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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김인태
- 발행연도
- 2019
- 저작권
- 광운대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수14
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Part 1. 메탈로센 촉매를 이용한 폴리에틸렌 왁스의 중합 연구
폴리올레핀은 포화 탄화 수소로 구성된 간단한 구조를 가진 플라스틱의 한 종류로 그 중 에틸렌을 단위체로 중합되는 폴리에틸렌은 용도가 광범위하며 일상생활 및 산업에서 가장 많이 사용되는 재료로 연간 수요량이 1억톤에 달한다. 이러한 폴리에틸렌은 최근 범용 폴리에틸렌에서 범위를 확대하여 특수용도에 적용 가능한 고기능성 폴리에틸렌의 개발을 목적으로 꾸준히 연구가 진행되고 있다. 특수용도로 사용되는 폴리에틸렌의 종류 중 하나인 고기능성 폴리에틸렌 왁스는 왁스의 종류 중에서도 합성 왁스에 해당되며 낮은 분자량과 매우 균일한 분자량 분포를 가지기 때문에 가공성이 좋고 코팅재료 등 균일한 물성을 필요로 하는 용도에 사용이되고 있다.
폴리에틸렌 중합에 사용되는 메탈로센 촉매는 폴리에틸렌의 분자량 및 분자량 분포 등, 세밀한 물성조절이 가능하기 때문에 고기능성 폴리에틸렌의 중합에 필수적으로 사용되고 있다.
따라서 본 연구에서는 플라스틱의 물성 조절 재료, 코팅 재료 등, 특수용도에 적용 가능한 왁스 형태의 고기능성 폴리에틸렌의 개발을 위한 메탈로센 촉매에 대하여 연구하였으며 메탈로센 촉매를 이용한 폴리에틸렌 왁스의 중합 특성에 대해 분석하였다. 결과적으로 메탈로센 촉매의 선택 및 중합조건 조절을 통해 저분자량(무게 평균 분자량 1,011)을 가지며 매우 균일한 분자량 분포(다 분산 지수 값 1.26)를 가지는 폴리에틸렌 왁스를 성공적으로 중합할 수 있었다.
Part 2. Thiazole과 Thiophene을 포함하는 공액 고분자의 전기중합 및 화학중합 연구
단량체의 분자구조에 thiazole과 thiophene을 포함하는 공액 고분자는 칼코겐족 원소인 황을 가지고 있어 밴드갭 조절에 용이하며 높은 전도도를 가지기 때문에 전도성 고분자의 중합에 많이 응용 되어왔으며 이러한 공액 전도성 고분자는 고분자 태양 전지, 광전 변환 소자, 발광다이오드, 전계효과 트랜지스터 등 다양한 전자재료로 응용가능성을 가지고 있어 활발히 연구되고 있다.
전도성 고분자를 중합하는 다양한 방법 중 순환 전류 전압법에 의한 전기적 중합 방법은 고분자를 기판 위에 직접 중합할 수 있으며 고분자의 중합도를 조절할 수 있다는 장점 등, 다양한 전자재료로의 응용에서 이점을 가지기 때문에 화학적인 방법 외의 고분자 중합 방법으로 사용되고 있다.
따라서 본 연구에서는 thiazole과 thiophene을 분자구조에 포함하는 2-heptadecylthieno[3,4-d]thiazole (HTT) 단량체를 합성하여 신규 올리고머인 2-heptadecyl-4,6-di(thiophen-2-yl)thieno[3,4-d][1,3]thiazole (HDTTT)를 합성하였으며 합성한 올리고머를 사용하여 전기중합 방법과 화학중합 방법을 이용하여 poly(2-heptadecyl-4,6-di(thiophen-2-yl)thieno[3,4-d][1,3]thiazole) (PHDTTT) 전도성 고분자를 중합하였다. 중합한 고분자는 UV-Visspectroscopy, gell permeation chromatography, thermogravimetric analysis 등 다양한 분석 장비를 사용하여 분광학적 특성과 물리적 특성을 분석하였다.
폴리올레핀은 포화 탄화 수소로 구성된 간단한 구조를 가진 플라스틱의 한 종류로 그 중 에틸렌을 단위체로 중합되는 폴리에틸렌은 용도가 광범위하며 일상생활 및 산업에서 가장 많이 사용되는 재료로 연간 수요량이 1억톤에 달한다. 이러한 폴리에틸렌은 최근 범용 폴리에틸렌에서 범위를 확대하여 특수용도에 적용 가능한 고기능성 폴리에틸렌의 개발을 목적으로 꾸준히 연구가 진행되고 있다. 특수용도로 사용되는 폴리에틸렌의 종류 중 하나인 고기능성 폴리에틸렌 왁스는 왁스의 종류 중에서도 합성 왁스에 해당되며 낮은 분자량과 매우 균일한 분자량 분포를 가지기 때문에 가공성이 좋고 코팅재료 등 균일한 물성을 필요로 하는 용도에 사용이되고 있다.
폴리에틸렌 중합에 사용되는 메탈로센 촉매는 폴리에틸렌의 분자량 및 분자량 분포 등, 세밀한 물성조절이 가능하기 때문에 고기능성 폴리에틸렌의 중합에 필수적으로 사용되고 있다.
따라서 본 연구에서는 플라스틱의 물성 조절 재료, 코팅 재료 등, 특수용도에 적용 가능한 왁스 형태의 고기능성 폴리에틸렌의 개발을 위한 메탈로센 촉매에 대하여 연구하였으며 메탈로센 촉매를 이용한 폴리에틸렌 왁스의 중합 특성에 대해 분석하였다. 결과적으로 메탈로센 촉매의 선택 및 중합조건 조절을 통해 저분자량(무게 평균 분자량 1,011)을 가지며 매우 균일한 분자량 분포(다 분산 지수 값 1.26)를 가지는 폴리에틸렌 왁스를 성공적으로 중합할 수 있었다.
