Preparation of Organic-inorganic Doublet Particles Using Seeded Polymerization

Abstract

유/무기 복합입자는 유기물의 특성과 무기물의 특성을 모두 가진다는 점에서 다양한 응용 가능성을 가지며, 이로 인하여 최근 관심이 증가되고 있다. 본 논문에서는 시디드 중합을 이용하여 더블렛 구조를 가지는 유/무기 복합입자 제조법을 제안하였다. 또한 제조된 입자의 이등방성의 형태를 조사하였을 뿐만 아니라 친수성/ 소수성의 양친의 특징을 가짐을 확인하였다. 더블렛 구조를 가지는 유/무기 복합입자를 제조하기 위해서 반 상호침투 고분자(semi-IPN) 구조를 가지는 입자를 시드(seed)로 사용하여 시디드 중합을 하였다. 여기에 모노머로써 무기물 실리카 전구체인 3-트리메톡시실릴 프로필 메타아크릴레이트를 에멀젼화시켜 첨가하고 70도에서 중합하였다. 중합 온도에서 가교된 반 상호침투 고분자 입자의 탄성복원력과 고분자-모노머 상분리 현상으로 인하여 더블렛 형태의 복합입자가 제조되었다. 제조된 입자는 한쪽 영역에는 친수성의 실리카가 존재하고, 다른 한쪽 영역에는 소수성의 폴리스티렌이 존재하였음을 확인하였다. 또한 실리카 영역을 다양한 실란 결합제를 이용하여 아민, 티올 등의 기능기로 표면 개질함으로써 다양한 응용 가능성을 확인하였다.; Organic-inorganic hybrid doublet particles were synthesized by the seeded polymerization of semi-interpenetrating polymer network (semi-IPN) polystyrene (PS) seed particles swollen with 3-(trimethoxysilyl) propyl methacrylate (TMSPM). As the swollen particles with TMSPM were polymerized at 70°C, uniform doublet particles were produced due to the monomer-polymer phase separation and elastic-retractile force. In order to incorporating the various functional groups on the doublet particles, surface modification was carried out by using a simple sol-gel reaction with a silane-coupling agent. From the results of the Fourier transformation infrared spectroscopy (FT-IR), the -NH2 and -SH groups were successfully introduced on the silica domain of the organic-inorganic hybrid particles. The doublet structure and the anisotropic characteristics of the organic-inorganic hybrid particles were confirmed using on scanning electron microscope (SEM) and on fluorescence microscope, respectively.