| 학회 | 한국고분자학회 |
| 학술대회 | 2002년 가을 (10/11 ~ 10/12, 군산대학교) |
| 권호 | 27권 2호, p.10 |
| 발표분야 | 특별 심포지엄 |
| 제목 | Phase Diagram of Polymer Mixture containing Block Copolymer |
| 초록 | 블록 공중합체는 같은 블록의 분자들이 모여 나노 크기(일반적으로 20-40nm) 의 규칙적인 패턴을 만드는데, 블록의 조성과 분자 크기 및 온도에 따라 다양한 구조의 패턴이 형성될 수 있기 때문에 나노 구조를 가지는 소재의 개발에 블록 공중합체의 이해와 응용이 도움된다. 본 발표에서는 블록 공중합체가 포함된 고분자 혼합물의 상 거동에 관하여 본인이 수행한 세 종류의 혼합물에 대한 실험과 이론 결과를 중심으로 발표하고자 한다. 혼합물 (1)은 Styrene-butadiene Block copolymer / Polystyrene or Polybutadiene으로 단일 중합체의 성분이 블록의 한 성분과 같은 계이다. 블록 공중합체에 비해 단일 중합체의 양이 적은 경우에는 단일 중합체가 같은 성분의 블록으로 구성된 micro domain에 용해되어 단일 상을 이룬다. 단일 중합체의 양이 증가함에 따라 임계용해도를 초과한 단일 중합체는 제 2의 상을 형성하여 혼합체는 불투명한 2개의 상으로 존재한다. 단일 중합체의 양이 많고 공중합체의 양이 매우 적은 경우에는 공중합체가 미셀 구조를 형성하거나 혹은 분자 단위로 용해되어 단일 상을 이룬다. 블록 공중합체의 미세 구조가 없어지는 온도는 단일 중합체의 분자량과 농도에 의존한다. 혼합물 (2)는 Styrene-isoprene block copolymer / poly vinyl methyl ether로 단일 중합체의 성분이 블록의 한 성분과 상온에서는 잘 혼합되고 고온에서는 상 분리 되는 LCST 계이다. PS / PVME 계에서와 마찬가지로 LCST 현상을 보이며, 차이는 임계 온도가 낮아지며 isoprene으로 형성된 미셀이 존재한다. 블록 공중합체의 미세 구조가 형성되는 온도는 PVME 농도에 영향을 거의 받지 않는다. 혼합물 (3)은 Styrene-butadiene block copolymer / Styrene-butadiene random copolymer인데 랜덤 공중합체는 블록 공중합체에 용해도를 가지지 못하여 저온에서는 2상으로 존재한다. 그러나 온도가 증가하여 블록 공중합체가 미세구조를 잃게 되며 만약 블록과 랜덤 공중합체의 조성이 같거나 유사하면 단일상을 형성한다. 블록 공중합체의 미세구조가 형성되는 온도는 결정성 고분자의 용융온도 강하와 유사하게 랜덤 공중합체의 농도에 따라 낮아진다. 혼합물의 상태도는 D. Meier 가 블록 공중합체에 용해된 단일 중합체의 양을 계산하기 위하여 제안하였던 이론에 기초하여 작성되었다. Meier 는 블록 공중합체에 첨가되는 단일 중합체는 성분이 같은 블록 domain에 uniform 하게 용해되는 것으로 가정하였다. 우리는 첨가물이 localized 될 수 있다고 가정하여 micro domain 구조를 가지는 혼합물의 free energy를 구하였다. 미세 구조가 있을 때와 없을 때의 free energy를 비교함으로써 상태도를 작성하였는데,계산으로부터 구해진 상태도는 실험으로 얻어진 상태도와 단지 정성적으로 비교될 수 있었다 |
| 저자 | 진왕철 |
| 소속 | 포항공과대 |
| 키워드 | 블록공중합체; 상평형도 |
