poly(m-phenylene terephthal amide) 합성 및 필름 특성에 관한 연구

[카리]

방향족 폴리아미드(aromatic polyamide)란 방향족 고리들이 아미드결합 (-CONH-)에 의해 연결된, 즉 두 개의 방향족 고리 사이에 직접 붙은 아미드결합이 85% 이상인 합성고분자를 말한다. 방향족 폴리아미드는 지난 수십 년 동안 내열성 또는 고강도 섬유로서 많이 연구되어 왔으며, 그 섬유는 지방족 폴리아미드 섬유인 나일론과 구별하여 아라미드 섬유로 알려져 있다
본 논문에서는 PMTA의 중합과 공정능력, PMTA 필름 제조방법에 관하여 연구하였다. PMTA 중합결과 PMTA의 고분자량은 90,776 으로 계산되었다. 또한 중합과정에서 중합물의 상태는 용액상태임을 확인 할 수 있었다. PMTA는 p-Aramid와 m-Aramid의 중간 성질을 가진다. 그러므로 PMTA는 높은 내열성과 강도를 지니고 있다. 강도를 지닌 PMTA는 나선형 구조를 가지고 있어 분자구조는 높은 대칭성을 지니고 있다. 따라서 PMTA는 여러 가지 형태로 공정이 가능하다. 일반적으로 폴리아미드는 방향족 이염기산 클로리드와 방향족 디아민이 반응매체를 통하여 낮은 온도에서 빠르게 축합중합이 이루어져서 제조된다. 이 저온 용액축합중합에서는 반드시 반응매체 내에서 중합반응이 일어나므로 고분자량의 중합체를 얻기 위해서는 여러 가지 조건이 충족되어야 한다. 중합반응에 영향을 미치는 인자로서는 ① 반응매체의 종류 ② 반응매체와 단량체의 순도 ③ 피반응물의 당량비 ④ 생성 중간체와 중합체의 용해성 ⑤ 온도, 농도 및 반응속도 ⑥ 부반응 ⑦ 혼합 및 산포집제 등을 생각할 수 있다.6) 본 연구에서는 고분자량의 중합체의 제조를 요하므로 고분자량을 얻기 위해서 위의 인자들을 세밀히 검토하여 중합하였다.
PMTA는 MPD (1,3-phenylenediamine), TPC (terephthaloyl chloride)의 농도에 따라 제조하였고 용매로는 CaCl2를 용해시킨 NMP를 사용하였다. CaCl2의 양을 증가시킬수록 중합물의 상태는 용액이 되었고, NMP의 용해도가 향상되었으며 이에 따라 점도도 증가하였다. 또한 NMP(CaCl2 포함)를 사용하면 중합물은 높은 본성점도(1.22(dl/g)를 확인할 수 있었다.

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