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티오카보닐티오 기능성 말단을 가지는 고분자의 반응성: 제거/전환 반응과 가역적 첨가-분해-연쇄이동 중합

전문가 제언: ○ 라디칼 중합계에 티오카보닐티오화합물을 첨가하면 이 화합물이 가역적 첨가-분해-연쇄이동(reversible addition-fragmentation-chain transfer, RAFT)을 담당하여 라디칼중합을 제어할 수 있다는 사실이 최초로 1998년에 보고되었다. 일반적으로 RAFT 과정은 단량체가 C-S결합 사이에 삽입되어 티오카보닐티오화합물, 즉 RAFT화제를 형성하여 최초에 첨가된 RAFT화제의 티오카보닐티오기가 중합체에도 그대로 유지되기 때문이다.

○ 생성된 고분자는 그 자체가 RAFT화제이므로 상응하는 성장라디칼을 안정한 형태로 보존하며 또 가역적으로 해리하여 라디칼중합 활성을 다시 가질 수 있다. 그러므로 적당한 RAFT화제를 사용하고 반응조건을 잘 선택하면 리빙 라디칼중합의 조건을 만족시킬 수 있게 된다. 이 과정을 통하여 라디칼 중합능이 있는 대부분의 단량체로부터 분자량분포의 폭이 좁은 단독중합체나 공중합체가 얻어질 수 있다.

○ 이 과정은 단량체의 다양한 기능기, 사용하는 용매와 개시제에 의해 영향을 받지 않으며 높은 수율과 반응속도도 가지고 있어 상업적인 경쟁력을 가지고 있으며 중합은 물이나 비균질 반응계(에멀젼, 미니에멀젼, 현탁)에서도 잘 진행되므로 고순도의 별모양 고분자, 블록공중합체, 마이크로 젤과 다분지 구조와 초분자 회합체 등을 제공한다.

○ 티오카보닐티오기는 다른 기능기로 전환될 수도 있으며 또 이를 이용하여 다시 중합을 개시시켜 블록이나 그라프트공중합체나 기능성 나노입자, 바이오고분자 컨주게이트 합성에 이용될 수 있는데 이를 위해서는 티오카보닐티오 말단기의 전환이 필요하다. RAFT 중합체에 포함된 티오카보닐티오 기능기는 하나의 단점으로 취급되어 왔으나 바이오의학, 광전기 및 나노기술 등에서 활용될 수 있다는 관점도 성립된다. 본고에서 이러한 RAFT화제를 사용하여 중합된 고분자의 티오카보닐티오기의 제거 및 전환반응에 관련된 최근의 연구결과는 현재 국내에서도 활발하게 연구되는 정밀라디칼 중합에 유용한 정보를 제공한다.

저자: Graeme Moad
자료유형: 학술정보