CHAPTER1.
Terpolymers composed of N-n-propylacrylamide (NPAAm), butyl methacrylate (BMA) and N,N-diethylaminoethyl methacrylate (DEAEMA) were prepared in an attempt to investigate the temperature-induced phase transition and its mechanism. Poly(NPAAm) showed the lower critical solution temperature (LCST)around 25℃ in water. With the incorporation of DEAEMA with NPAAm, the LCST change was characterized by initial increase. However, the LCST was shifted to the lower temperature at the later stage. This might be explained in terms of hydrophilic/hydrophobic contribution of DEAEMA to the LCST. The swelling behavior of copolymer gel in the various solvents and spin-lattice relaxation time($T_1$) study by NMR strongly suggested the hydrophilic/hydrophobic contribution of DEAEMA to the LCST depending on the local environment.
CHAPTER2.
A new temperature-responsive polymer system with transitions resulting from both polymer-water and polymer-polymer interactions has been demonstrated using the mixture of poly N,N-dimethylaminoethyl methacrylate (DMAEMA) and polyethyl acrylamide(EAAm). The structure and dynamic motions of the mixture of poly DMAEMA and poly EAAm were studied in comparison with that ofpoly(DMAEMA-co-EAAm) by $^lH$ spin-lattice relaxation time. The $T_1$ values corresponding to two peaks of the poly(DMAEMA-co-EAAm) at l5℃ have long relaxation times relative to the mixture of poly DMAEMA and poly EAAm. This suggests that there exist the structural difference in the temperature-induced phase transition between poly (DMAEMA-co-E.AAm) and the mixture of poly DMAEMA and poly EAAm.
CHAPTER 1.
외부 자극-온도, 용매조성, 염농도, 전기장, pH 등에 민감하게 가역적으로 반응하는 고분자계가 보고되고 있다. 특히 인체체온에 근접한 32℃ 에서 상전이를 나타내는 이소프로필아크릴아미드의 연구는 활발하다.
본 연구에서는 이소프로필아크릴아미드보다 상전이 온도가 25℃로 낮지만 더욱 뚜렷하게 일어나는 노말프로필아크릴아미드를 pH 에 민감한 디에틸아미노에틸 메타아크릴레이트의 조성을 변화시키며 공중합체를 만들어서 기존에 김 성완 그룹에서 보고한 이소프로필아크릴아미드와 디에틸아미노에틸 메타아크릴레이트의 공중합체의 LCST 와 비교하고 그 원인을 규명하는 실험을 하였다.
이소프로필아크릴아미드와 디에틸아미노에틸 메타아크릴레이트와의 공중합체에서는 디에틸아미노에틸 메타아크릴레이트의 조성이 커지면서LCST가 점차 증가하는 경향을 보이고 있지만 노말프로필아크렬아미드는LCST가 증가하다가 다시 감소하는 경향을 보이는 것이다.
같은 조건의 공중합체 겔로 실험한 용매 종류와 조성에 따른 겔의 팽윤 현상, 기체크로마토그래피 실험에 의한 물/에탄올 공용매에서 선택성결과와 공중합체의 스핀-격자 이완 시간($T^ 1$) 측정으로 디에틸아미노에틸메타아크릴레이트가 LCST 에 농도에 따라 친수성으로도 소수성으로도 작용하는 것으로 판단된다. 이러한 결과들은 노말프로필아크릴아미드와 디에틸아미노에틸 메타아크릴레이트 공중합체에서의 조성에 따른 LCST 변화가 고분자 네트윅의 지역적 환경에 크게 영향을 받기 때문이라고 생각한다.
CHAPTER2.
외부 자극에 의해 고분자-물과 고분자-고분자간의 상호작용에 기인한전이가 일어나는 고분자 계 중에 특히 온도 자극에 대한 관심이 높다.Tanaka 그룹은 폴리아크릴산과 폴리아크릴아미드의 혼합물을 사용해서 온도 기인성 상전이를 연구했고, Okano 그룹에서는 폴리(N-디메틸아크릴아미드)와 폴리아크릴산으로 이루어진 IPN 하이드로겔을 제안하였다. 이들 그룹에서는 주요한 상호작용이 수소 결합과 두 고분자간의 협력적인 상호작용이라 일컬을 수 있는 지퍼 효과의 중요성을 지적하였다.
본 연구에서는 N,N-디메틸아미노에틸 메타아크릴레이트와 에틸아크릴아미드의 공중합체와 폴리 (N,N-디메틸아미노에틸 메타아크릴레이트)와 폴리에틸아크릴아미드의 혼합물에서의 LCST 차이를 NMR 로 규명해 보고자하였다.
에틸아크릴아미드의 조성을 0, 20, 30, 40, 50 몰퍼센트로 변화시키면서 공중합체와 혼합물의 LCST 를 비교해 보면 같은 조성에 대해서 폴리(N,N-디메틸아미노에틸 메타아크릴레이트)와 폴리에틸아크릴아미드의 혼합물의 LCST 이동이 N,N-디메틸아미노에틸 메타아크릴레이트와 에틸아크컬아미드의 공중합체보다 더 중대하다.
이 현상을 더 자세히 이해하기 위해서, 그림 2-2 에서 표시한 N,N-디메틸아미노에틸 메타아크릴레이트의 1 번 메틸렌과 에틸아크릴아미드의 2 번메틸렌 수소의 스핀-격자 이완시간($T_1$)을 조사하였다. $T_1$ 과 온도의 역수에대한 상관관계로부터 1 번, 2 번 메틸렌 수소가 모두 $T_1$ 최소값의 빠른 편에 속함을 알았다. 이는 $T_1$ 이 갈수록 이동도가 크다는 것을 나타낸다. 에틸아크릴아미드의 조성에 상관없이 공중합체에서의 1 번,2 번 메틸렌 수소의$T_1$ 이 혼합물에서보다 더 길었다. 즉 N,N-디메틸아미노에틸 메타아크릴레이트와 에틸아크릴아미드의 공중합체의 수소들이 폴리(N,N-디메틸아미노에틸 메타아크릴레이트)와 폴리에틸아크릴아미드의 혼합물에서 보다 이동도가더 크다는 것을 의미한다.
이러한 결과들에 근거하여 우리는 지퍼 효과라 할 수 있는 협력적인고분자-고분자간 상호작용이 N.N-디메틸아미노에틸 메타아크릴레이트와 에틸아크릴아미드의 공중합체에서 보다는 폴리 (N,N-디메틸아미노에틸 메타아크릴레이트)와 폴리에틸아크릴아미드의 혼합물에서 일어날 수 있다고 제안한다.
