Part I : Four arm star-shaped poly(N-isopropylacrylamide) (PNIAPM) was prepared from pentaerylthritol by Atom Transfer Radical Polymerization (ATRP) of N-isopropylacrylamide in N,N-dimethylformamide (DMF) and water. The polymerization was carried out under various conditions such as concentration of monomer, catalyst and deactivator, and ratio of DMF to water. The $C_{60}$ molecules were allowed to the ends of the star shaped polymer by Atom Transfer Radical Addition reaction. The covalent bond formation between $C_{60}$ and PNIAPM was confirmed by UV, TGA, and GPC. $C_{60}$ end capped PNIPAM with 4 arms showed aggregate behavior in aqueous solution.
Part II : N-phenylated aromatic polyureas were prepared from α,α’- dianilino-p-xylene and aromatic methylenebis(4-phenyl isocyanate) in sulfolane by polycondensation. The amide bond of synthesized polyurea was confirmed by NMR, FTIR analysis. The polyureas were soluble in various organic solvent due to the N-aryl group. The glass transition temperature of the polymers measured by DSC was assigned to $123 ℃. The synthesized polyurea show the ferroelectricity with remanent polymerization of 6.0mC/ ㎡.
part I : 4개의 팔을 가진 성형 PNIPAM을 DMF와 물의 혼합용매상에서 원자이동 라디칼 중합을 이용하여 합성하였다. PNIPAM이 원하는 분자량과 낮은 PDI를 갖도록 반응 조건을 변화시키면서 중합을 시도하였다. 분자량과 PDI는 촉매의 종류와 단분자의 농도, 그리고 DMF와 물의 혼합비율을 달리함으로써 조절되었다. 또한 비활성인자를 첨가함으로써 중합속도를 감소시켜 PDI를 더욱 감소시킬 수 있었다.
적당히 큰 분자량과 낮은 PDI를 가지는 성형PNIPAM의 말단에 원자이동 라디칼 첨가 반응을 이용해 $C_{60}$를 달았다. 합성된 $C_{60}$-PNIPAM은 다양한 유기용매에 좋은 용해도를 보였고, UV, GPC 와 TGA분석을 통해 PNIPAM과 $C_{60}$간에 공유결합이 형성되었음을 확인하였다.
성형 $C_{60}$-PNIPAM은 수용액상에서 친수성의 PNIPAM이 소수성의 $C_{60}$를 포집하는 형태의 단분자 미셀 여러 개가 집합체를 이루고 있음을 TEM으로 확인하였다. 이 집합체의 크기는 고주파음에 의한 분해로 조절할 수 있었고, 크기조절과 열 응답성 성질이 생체감지기로서의 이용 가능성을 보여준다.
part II : 페닐기를 갖는 다이아민 단량체를 합성하고, 이것과 다이아이소 시아네이트와의 축합중합을 이용해 페닐기를 가지는 아로마틱 폴리우레아를 합성하였다. 우레아의 아마이드기는 NMR과 FTIR로 확인하였고, 합성된 아로마틱 우레아는 페닐기와 큰 용량의 펜던트로 인해 다양한 유기용매에 좋은 용해도를 보였다.
합성된 아로마틱 폴리우레아는 123 ℃의 높은 유리전이 온도를 보였고, 262 ℃의 온도부터 분해되기 시작했다. 1,2-다이클로로에탄에 녹인 폴리우레아를 스핀코팅방법으로 알루미늄전극 위에 올리고, 유리전이 온도이상에서 열처리한 후에 전압을 걸어주어 이력곡선을 얻어냈다. 합성된 아로마틱 폴리우레아는 6mC/ ㎡의 잔류분극을 가졌고 이는 비휘발성의 강유전성 메모리에 이용될 수 있을 것으로 기대된다.
