초록 ▼

일반적으로 고분자 재료는 다양한 형태로의 가공이 용이하고, 특히 가공시의 분자 배향 효과에 의해 재료자체의 경량성에 비해 매우 높은 물생을 나타낼 수 있는 것으로 알려져 있다. 액정 고분자는 유체상에서도 분자들이 배향해 있는 액정상올 나타내는 고분자를 의미하며, 액정상에서 가용할 경우 일반척인 고분자들에 높은 분자 배향도를 얻기 용이한 것으로 알려져 있다. 이러한 액정 고분자는 잘알려진 유방성 액정 고분자인 Kevlar와 열방성 액정 고분자인 Vectra series 등이 이미 상업화되었으며, 상업적, 학문적 측면에서 많은 연구들이

일반적으로 고분자 재료는 다양한 형태로의 가공이 용이하고, 특히 가공시의 분자 배향 효과에 의해 재료자체의 경량성에 비해 매우 높은 물생을 나타낼 수 있는 것으로 알려져 있다. 액정 고분자는 유체상에서도 분자들이 배향해 있는 액정상올 나타내는 고분자를 의미하며, 액정상에서 가용할 경우 일반척인 고분자들에 높은 분자 배향도를 얻기 용이한 것으로 알려져 있다. 이러한 액정 고분자는 잘알려진 유방성 액정 고분자인 Kevlar와 열방성 액정 고분자인 Vectra series 등이 이미 상업화되었으며, 상업적, 학문적 측면에서 많은 연구들이 진행되어 왔다. 열방성 액정 고분자는 aromatic copolymer들과 semiflexible polymer의 두가지로 형태로 크게 분류될 수 있다. 이 중 상대적으로 낮은 전이 온도를 나타내는 semiflexible polymer들의 경우에는 다양한 새로운 상전이들과 이들이 형성하는 액정상이 물리척 성질에 미치는 영향에 대한 연구틀이 진행되어져 왔다.
본 실험에서는 side pendant group와 유연 격자의 종류를 바꾸어 다양한 형태의 에스테르이미드 중 합체들을 합성하여 이물의 물리적 성질에 대해 관찰하였다. 먼저 1차 년도에는 메틸 4 개와 6개의 유연 사슬을 포함하는 이미드 단량체와 다양한 side pendant group을 포함하는 방향족 단량체를 이용하여 에스테르이미드 중합체들을 합성하였으며, 이중 side pendant group을 포함하지 않는 경우와 메틸 side pendant group을 포함하는 경우 액정상을 형성함을 관찰하였으며, 메틸 side pendant group을 포함하는 경우 일반적인 냉각과정 중 결정화가 일어나치 않고 고화되어 네마틱 유리상을 형성함을 알 수 있었다. 이어 2차 연도에는 메틸 10개의 유연사슬을 포함하는 이미드 단량체로부터 고분자들을 합성하여 이들의 상전이 현상을 관찰한 결과, 메틸 side pendant group을 포함하는 경우와 포함하지 않는 경우 공히 동방상 전이 용도가 결정 용융 온도보다 낮은 monotropic 형태의 액정상을 형성함을 열전이 특성과 유변학적 물성의 측정을 통해 알 수 있었다. 그러나 메틸 side pendant group을 포함하는 경우 냉각과정에서 등방상에서 액정상으로의 전이 현상이 확연히 구분원 반면, side pendant group을 포항하지 않는 정우에는 빠른 결정화 속도로 인해 액정상이 형성됨과 동시에 결정화가 진행되어 두 과정이 구분되지 않는 현상을 나타내었다. 액정상의 존재여부가 결정화 거동에 미치는 영향을 알아보기 위하여 side pendant group을 포함하는 monotropic 고분자에 대해 등방상 전이 이상과 이하의 영역에서 각각 결정화 형성 형태와 결정화 kinetics를 실험한 결과 결정화 형태와 kinetics의 Avrami 지수 값이 동일하게 얻어졌으며, 단지 결정화 속도만이 액정상이 존재하는 경우 높아짐을 알 수 있었다.

Abstract ▼

Polymer materials are easy processible and they can show very high mechanical properties through molecular chain orientation. liquid crystalline polymer implies the polymers showing the liquid crystalline phase where molecule chains have particular orientation in the melt state. The liquid crystalli

Polymer materials are easy processible and they can show very high mechanical properties through molecular chain orientation. liquid crystalline polymer implies the polymers showing the liquid crystalline phase where molecule chains have particular orientation in the melt state. The liquid crystalline polymers are known to be easy to obtain high chain orientation when processed in liquid crystalline state. Among liquid crystalline polymers, lyotropic type Kevlar, thermotropic type Vectra series etc have been already commercialized and enormous researches have been carried out on the liquid crystalline polymers in industrial and academical interests. The liquid crystalline polymers can be classified into two types, i.e. aromatic copolymers and semiflexible polymers. In the case of the semiflexible polymers studies have been focused on their various phase transitions and the effect of the mesophase on the physical properties of the polymers.
In this study pclytester-imidels with various molecular structures are synthesized, changing the side pendant groups or the aliphatic spacer lengths. In the first year of this project imide type monomer containing 4 and 6 methylene spacer lengths and aromatic monomer with various side pendant groups are melt-polymerized. Among them, the polymers having methyl pendant group and no side pendant group showed liquid crystalline phase. The polymers with methyl side pendant groups did not crystallize during usual cooling condition and transformed to nematic-glassy state. In the second year the polymers are synthesized from the imide type monomer containing 10 methylene spacer length and they are verified to have rnonotropic type phase transition, which means the rnesophase to isotropic phase transition temperatures is lower than the crystal melting ransition. The polymer having methyl side groups show the isotropic to mesophase transition distinctly separated from the crystallization. But in the case of the polymer without side group, isotropic to mesophase transition and crystallization oceured simultaneously and both transitions were discernible. To investigate the effect of mesophase on the crystallization, crystallization behaviors in isotropic and mesomorphic phases are compared. The same crystal structure and Avrami exponent are obtained but crystallization rate is enhanced in liquid crystalline state.

목차 Contents

• 표지...1
• 목차...2
• 제출문...3
• 요약문...4
• 연구결과 요약문...5
• PROJECT SUMMARY...6
• 서론...7
• 연구방법 및 이론...8
• 결과 및 고찰...11
• 분자구조의 확인...11
• 용해도, 고유점도 및 열전이 특성...11
• T4MeHQ와 T6MeHQ의 상전이 특성...16
• T10HQ와 T10MeHQ의 상전이 특성...16
• T10MeHQ의 monotropic 상전이 현상에서의 유변학적 물성 변화 측정...20
• T10MeHQ의 결정화 kinetics...25
• 결론...34
• 인용문헌...35