고분자 합성 기술

고분자는 소형의 반복되는 화학적 단위를 포함하는 등급의 물질입니다. 고분자의 구성 단위 또는 반복 단위를 모노머라고 합니다. 중합작용 또는 고분자 합성은 모노머가 공유 결합에 의해 서로 연결되어 고분자 구조를 형성하는 화학적 반응입니다. 고분자 사슬의 길이는 사슬의 반복 단위의 수에 따라서 규정되며, 이를 중합도(DP)라고 합니다. 고분자의 분자량은 반복 단위의 분자량과 DP의 곱입니다. 고분자 고유의 기본 특성은 분자량, 구조(선형 또는 가지형) 그리고 DP에 크게 의존합니다.
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포함된 화학적 반응의 유형을 근거로, 중합작용은 축합 및 부가 중합으로 알려진 두 개의 유형으로 분류됩니다. 축합 또는 단계 성장 중합에서, 축합 반응은 두 개의 다른 이작용성 도는 삼작용성 모노머 사이에서 발생하여 고분자를 생산하며, 이에 의해서 소형 분자, 주로 수분이 해당 반응에서 제거됩니다. 중합작용 또는 사슬 성장 중합작용 이외에도, 고분자의 성장은 고분자 사슬의 활성 부위에 모노머를 추가하여 발생하며 각 성장 단계의 끝에서 활성 부위의 재생이 일어납니다. 반응성 중심과 함께 개시제 종을 생산하기 위해 개시제가 필요합니다. 반응성 중심은 라디칼, 양이온, 음이온 또는 유기금속 복합체가 될 수 있습니다.
고분자 특성은 합성을 위해 사용된 모노머 유형 및 중합작용 방법에 크게 의존합니다. 제어된 라디칼 중합작용(CRP)으로 지칭하는 이동 라디칼 중합작용은 고분자 분자량, 분자량 배분, 기능성 및 구성에 대해 더 양호한 제어가 가능하도록 합니다. CRP는 상이한 애플리케이션을 위해 다양한 특성을 가진 고분자를 구축하기 위해 광범위한 비닐 모노머와 함께 활용될 수 있습니다.
세 개의 기본적인 CRP 기술이 있습니다.
- 원자이동 라디칼 중합작용(ATRP)
- 가역적 첨가/분해 연쇄 이동(RAFT) 중합작용
- 니트록사이드 매개 중합작용(NMP)
ATRP는 맞춤화된 친수성, 부착 특성 또는 나노입자 기능화에 의존하는 표면 변형 애플리케이션을 위해 적절합니다. RAFT 및 ATRP 모두에서 유래된 고분자는 중합작용 후 변형될 수 있으며 약물 전달 및 조직 공학 애플리케이션을 위한 생물의학 분야에서 전적으로 사용됩니다. 생물의학 애플리케이션을 위한 블록 공중합체(copolymer)는 일반적으로 RAFT 또는 ATRP로부터 개발됩니다. NMP로부터 개발된 블록 공중합체는 염료 분산, 기억 장치 및 합성물 제조를 위해 필수적입니다.
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