388…NICE, 제21권 제3호, 2003
NRL
National Research Laboratory (국가지정연구실)연구실 소개
본 연구실은 1987년 화학 공학과의 고분자재료연구실 을 모태로 하여 지난 15여 년 간 고분자 물성 및 합성에 관 한 국가연구기관 및 외부 산 업체와 공동으로 다양한 연구를 수행하여 왔으며, 2002년 6월에는 미래소재연구실(imaging &
information materials lab.)로 새롭게 태어나 ‘나 노 및 마이크론 크기의 입자 합성 및 제어기술’로 과학기술부에서 지정한 국가지정연구실(national research laboratory: NRL)로 선정되었다. 이 과 제에서 합성되는 단분산상 고분자 입자는 미래정 보통신의 고도화 사회에 필수적으로 사용되는 전 자·정보 소재용로서, 초저전력으로 차세대 신개 념 디스플레이의 핵심기술인 E-paper, 광기록 및 저장매체, 광기능성 소재기술, 정보부품기술 및 바 이오 신소재기술 분야의 응용개발이 요구되는 지 식정보화 시대의 새로운 패러다임을 가져다주는 기반기술이다. 정보과학의 발달과 함께 사용되는 고분자 재료의 용도는 더욱 다양화되고 세분화되 어, 각각의 요구 특성에 맞게 디자인된 분자구조 의 분자량과 분자량 분포도의 제어는 물론 다양한 크기의 단분산 입자로 구성된 분자 측면에서의 구 조 설계는 현재 고분자 산업에서 강력히 요구되는 사항이다.
따라서 본 연구실에서는 리빙라디칼 중합법이 라는 신개념의 고분자 중합법을 응용하여 위에 열 거한바 대로 다양한 특성을 갖는 미립 고분자 입 자를 제조하기 위한 연구를 수행하고 있다.
연구과제의 내용
고기능성 고분자재료의 제조를 위하여 본 연구 실에서는 1990년 이후 가장 중요한 고분자 중합법 으로 알려진 이래 전 세계의 학계 및 산업계에 지 대한 관심을 끌고 있는 RAFT, NMP, 그리고 ATRP 등에 의한 리빙라디칼 중합(controlled/
‘living’ radical polymerization)을 연구하고 있는 데, 이들 중합법은 분자의 다양한 구조설계는 물 론 분자량 및 분자량 분포도를 원하는 대로 조절 할 수 있는 장점을 가지고 있다. 그러나 한편으로 는 반응시간이 너무 길거나 전이금속촉매의 제거 등 아직 산업화가 되기에는 해결해야 할 많은 문 제점들을 가지고 있다. 또한 이러한 리빙라디칼 중합법은 괴상중합 및 용액중합과 같은 균일상 중 합에서 시작되어 최근에는 산업화에 유리한 유화, 현탁 및 분산중합과 같은 불균일계 중합에 응용하 기 위한 연구가 본격화되고 있는 추세에 있다. 따 라서 리빙라디칼 중합기술을 고분자 입자제조에 널리 쓰이고 있는 기존의 불균일계 중합에 접목하 여 첨단의 고분자 소재를 제조하고, 제조된 나노- 마이크론 입자의 표면, 입도크기 및 기능 제어, 품
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최 순 자
인하대학교 화학생명공학부, [email protected]
NEWS & INFORMATION FOR CHEMICAL ENGINEERS, Vol. 21, No. 3, 2003…389
N·R·L·소·개
질과 수율향상, core-shell 코폴리머 및 모폴러지 조절로 인한 설비 및 공정단가의 경감, 고품질 제 품의 대량공급 등을 위한 응용기술의 확립을 위한 연구 진행을 하고 있다. 본 연구실에서는 리빙라 디칼 중합법의 종류들 중에서 RAFT(reversible addition fragmentation chain transfer)에 있어서 는 신규 사슬이동제(chain transfer agent)의 합 성을 통한 새로운 물질 확보에 주안점을 두고 있 으며, NMP(nitroxide-mediated polymerization) 법의 단점인 통상 110℃ 이상인 고온의 중합온도 를 낮추기 위한 신규 nixtroxide계 물질의 개발, 그리고 ATRP(atom transfer radical polymeri- zation)로는 분자량 및 분자량 분포도가 제어된 다양한 블록 공중합체의 개발을 하고 있다. 이러 한 연구를 통하여 개발된 신규 사슬이동제를 다양 한 균일계 및 불균일계 고분자 중합법에 응용하여 첨단의 고분자소재를 제조하는데 역점을 두고 있 으며 본 연구를 통하여 개발된 폴리스티렌 마이크 로 입자의 예를 [그림 1]에, 이러한 구형 고분자 미립자의 응용분야를 [그림 2]에 나타내었다.
주요 실험 장비 및 보유 기기 유기합성 장치 세트
고분자 중합 장치 세트
Gel Permeation Chromatography FT-IR Spectroscopy
Pilot Reactor
Zeta Potential Analyzer UTM
DMTA DSC 7
Torsion Rheometer UV Detector Viscometer
Dynamic Light Scattering Mass Spectroscopy(공동분석기기) Gas Chromatography(공동분석기기) Liquid Chromatography(공동분석기기) SEM(공동분석기기)
TEM(공동분석기기) NMR(공동분석기기)
UV Spectroscopy(공동분석기기) XRD(공동분석기기)
홈페이지
http://www2.inha.ac.kr/~k1031/home.htm 그림 1. 리빙라디칼 중합에 의한 단분산상 PS 입자. 그림 2. 분자구조화된 단분산상 나노-마이크론 입자의
응용 및 수요 전망 도식도.
