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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 홍성권
- 발행연도
- 2015
- 저작권
- 충남대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수13
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대표적인 내열 투명 고분자 소재인 폴리카보네이트 수지는 높은 열 안정성과 우수한 기계적 강도 및 광 투과성 등과 같은 특성으로 전자부품 하우징, 자동차용 소재뿐 아니라 광학소재 등 다양한 산업분야에 널리 사용되는 엔지니어링 플라스틱이다.
폴리카보네이트(PC)는 단량체 bisphenol A(BPA) 기반 카보네이트 기능기를 바탕으로 앞서 언급한 열적, 기계적, 및 광학적 우수성이 발현되지만, BPA는 에스트로겐과 비슷한 구조로부터 환경호르몬 영향을 나타내는 대표적인 물질로 알려지고 있다. 이러한 영향으로 폴리카보네이트의 대체재에 대한 요구가 증가되고 있고, 이를 해결하기 위하여 최근 BPA 기반의 폴리카보네이트의 물성 및 광학 특성을 유지하면서 BPA로 유발되는 생체 독성 문제를 해결하고자 하는 연구개발 방향의 일환으로 바이오 유래 단량체를 활용한 새로운 PC 중합에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.
본 연구는 PC 중합에 많이 사용되는 단량체 BPA 뿐만 아니라 바이오 유래 단량체를 활용하여 PC 중합을 목적으로 한다. 바이오 유래 단량체는 glucose로부터 탈수 과정을 거쳐 생성 되는 isosorbide를 사용한다. PC의 단량체로서 천연물 유래 단량체 isosorbide는 방향족 알코올인 BPA와는 화학 구조적 큰 차이가 있으므로 기존의 촉매시스템과 대비되는 촉매 활성도에 대한 연구가 요구된다. 이에 대한 접근으로 본 연구에서는 PC의 중합 초기에는 에스테르 교환반응이 주가 된다는 점에 착안하여, 에스테르 교환반응의 촉매를 Ignatov 등의 논문과 organotin 계의 촉매가 산업적으로 락타이드를 중합할 때 많이 쓰이고 또한 폴리에스터 합성할 때 많이 쓰이는 것을 참고하여 potassium acetate LiOH(lithium hydroxide), LiOH·H2O(lithium hydroxide monohydrate), Li(acac)(lithium acetyl acetonate), Cu(acac)2(copper(Ⅱ) acetyl acetonate), n-butyltin hydroxide oxide hydrate, 로 선정하고, 폴리카보네이트의 용융 중합 시 에스테르 교환반응(transesterification)에 의해 발생하는 부산물인 페놀의 농도를 gas chromatography를 사용하여 측정하고, 이를 이용하여 적용된 서로 다른 종류의 촉매 활성도를 정량화하였다. 또한, 이를 바탕으로 isosorbide 기반 단일중합 및 공중합에 대한 촉매의 영향을 평가하였다.
폴리카보네이트(PC)는 단량체 bisphenol A(BPA) 기반 카보네이트 기능기를 바탕으로 앞서 언급한 열적, 기계적, 및 광학적 우수성이 발현되지만, BPA는 에스트로겐과 비슷한 구조로부터 환경호르몬 영향을 나타내는 대표적인 물질로 알려지고 있다. 이러한 영향으로 폴리카보네이트의 대체재에 대한 요구가 증가되고 있고, 이를 해결하기 위하여 최근 BPA 기반의 폴리카보네이트의 물성 및 광학 특성을 유지하면서 BPA로 유발되는 생체 독성 문제를 해결하고자 하는 연구개발 방향의 일환으로 바이오 유래 단량체를 활용한 새로운 PC 중합에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.
본 연구는 PC 중합에 많이 사용되는 단량체 BPA 뿐만 아니라 바이오 유래 단량체를 활용하여 PC 중합을 목적으로 한다. 바이오 유래 단량체는 glucose로부터 탈수 과정을 거쳐 생성 되는 isosorbide를 사용한다. PC의 단량체로서 천연물 유래 단량체 isosorbide는 방향족 알코올인 BPA와는 화학 구조적 큰 차이가 있으므로 기존의 촉매시스템과 대비되는 촉매 활성도에 대한 연구가 요구된다. 이에 대한 접근으로 본 연구에서는 PC의 중합 초기에는 에스테르 교환반응이 주가 된다는 점에 착안하여, 에스테르 교환반응의 촉매를 Ignatov 등의 논문과 organotin 계의 촉매가 산업적으로 락타이드를 중합할 때 많이 쓰이고 또한 폴리에스터 합성할 때 많이 쓰이는 것을 참고하여 potassium acetate LiOH(lithium hydroxide), LiOH·H2O(lithium hydroxide monohydrate), Li(acac)(lithium acetyl acetonate), Cu(acac)2(copper(Ⅱ) acetyl acetonate), n-butyltin hydroxide oxide hydrate, 로 선정하고, 폴리카보네이트의 용융 중합 시 에스테르 교환반응(transesterification)에 의해 발생하는 부산물인 페놀의 농도를 gas chromatography를 사용하여 측정하고, 이를 이용하여 적용된 서로 다른 종류의 촉매 활성도를 정량화하였다. 또한, 이를 바탕으로 isosorbide 기반 단일중합 및 공중합에 대한 촉매의 영향을 평가하였다.
목차
Ⅰ.서론 11.1 연구의 목적 11.2 연구의 배경 31.2.1 바이오 유래 단량체 isosorbide 31.2.2 폴리카보네이트 7Ⅱ.이론 132.1 폴리카보네이트 중합 동력학 132.2 기체 크로마토그래피 162.3 에스테르 교환반응 23Ⅲ.실험 293.1 시약 293.2 분석 기기 293.3 촉매 용액 제조 303.4 표준검정선 작도 303.5 폴리카보네이트 중합 313.5.1 BPA/DPC(BD-PC) 중합 313.5.2 isosorbide/DPC(ID-PC) 중합 313.5.3 BPA/Isosorbide/DPC(BID-PC) 중합 323.5.4 GC sampling 32Ⅳ.결과 및 고찰 334.1 각 단량체에 대한 NMR 결과 334.2 표준검정선 작도 354.3 촉매에 따른 폴리카보네이트 초기 중합도 38Ⅴ.결론 49참고문헌 50ABSTRACT 55
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