고분자에 대하여

소개글

고분자에 대하여에 대한 보고서 자료입니다.

목차

Ⅰ. 전도성 고분자

1

전도성 고분자의 정의
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1
2

전도성 고분자의 전기메카니즘
․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․
2



가. Band Theory
․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․
3



나. Free Electron Theory
․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․
4
3

전도성 고분자의 종류
․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․
4
4

전도성 고분자의 응용
․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․
7


Ⅱ. 폴리 피롤(Poly-Pyrrole)

1

폴리피롤(Poly-Pyrrole)의 정의
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8
2

폴리피롤의 중합메카니즘
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9
3

폴리피롤의 전하전달 메카니즘
․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․
10
4

폴리피롤의 전기적 성질
․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․
11
5

폴리피롤의 그 밖의 성질
․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․
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Ⅲ. 참고문헌

본문내용

등)에 따라 전기전도도가 절연체(σ-dc ≤ 10 S/cm)에서 도체 (σ-dc ≒ 100 S/cm)까지의 다양한 변화를 나타낸다.
일반적으로 전기전도도가 큰 금속의 경우 전도 메카니즘은 Drude model인 σ = n · μ · e 식을 잘 따르나 전도성 고분자와 같이 시료내에 결함 혹은 무질서도가 존재하는 경우 운반체인 전자가 국소화 되어 Drude model을 따르지 못하게 된다. 전자가 국소화 되어 있는 전도성고분자의 전도 메카니즘을 설명하기 위하여 Greaves는 비결정성 물질에 적용가능한 전하운반체의 건너뜀(hopping)을 제안하였다.
5. 폴리피롤의 그 밖의 성질
폴리피롤은 열적안정성 및 대기 안정성이 우수하고, 높은 전기전도도를 가지고 있으나 사슬 간, 또는 사슬내의 강한 인력과 결합 때문에 일반적인 유기용매 및 물에 잘 용해되지 않아 오랫동안 전기화학적으로 합성된 시료에 대한 연구가 주로 수행되어왔다. 이러한 용해성의 문제점을 해결하기 위하여 많은 연구진에 의해 가용성 폴리피롤의 화학적인 합성이 시도 되어왔다.
주로 사용된 방법으로는 단량체인 피롤에 치환기를 도입하여 사슬간의 인력을 약화시켜 폴리피롤에 용해성을 부여한 것으로, Collard등이 시도한 방법으로 피롤 단량체의 베타(β)-탄소에 알킬 설포네이트를 치환시켜 폴리피롤을 제조하거나, Audebetr 등에 의해 피롤 단량체의 질소에 알킬 설포네이트를 치환시켜 폴리피롤을 제조하는 방식이었다. 그러나 긴 사슬의 치환기를 갖는 폴리피롤은 고분자 주 사슬에서 torison angle을 증가시켜 π-delocalization의 감소에 따른 conjugation length가 감소하여 전기전도도가 떨어지는 단점을 가지고 있다. 그 외에도 피롤치환체를 사용한 폴리피롤 공중합체도 제조되었다. 그러나 일반적으로 고분자사슬에 대한 치환기의 도입 및 합성된 공중합체의 경우 용매에 대한 용해도는 증가하나, 전기전도도, 열적안정성 등이 저하되는 단점이 있다.
최근 치환기를 포함하지 않는 피롤 단량체를 사용하여 일부 유기용매에 녹는 가용성 폴리피롤이 화학적인 방법에 의해 합성되어지고 있다. 비극성의 긴 알킬사슬을 갖는 음이온 dopant인 DBSA(dodecylbenzensulfonic acid)로 도핑된 폴리피롤 (Ppy-DBSA)의 경우 dodecyl group에 의한 사슬간의 상호 작용(interchain interaction)의 약화로 인하여 일부(한정된) 유기용매 (m-cresol, chloroform, DMF, DMSO 등)에서 매우 낮은 용해도를 나타낸다는 보고가 있었다. 약한 극성의 클로로포름 용매에 Ppy-DBSA분말을 녹일 경우, 일반적인 피롤 단량체 대 dopant의 비보다 과량으로 DBSA를 사용해야만 용해도가 약간 증가함을 보여 주고 있다. ( < 3wt.%/vol.) 이때의 용해도의 증가는 비극성 계면활성제인 DBSA를 과량으로 사용함에 따른 도판트, 용매, 고분자간의 마이셜 효과로 설명되어지고 있다. 또한 Ppy-DBSA의 경우 환경친화성용매인 알코올류에 대한 용해성은 아직 보고 되지 않았다. DBSA을 도판트로 사용하여 제조된 폴리피롤의 경우 분자량을 제시하지 못하였으며, 폴리피롤의 일부 용매에 대한 가용성은 낮은 분자량에 기인하는 것으로 추정하였다. 이들은 또한 dynamic light scattering 실험을 통하여 분자량측정을 시도하였으나 실패하였는데 그 이유 역시 낮은 분자량에 기인하는 것으로 설명하였다.
Y. Shen 등은 β-나프탈렌설폰산(NSA)의 in-situ 도핑을 통하여 m-크레졸에 가용성인 폴리피롤을 보고하였다. 이들은 0.57 mol/L의 NSA사용시 최고 1.2 g/100 mL의 용해도를 나타내며, 이는 높은 농도의 NSA가 피롤의 중합시 사슬들 사이의 가교결합을 방해하기 때문으로 설명하였다. 그러나 이들 결과 역시 낮은 용해도를 보였고, 분자량은 제시하지 못하였다.
Ⅲ. 참고문헌
1. S.K. Dhawan, D.C. Trivedi, J. Appl. Electochem. 22, 563 (1992).
2. J.M. Machado, F.E. Karasz, R.W. Lenz, Polymer 29, 1412 (1998).
3. R.L. Greene, G.B. Street, L.J. Suter, Phys. Rev. Lett. 34, 557 (1975).
4. Y. Cao, A. Andreatta, A. J. Heeger, P. Smith, Polymer 30, 2305 (1989).
5. Y. Cao, P. Smith, A. J. Heeger, Synth. met. 48, 91 (1992).
6. Y. Cao, P. Smith, A. J. Heeger, Synth. met. 57, 3514 (1993).
7. E. Yan and G. Xue, J. Mater. Chem. 9, 3035 (1999).
8. K. Kanazawa, A. F. Diaz, R. H. Geiss, W. D. Gill, J. F. Kwak, and G. B.Street, J. Chem. Soc., Chem. Commun., 854(1979).
9. E. Yan and G. Xue, J. Mater. Chem. 9, 3035 (1999).
10. W.S. Huang, A.G. MacDiarmid, Polymer 34(9), 1883 (1993).
11. D.R. Paul, J. W. Barlow, J. Macromol. Sci. C-1, 109 (1908).
12. T.A. Skotheim ed, “Handbook of Conducting Polymer”, Marcel Dekker, N.Y. 1, 83 (1986).
13. J.R. MacCallum, C.A. Vincent(Eds.), Polymer Electrolyte Reviews, Vol. 1 and 2, Elsvier Applied Science, London, (1987).
14. J. Lipkowski, P.N. Ross(Eds.), The Electrochemistry of Novel Mat, VCH, New York, (1994).

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