원자이동 라디칼 중합을 통하여 얻어지는 기능성 멤브레인

전문가 제언

○ 최근 다양한 분야에 고분자 멤브레인이 널리 활용되는 경향이 급증하고 있다. 니트록시드 매개 라디칼 중합, 원자이동 라디칼중합(atom transfer radical polymerization, ATRP), 가역적 첨가-해리-연쇄이동 중합 등의 정밀 라디칼중합이 개발됨에 따라 원하는 분자량, 좁은 분자량 분포와 필요로 하는 특정 말단기를 가지는 규제된 구조의 고분자의 합성이 가능하게 되었다.

 

○ 규제된 구조의 고분자로부터 다양한 기능성을 가지는 고분자 멤브레인의 구축이 가능해졌으며 연료전지, 자극응답성 재료, 흡착과 투과 증발 기능을 가지는 등의 다양한 분야의 멤브레인재료 들이 구축되었다. 최적의 기능을 나타내는 고분자 멤브레인의 거시적인 특성은 분자 수준에서 정밀하게 제어된 구조, 조성과 기능성을 가질 때 가능해지기 때문이다.

 

○ ATRP는 알킬할라이드와 천이금속착체 사이에 평형이 성립된다. 생성된 알킬라디칼은 비닐단량체와 반응하여 성장반응에 관여하여 고분자 라디칼이 되거나 또는 낮은 산화상태의 천이금속착체와 반응하여 안정한 종으로 돌아가거나 커플링 또는 불균화반응으로 정지된다. 이러한 과정이 반복되면서 중합반응이 진행될 수 있어 중합반응이 진행되는 모든 과정에서 서장활성종인 고분자 라디칼 활성종은 아주 낮은 농도를 유지하므로 정지반응 및 연쇄이동반응이 억제되는 상태에서 제어된 구조를 가진 고분자가 얻어진다. 정밀라디칼 중합 중 ATRP는 CuI/L과 X-CuII/L아 같이 레독스활성을 지닌 천이금속 착체의 존재 하에서 고분자 라디칼종과 안정한 종 사이에서 평형이 성립된다.

 

○ 엄격한 중합계의 탈기가 요구되지 않으며 또 사용되는 천이금속착체의 량을 감소시킬 수 있는 환원제 존재 하에서 전자이동에 의해 생성되는 활성화제를 사용하는 ATRP가 개발되어 산업화에 매우 근접해있다. 다양한 기능성의 고분자멤브레인의 합성에 관련된 최근의 연구동향을 소개하고 있는 본고는 고분자화학 및 멤브레인 개발 연구종사자에게 매우 유익한 자료를 제공하고 있다.

저자

J. Ran

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2014

권(호)

39(1)

잡지명

Progress in Polymer Science

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

124~144

분석자

마*일

분석물

• 원자이동 라디칼 중합을 통하여 얻어지는 기능성 멤브레인.pdf [353,835 byte]

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