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Synthesis of new aromatic polyamides, polyimides, and poly(phenylene oxide) containing a bulky pendent group = 거대한 치환기를 함유하는 새로운 방향족 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리(페닐렌 옥사이드)의 합성에 관한 연구
서명 / 저자 Synthesis of new aromatic polyamides, polyimides, and poly(phenylene oxide) containing a bulky pendent group = 거대한 치환기를 함유하는 새로운 방향족 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리(페닐렌 옥사이드)의 합성에 관한 연구 / Yun-Jun Kim.
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2002].
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MCH 02006

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New aromatic polyamides, polyimides, and poly(phenylene oxide) containing a bulky pendent group were synthesized. All of the synthesized high-temperature polymers showed excellent properties as well as good solubility in a wide range of organic solvents. New soluble aromatic polyamides and polyimides containing a pendent enaminonitrile or enoxynitrile group were synthesized from the new diamine monomers, [(3,5-diaminophenyl)phenylaminomethylidene]propanedinitrile and [(3,5-diaminophenyl)phenyloxymethylidene]propanedinitrile. The synthesized polymers with inherent viscosity ranging from 0.19 to 0.37 dL/g showed good solubility in polar aprotic solvents. The polyamides (PAEANs) and polyimides (PIEANs) containing pendent enaminonitrile group showed good thermal and hydrolytic stability. 5 % weight loss temperatures of PAEANs and PIEANs in nitrogen were above 440 $^\circ C$ and 510 $^\circ C$, respectively. They underwent curing reaction without the emission of volatile by-products around 350 $^\circ C$ to stable materials, which are not soluble in any organic solvents. However, the polyamides (PAEONs) and polyimides (PIEONs) containing pendent enoxynitrile group started to decompose around 300 $^\circ C$ because of the instability of enoxynitrile group. PAEONs underwent curing reaction around 420 $^\circ C$ in spite of initial decomposition, while PIEONs exhibited only thermal degradation process. Thermal analyses of these polymers and the corresponding model compounds confirm that curing reaction proceeds via intermolecular crosslinking as well as intramolecular cyclization. The enoxynitrile group cannot be cured by itself, and reactive amine group is essential for the curing of the enoxynitrile groups. A new poly(phenylene oxide) containing pendent trifluoromethyl group ($CF_{3}-PPO$) was synthesized by nucleophilic aromatic substitution $(S_NAr)$ reaction of 5-fluoro-2-nitrobenzotrifluoride (BC type monomer) with hydroquinone (AA type monomer). Based on the leaving and activating characteristics of the nitro group of 5-fluoro-2-nitrobenzotrifluoride (BC type monomer), the $S_NAr$ polymerization was carried out in a sequential manner based on the preferential fluorine displacement reaction followed by the nitro displacement reaction. The resulting polymer ($CF_{3}-PPO$) having inherent viscosity of 0.32 dL/g showed good solubility in a wide range of organic solvents. Tg and 5 % weight loss temperature of $CF_{3}-PPO$ were 110 $^\circ C$ and 483 $^\circ C$ in nitrogen, respectively.

거대한 치환기를 함유하는 새로운 방향족 폴리아미드, 폴리이미드, 그리고 폴리(페닐렌 옥사이드)를 합성하였다. 합성된 모든 내열성 고분자들은 다양한 유기 용매에 좋은 용해도를 보였을 뿐만 아니라 우수한 물성을 나타내었다. 치환기 엔아미노니트릴기와 엔옥시니트릴기를 함유하는 새로운 방향족 폴리아미드와 폴리이미드들은 새로운 디아민 단량체들인 [(3,5-디아미노페닐)페닐아미노메틸리덴]프로판디니트릴과 [(3,5-디아미노페닐)페닐옥시메틸리덴]프로판디니트릴로부터 합성되어졌다. 합성된 고분자들은 0.19에서 0.37 dL/g 범위의 대수 점성도를 가졌으며, 극성 비양자성 용매에 좋은 용해도를 나타내었다. 엔아미노니트릴기를 함유하는 방향족 폴리아미드와 폴리이미드들의 5 % 무게 감소 온도는 질소 하에서 각각 440 $^\circ C$ 와 510 $^\circ C$ 이상이었으며, 높은 열적 안정성과 가수 분해에 대한 안정성을 나타내었다. 또한, 이 고분자들은 350 $^\circ C$ 부근의 온도에서 휘발성 부산물의 방출 없이 어떠한 용매에도 녹지 않는 안정한 물질로 경화되었다. 그러나, 엔옥시니트릴기를 함유하는 방향족 폴리아미드와 폴리이미드들은 엔옥시니트릴기의 불안정성으로 인해 300 $^\circ C$ 부근의 온도에서 분해되기 시작하였다. 엔옥시니트릴기를 함유하는 방향족 폴리아미드가 초기 분해에도 불구하고 420 $^\circ C$ 부근의 온도에서 경화된 반면, 엔옥시니트릴기를 함유하는 방향족 폴리이미드는 높은 온도에서 열분해만을 나타내었다. 이러한 고분자들의 열적 성질들로부터, 엔아미노니트릴기를 포함하는 고분자들의 경화가 분자내 고리화 반응뿐만 아니라 가교반응에 의해서도 일어나는 것을 확인하였으며, 경화를 위해 반응성이 있는 아민이 필수적이라는 것을 확인하였다. 치환기 트리플루오로메틸기를 함유한 새로운 폴리(페닐렌 옥사이드)는 AA 형태의 히드로퀴논과 BC 형태의 5-플루오로-2-니트로벤조트리플루오라이드 단량체의 방향족 친핵성 치환 중합에 의해 합성하였다. BC 형태의 단량체인 5-플루오로-2-니트로벤조트리플루오라이드의 활성과 이탈관계를 고려하여, 중합은 먼저 불소기를 이탈시킨 후, 니트로기를 이탈시키는 순차적인 방법으로 진행하였다. 이 방법은 폴리(페닐렌 옥사이드)를 합성하기 위한 기존의 방법과는 다른 새로운 방법이다. 합성된 폴리(페닐렌 옥사이드)는 0.32 dL/g의 대수 점성도를 가졌으며, 다양한 유기 용매에 좋은 용해도를 나타내었다. 또한, 이 고분자는 110 $^\circ C$ 에서 유리전이 온도를 나타내었으며, 5 % 무게 감소 온도는 질소 하에서 483 $^\circ C$ 로써 높은 열적 안정성을 나타내었다.

서지기타정보

서지기타정보
청구기호 {MCH 02006
형태사항 vii, 71 p. : 삽도 ; 26 cm
언어 영어
일반주기 저자명의 한글표기 : 김윤준
지도교수의 영문표기 : Sang-Youl Kim
지도교수의 한글표기 : 김상율
학위논문 학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 화학과,
서지주기 Reference : p. 68-71
주제 Aromatic Polyamides
Aromatic Polyimides
Poly(phenylene oxide)
Enaminonitrile
trifluoromethyl
폴리아미드
폴리이미드
폴리(페닐렌 옥사이드)
엔아미노니트릴
트리플루오로메틸
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