이의 발전 방향 3
• (2) 플랙서블 디스플레이의 플라스틱 기판 및 내열성 4
• (3) 플라스틱 기판의 고분자 필름(Bare film) 제조 공정 7
• 2. 2 Polycarbonate 8
• (1) 폴리카보네이트의 기술개발 및 용도개발의 역사 9
• (2) Polycarbonate의 특성 9
• 가. 기계적 특성 11
• 나. 투명성 12
• 다. 열 안정성 12
• 라. 내마모성 및 마찰계수 13
• (3) 폴리카보네이트의 용도 및 용도별 요구 물성 14
• (4) 폴리카보네이트의 제법 16
• 가. Bisphenol-A의 합성 16
• 나. 계면 중축합법(Interfacial polycondensation) 16
• 다. 용융중합(melt polycondensation) 17
• 라. 용융중합 시 부반응 19
• (5) Epoxy 수지 21
• 3. 실 험 23
• 3. 1. 시료 및 시약 23
• 3. 2. 분석 및 측정 24
• (1) 적외선 분광분석(FT-IR) 24
• (2) 핵자기 공명 분광분석(1H-NMR) 24
• (3) 열중량 분석(TGA) 24
• (4) 시차주사 열중량분석(DSC) 24
• (5) 겔 침투 크로마토그래피(Gel Permeation Chromatography, GPC) 24
• 3. 3. Polycarbonate 합성 25
• (1) Synthesis of BPA or Co-polycarbonate 25
• (2) Bisphenol-A PC oligomer의 합성 27
• (3) Epoxy terminated Bisphenol-A PC oligomer의 합성 28
• (4) 4-Ethynyl aniline terminated Bisphenol-A PC의 합성 29
• 4. 결과 및 고찰 30
• 4. 1. Synthesis of BPA- and Co-polycarbonate 30
• 4. 2. Synthesis of PC oligomer and End-functionalization 35
• 4. 3. 4-Ethynyl aniline terminated PC oligomer의 합성 40
• 5. 결 론 43
• 6. Reference 44
• ABSTRACT 46