초록 ▼

연구의 목적 및 내용
신규 이온성 액체를 기반으로 한 고분자 재료의 합성 및 응용 연구: 새로운 중합 가능한 이온성 액체 (Ionic Liquid) 물질의 합성과 이의 중합반응 연구, 블록 공중합체 합성을 통하여 이온성 액체 모노머의 구조와 고분자 물질 특성의 상관관계를 파악한다. 또한 합성한 신규 고분자 재료의 구조와 morphology, 전기특성 연구 이후, 연료전지 분리막, 고분자 전해질, Actuator 분리막/전해질, 수처리용 역삼투압 분리막 등에 응용하고자 한다.

연구결과
o 축합 중합을 통한 이온

연구의 목적 및 내용
신규 이온성 액체를 기반으로 한 고분자 재료의 합성 및 응용 연구: 새로운 중합 가능한 이온성 액체 (Ionic Liquid) 물질의 합성과 이의 중합반응 연구, 블록 공중합체 합성을 통하여 이온성 액체 모노머의 구조와 고분자 물질 특성의 상관관계를 파악한다. 또한 합성한 신규 고분자 재료의 구조와 morphology, 전기특성 연구 이후, 연료전지 분리막, 고분자 전해질, Actuator 분리막/전해질, 수처리용 역삼투압 분리막 등에 응용하고자 한다.

연구결과
o 축합 중합을 통한 이온전도성 고분자 물질 합성
- Imidazolium-PEG copolyester를 다양한 구조로 합성하여 구조에 따른 열적, 전기적 특성과 고분자 morphology 대하여 상관관계를 도출하였음. 특히 PEG block의 도입으로 전체적인 ion density가 매우 낮아짐에도 불구하고 기존의 ionic polyester와 비교하여 거의 동일한 전도도를 나타냄을 알 수 있었음.
- Pyrrolidinium, piperidinium 기반의 polyester를 합성하여 구조에 따른 특성을 파악하고 morphology를 파악함. Imidaozolium과 비교하여 전도도가 높지 않으나, 열안정성이 뛰어난 고분자 물질임.
o Controlled Radical 중합에 의한 block 공중합체의 합성
- Imidazolium 기반으로 하여 Tg 높은 naphthalene, biphenyl 등과 함께 공중합체를 RAFT 방법으로 합성하고자 하여 일부 성공하고 열적 특성을 파악함.
- Phosphonium 기반으 block copolymer를 합성을 위한 RAFT 중합법에 대한 여러 가지 시험을 수행하여 non-ionic block을 도입하고자 하여 naphthalene blcok 공중합체를 합성하였음. 생성된 block 공중합체가 매우 brittle하여 다양한 화학구조 변화가 필요한 것으로 확인됨.

연구결과의 활용계획
o 합성된 block 공중합체의 WXRD 분석 등을 통하여 전기적 성질과 morphology와의 상관관계에 대한 결론을 내릴 예정
o 음이온 교환막으로의 활용
- 합성된 block 공중합체의 화학적 구조를 조금 더 변화하여 film으로 제조한 이후 음이온(HO^-) 등을 활용한 연료전지 등에 활용할 예정
o 고분자 전해질로의 활용
- 이온교환 등을 통하여 Tf₂N^- 고분자의 경우 Li-ion 배터리 고분자 전해질, I^- 경우 DSSC 등에 활용이 가능함
- Perovstkite, OPV 등의 태양전지용으로 전극 계면의 코팅 물질 등으로 활용 가능함

( 출처 : 한글요약문 4p )

Abstract ▼

Purpose&contents
Development of Novel Ionic Liquid Monomers and Ion-Conducting Polymers: Novel polymerizable ionic liquid monomers will be synthesized and their polymerization will be studied. Various ion-conducting polymer materials based on the novel ionic liquids will be developed and characte

Purpose&contents
Development of Novel Ionic Liquid Monomers and Ion-Conducting Polymers: Novel polymerizable ionic liquid monomers will be synthesized and their polymerization will be studied. Various ion-conducting polymer materials based on the novel ionic liquids will be developed and characterized to be applied to fuel-cell materials, electric actuators and reverse-osmosis membranes.

Result
o Ion conducting polymers by poly-condensations
- Imidazolium-PEG copolyesters were synthesized with structural changes, including alkyl chain length of imidazolium block, PEG block length and different anoins. We found that ionic conductivities are dependent on the chemical strcutures of the copolyesters. Interestingly, new imidazolium-PEG copolyesters show almost same conductivity even though their lower ion densities compared to the previously reported imidazolium polyesters,
- New pyrrolidinium and piperidinium based polyesters were syntehsized and characterized. They are more thermally stable than imidazolium polymers.
o Ionic block copolymers by controlled radical polymerizations
- To obtain a high T_g of the block copolymers, naphthalene, biphenyl and t-butylstyrenyl unit were tried for AB block copolymers by RAFT polymerizatoins.
- Phosphonium and naphthalene AB block copolymers were prepared and two T_gs are confirmed by DSC. However, the mateirals are too brittle for film-formation.
t-Butylstyrene was not very good for the RAFT polymerization with several CTA reagents. Sill we are trying to synthesize the high T_g block copolymers with various controlled radical polymerization conditions.

Expected Contribution
o Morphology-property relationships of the synthesized ionic block copolymers will be decide by such as WXRD as soon as possible.
o Anion-exchange membranes
- By changing the chemical structures of the block copolymers, we will prepare the ionic polymer films for anion-exchanged fuel cell membranes.
o Ioinc polymer electrolytes
- Tf₂N- ionic copolymers can be applicable to the Li-ion battery electrolyte with various compositions.
- Ion coating materials have recently received a big attention in Perovskite and/or OPV solar cell applications.

( 출처 : SUMMARY 5p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 7
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 11
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 16
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 17
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 18
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 18
• 8. 참고문헌 ... 19
• 9. 연구성과 ... 19
• 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 23
• 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 23
• 12. 기타사항 ... 23
• 별첨1 대 표 연 구 성 과 ... 24
• 끝페이지 ... 35