화학공학소재연구정보센터
학회 한국고분자학회
학술대회 2005년 봄 (04/14 ~ 04/15, 전경련회관)
권호 30권 1호, p.160
발표분야 고분자 구조 및 물성
제목 SAXS를 이용한 polystyrene-b-poly(4-vinylpyridine) 공중합체 미셀의 내부구조 연구
초록 현재 자기조립이 가능한 다이블록 공중합체는 polydispersity가 좁고, 쉬운 가공법으로 재배열이 쉽게 일어난다는 장점으로 반도체의 리소그라피 공정을 위한 패턴화를 목적으로 많은 연구가 진행되고 있다. 그리고 자기조립이 가능한 다이블록 공중합체는 여러 nanoparticle과 결합하여 core-shell구조1를 형성하여 전기적, 광학적, 자기적 물성 발현에 이용되고 있다.2,3 PS(21,000g/mol)-b-PVP(21,000g/mol)(polystyrene-b-poly(4-vinylpyridine)) 다이블록 공중합체는 특정 용매-톨루엔에 용해 시, 두개의 블록과 용매 사이의 선택적 용해에 의해 미셀이 형성되고 특정 온도(예, 60℃)에서 자기조립이 일어나게 된다. 실제, 60℃ 에서 시간에 따라 일어나는 형상변화를 TEM을 통해 확인할 수 있는데, 1시간 경과 전 물질의 형상은 cylinder 상을 포함한 불균일상이었으나, 그 시간 이후는 선명한 구형의 미셀을 확인 할 수 있다.

그와 더불어, SAXS(Small Angle X-ray Scattering) 로 cylinder 의 단면 과 구형 미셀의 직경 및 동적 내부 구조 변화를 GIFT(General Indirect Fourier Transform) 및 DECON(DECONvolution)4을 통해 분석할 수 있다.

Fig. 2. (a) The logI - logq plots of PS-b-PVP solution in toluene (0.5wt%) at 60℃ for 67minutes at 4C1 PAL beam line
(b) The change of radius and I (0) of PS-b-PVP micelle in toluene(0.5wt%) at 60℃ with time. Radius, I (0) were calculated from I (0)= , R(Radius)= , P(r) is Pair distance distribution fuction.

상온에서 찍은 (Fig 2a) 그래프에서 기울기가 -15이라는 것으로 cylinder 형이라는 것과, (Fig 2b) 그래프를 통해 시간이 갈수록 직경(Dmax)이 작아지는 것을 확인할 수 있다. 뿐만 아니라, I (0)가2200초(36분) 경과 후 직경의 변화가 없는데도 불구하고 I (0)가 증가 변화 보이는 것으로 미셀의 크기가 변하지 않지만 그 내부구조는 계속 변하고 있음을 확인할 수 있다. 이러한 미셀은 시간뿐 만 아니라 온도, 승온-강온 등의 함수임을 알 수 있었고 더 자세한 연구는 (Fig 2a) 현재 진행 중이다.

참고문헌
1. Shim, S.E., Choe, S.J., Korean Ind. Eng. Chem, 14,2, 131(2003)
2. lin,Y.,Skaff,H.,Emrick,T.,Dinsmore,A.,Russel,T., Science, 299, 226(2003)
3. Sohn,B.H.,Choi,J.M.,Yoo,S.I., J. Am. Chem. Soc. 125, 1212 (2003)
4. Glatter, O., Kratky, O., Small Angle X-ray Scattering, Academic Press, London, 982, pp 126.
5. Glatter, O., Kratky, O., Small Angle X-ray Scattering, Academic Press, London, 1982, pp 171.
저자 장윤정, 박수영
소속 경북대
키워드 ps-b-pvp; 자기조립; SAXS
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