열 응답성 폴리(올리고 에틸렌글리콜 아크릴레이트)

전문가 제언

○ 스마트 고분자는 주변의 온도, 습도, pH, 광, 전장, 자장의 변화에 따라 응답하는 고분자이다. 열 응답성 고분자는 온도 변화에 따라 고분자의 물성 변화로 응답한다. 온도 변화에 응답하는 고분자는 주로 수용액 상에서 상전이를 이용하는 것이다. 가장 많이 연구된 열 응답성 고분자는 P(NIPAAm)인데 본 리뷰는 곁가지로 짧은 oligo ethylene glycol acrylate를 결합하여 LCST 거동을 주 관점으로 본 것이다.

 

○ 열응답성 고분자는 저온 임계용액 온도(LCST)나 고온 임계용액온도(UCST)를 나타내는데 주로 LCST가 쓰인다. 가장 흔한 LCST 고분자는 poly(N-substituted acrylamide), poly(vinyl amide), poly(oligoethylene glycol (meth)acrylate)이다. 이외에도 친수성-소수성 균형을 조절한 poly(vinyl ether), poly(2-oxazoline), poly(phosphoester)도 LCST 거동을 한다(M. R. Aguilar et al., introduction to smart polymers and their applications)

 

○ 울산대학교 김병수 교수는 그래핀 나노시트 표면을 ATRP 중합에 의한 poly(2-(dimethylamino)ethyl methacrylate)(PDMAEMA)의 열응답성 고분자 브러시를 입힌 하이브리드 재료는 수분산성이 개선되고 수분산액은 반복 가열 냉각으로 LCST 이하에서 분산과 LCST 이상에서 응집을 가역적으로 보인다. PDMAEMA의 길이가 커지면 이 현상은 더욱 뚜렷하다. 이 소재는 그래핀계 스위칭 디바이스와 센서로 가능성이 있다(Polymer, 53, 2012, 316~323).

 

○ 수중에서 LCST 전이를 하는 고분자는 저온에서 물에 녹고 온도를 올리면 상분리 한다. 열역학적 관점에서 이것은 고분자의 물 용해 Gibbs 자유에너지(ΔG=ΔH-TΔS)가 낮은 온도에서 마이너스이고 온도를 올리면 플러스로 되는 것을 의미한다. 이러한 거동은 물분자와 고분자 사슬 사이의 수소결합에 의한 수화와 가열에 의한 물 분자-고분자 간 수소결합 상호작용이 감소되어 Gibbs 혼합 자유에너지가 플러스로 되어 상분리 한다. 즉 온도가 올라가면 수화수는 벌크 물로 돌아가고 고분자 사슬은 탈수되어 붕괴되어 응집하며 고분자 풍부 상이 되는 것이다.

저자

Gertjan Vancoillie et al.

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2014

권(호)

39()

잡지명

Progress in Polymer Science

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

1074~1095

분석자

고*성

분석물

• 열 응답성 폴리(올리고 에틸렌글리콜 아크릴레이트).pdf [341,613 byte]

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