Part 2. Thiazole과 Thiophene을 포함하는 공액 고분자의 전기중합 및 화학중합 연구
단량체의 분자구조에 thiazole과 thiophene을 포함하는 공액 고분자는 칼코겐족 원소인 황을 가지고 있어 밴드갭 조절에 용이하며 높은 전도도를 가지기 때문에 전도성 고분자의 중합에 많이 응용 되어왔으며 이러한 공액 전도성 고분자는 고분자 태양 전지, 광전 변환 소자, 발광다이오드, 전계효과 트랜지스터 등 다양한 전자재료로 응용가능성을 가지고 있어 활발히 연구되고 있다.
전도성 고분자를 중합하는 다양한 방법 중 순환 전류 전압법에 의한 전기적 중합 방법은 고분자를 기판 위에 직접 중합할 수 있으며 고분자의 중합도를 조절할 수 있다는 장점 등, 다양한 전자재료로의 응용에서 이점을 가지기 때문에 화학적인 방법 외의 고분자 중합 방법으로 사용되고 있다.
따라서 본 연구에서는 thiazole과 thiophene을 분자구조에 포함하는 2-heptadecylthieno[3,4-d]thiazole (HTT) 단량체를 합성하여 신규 올리고머인 2-heptadecyl-4,6-di(thiophen-2-yl)thieno[3,4-d][1,3]thiazole (HDTTT)를 합성하였으며 합성한 올리고머를 사용하여 전기중합 방법과 화학중합 방법을 이용하여 poly(2-heptadecyl-4,6-di(thiophen-2-yl)thieno[3,4-d][1,3]thiazole) (PHDTTT) 전도성 고분자를 중합하였다. 중합한 고분자는 UV-Visspectroscopy, gell permeation chromatography, thermogravimetric analysis 등 다양한 분석 장비를 사용하여 분광학적 특성과 물리적 특성을 분석하였다.
목차
Part 1. 메탈로센 촉매를 이용한 폴리에틸렌 왁스의 중합 연구 1제 1 장 서 론 2제 1 절 폴리에틸렌 2제 2 절 폴리에틸렌 왁스 4제 3 절 폴리에틸렌 중합용 촉매 6제 4 절 폴리에틸렌 중합 메커니즘 8제 2 장 실 험 11제 1 절 시약 및 장치 11제 2 절 메탈로센 촉매의 합성 13제 1 항 Bis(1-butylindenyl)zirconium dichloride (BuI)의 합성 13제 2 항 Dimethylsilyl-bis(1-indenyl)zirconium dichloride(SBI)의 합성 14제 3 항 Dimethylsilyl-bis(2-methyl-4,5-benzoindenyl) zirconium dichloride (DMSMBI)의 합성 16제 4 항 Dimethylsilyl-bis(2-methyl-4-phenylindenyl) zirconium dichloride (DMSMPI)의 합성 17제 5 항 Bis(1-butyl-3-methylcyclopentadienyl) zirconium dichloride (MBuCp)의 합성 18제 3 절 폴리에틸렌의 중합 20제 1 항 수소 비율 조절에 따른 폴리에틸렌의 중합 20제 2 항 에틸렌을 한계 반응물로 하는 폴리에틸렌의 중합 21제 3 장 결과 및 고찰 23제 4 장 결 론 31Part 2. Thiazole과 Thiophene을 포함하는 공액 고분자의 전기중합 및 화학중합 연구 33제 1 장 서 론 34제 1 절 칼코겐족 원소 34제 2 절 Thiazole과 Thiophene을 포함하는 공액 전도성 고분자 35제 3 절 전기중합과 화학중합 38제 2 장 실 험 41제 1 절 시약 및 장치 41제 2 절 4,6-Dibromo-2-heptadecylthieno[3,4-d]thiazole의 합성 43제 1 항 Stearamide의 합성 43제 2 항 Diethyl-2-heptadecylthiazole-4,5-dicarboxylate의 합성 44제 3 항 (2-Heptadecylthiazole-4,5-diyl)dimethanol의 합성 45제 4 항 4,5-Bis(bromomethyl)-2-heptadecylthiazole의 합성 46제 5 항 2-Heptadecyl-4,6-dihydrothieno[3,4-d]thiazole의 합성 48제 6 항 2-Heptadecylthieno[3,4-d]thiazole의 합성 49제 7 항 4,6-Dibromo-2-heptadecylthieno[3,4-d]thiazole의 합성 50제 3 절 4,6-Bis(5-bromothiophen-2-yl)-2-heptadecylthieno[3,4-d] thiazole 의 합성 51제 1 항 2-Heptadecyl-4,6-di(thiophen-2-yl)thieno[3,4-d] thiazole (HDTTT)의 합성 51제 2 항 4,6-Bis(5-bromothiophen-2-yl)-2-heptadecylthieno[3,4-d] thiazole의 합성 52제 4 절 Poly(2-heptadecyl-4,6-di(thiophen-2-yl)thieno[3,4-d][1,3]thiazole) (PHDTTT)의 중합 53제 1 항 Poly(2-heptadecyl-4,6-di(thiophen-2-yl)thieno[3,4-d][1,3]thiazole) (PHDTTT)의 화학중합 53제 2 항 Poly(2-heptadecyl-4,6-di(thiophen-2-yl)thieno[3,4-d][1,3]thiazole) (PHDTTT)의 전기중합 54제 3 장 결과 및 고찰 56제 4 장 결 론 67참고 문헌 69
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