Part I: Amine-functionalized linear and hyperbranched poly(arylene ether)s have been synthesized by nucleophilic aromatic substitution reaction with amine-functionalized monomers. Due to the weak nucleophilicity of the amine groups, gelation occurred during the polymerization, but it was overcome by taking an appropriate polymerization conditions such as solvent and reaction time. The amine groups of the polymers were clearly detected in 1H NMR and FT-IR spectra. All synthesized polymers with a high molecular weight showed high thermal stability, and good solubility except poly(arylene ether ketone).
Multi-functional hyperbranched polymers were synthesized via A2+B3 polymerization. The polymers had reactive fluorine end groups at the periphery as well as amine groups. These fluorine end groups were displaced by dodecylphenol, resulting in the polymer having core-shell structure, amine functionalized core and aliphatic chain shell.
Part II: Methyl vinylidene cyanide (MVCN) synthesized from malononitile and acetaldehyde via Knovenagel condensation reaction was copolymerized with electron rich vinyl acetate via radical polymerization. Thermal analysis revealed that polymer was amorphous with single Tg at 161℃ and stable over 300℃. The microstructure of P(MVCN-co-VAc) was identified as 1:1 copolymer of MVCN and VAc. The ferroelectricity of P(MVCN-co-VAc) was investigated by piezoresponse force microscopy (PFM).
친핵성 치환 반응을 이용하여 아민 작용기를 함유하는 선형 및 하이퍼브랜치 방향족 에테르계 고분자들을 합성하였다. 아민 작용기는 친핵성 치환 반응조건에서 반응성을 보였으나 적절한 중합 용매를 선택하고 중합시간을 조절하여 높은 분자량을 가지는 고분자를 합성할 수 있었다. 합성된 고분자는 높은 유리전이 온도와 우수한 열적 안정성을 가지고 있었다. 특히 이러한 특성들은 단량체의 구조와 중합 단량체의 조성에 따라 조절 됨을 관찰 할 수 있었다.
선형 고분자와 마친가지로 하이퍼브랜치 고분자를 같은 반응 조건에서 A2+B3 중합방법을 이용하여 합성 할 수 있었다. 그러나 젤화를 피하기 위하여 낮은 농도를 유지하였다. 아민 작용기는 합성된 고분자의 주 사슬에 분포하고 있었으며 각 사슬의 끝 부분에는 플루오로기가 남아 있었다. 이 플루오로기를 지방성 체인으로 치환하여 아민작용기가 많은 중심부와 지방성 체인으로 둘러쌓인 구조의 분자를 만들 수 있었다. 하이퍼브랜치 고분자는 많은 가지로 인하여 같은 반복 단위를 가지는 선형 고분자에 비해 용해도가 매우 우수하였고 지방성 체인으로 치환한 경우는 극성 용매뿐만 아니라 비극성 용매에도 잘 용해되었다.
말로노니트릴과 아세트 알데히드를 축합하여 메틸 비닐리덴 시아나이드 단량체를 합성하였다. 반응은 빠른 속도로 진행되었다. 메틸 비닐리덴 시아나이드는 1, 2번 위치의 카본에 모두 치환기가 달린 구조로서 일반적인 라디칼 중합방법으로 중합하기에 적합하지 않은 구조를 가지고 있으나, 전자가 풍부한 비닐 아세테이트 단량체와 공중합을 시킨 결과 1:1 공중합체가 형성되었다. 만들어진 고분자는 우수한 강유전성을 보이는 비닐린덴 시아나이드와 비닐 아세테이트의 공중합체와 비슷한 구조를 가지고 있으면서 합성하기 쉽다는 장점을 가지고 있다. 합성된 고분자의 강유전성을 압전감응 현미경을 이용하여 확인하였다. 강유전성 고분자로서 가장 많은 연구가 진행되어 온 결정성 고분자인 비닐리덴 플로라이드와 트리플루오로에틸렌의 공중합체는 결정상 때문에 나노단위에서는 균일하다고 할 수 없으나, 이 공중합체는 비정질 고분자로서 막으로 제조할 경우 매우 균질 할 것으로 예상된다.
