Synthesis and Characterization of Chemically Modified Aromatic Poly(ester-amide)s Exhibiting Liquid Crystalline Properties in Organic Solvents

Abstract

방향족 폴리아미드는 수십 년 간 이들의 우수한 내열 특성과 기계적 물성을 응용하기 위해 연구되어왔다. 하지만 고분자 사슬간의 강력한 수소결합에 기인하여 유기용매에 대한 이 고분자 용해성은 낮은 편이었고, 이러한 점 때문에 고분자의 가공 및 사용이 제한되어 왔다. 따라서 본 연구에서는 이 문제를 해결하기 위해 화학적 변형이 가미된 새로운 방향족 폴리아미드를 디자인하고 합성하였다. 특히, 폴리아미드를 중합하는데 사용되는 방향족 다이아민에는 수소결합의 밀도를 줄이고자 에스터 그룹이, 고분자 사슬간의 거리를 넓히고 수소결합 길이를 늘리고자 다소 커다란 크기의 클로린 치환체가 도입되었다. 그러나 단일 중합 시스템만으로는 수소결합 밀도가 감소하더라도 반복단위가 어느 정도의 규칙성을 가지므로 유기용매에 대한 용해도가 좋지 않아 중화제를 투입하여도 용액상태의 도프를 얻어내지 못하였다. 따라서 클로인 치환체의 도입 유무가 다른 두 종류의 다이아민 단량체를 공중합하여 고분자 내 반복단위의 규칙성을 감소시킴으로써 유기용매에 대한 용해성을 향상시키고자 하였다. 그 결과, CAPAB 기반 반복단위의 더 높은 용해성을 통해 적정 수준의 분자량을 가지면서 동시에 이방성 고분자 용액 상태를 유지하는 도프를 제조할 수 있었다. 이 용액은 6wt% 에서 Critical concentration을 갖고 이후의 고분자 농도부터 점도가 감소하는 것을 통해 특정 농도 구간에서의 액정성 발현이 증명되었다.