반응성 에시드 클로라이드인 트리멜리틱 안하이드라이드 클로라이드를 이용한 2-에티닐피리딘의 무촉매중 합을 통하여 트리멜리틱 부분을 측쇄로 갖는 이온성 공액구조 고분자를 합성하였다. 2-에티닐피리딘과 트리멜리틱 안하이드라이드 클로라이드를 1:1 몰비로 DMF 용매에서 반응시킨 결과 해당 공액구조 고분자를 높은 수율로 합성 할 수 있었다. 첫 번째 반응 단계에서 만들어진 단량체인 N-치환-2-에티닐피리디늄 염은 별도의 촉매 사용없이도 중합반응이 잘 진행되었다. NMR, IR, UV-visible 등의 분광분석기를 사용하여 합성 고분자의 구조를 분석한 결과 설계한 치환기를 갖는 공액구조 고분자가 합성되었음을 확인할 수 있었다. 합성 고분자의 전기-광학적 특성과 전기 화학적 특성을 측정하였다. 본 고분자는 자외선 영역뿐만 아니라 가시광선 영역에서 500 nm까지 넓은 흡수 피크 를 보였으며 PL 최대값은 539 nm에서 나타났다.

벤조다이옥산 기능기를 갖는 새로운 이온성 폴리아세틸렌 유도체를 2-브로모메틸-1,4-벤조디옥산을 이용한 2-에티닐피리딘의 4차염화 중합법으로 합성하였다. 2-브로모메틸-1,4-벤조디옥산에 의한 2-에티닐피리딘의 4차염화 반응에 의해 먼저 생성된 단량체인 에티닐피리디늄 염은 별도의 촉매나 개시제 없이도 중합반응이 잘 진행되어 70% 수율로 원하는 이온성 폴리아세틸렌 유도체를 합성할 수 있었다. 여러 가지 분석장비를 이용하여 고분자 구 조를 분석한 결과 합성 고분자는 벤조디옥산 피리디늄 부분을 갖는 공액구조 고분자임을 확인할 수 있었다. 합성 공액구조 고분자는 메탄올, DMF, DMSO, NMP 등과 같은 극성 유기 용매에 잘 용해하었다. 이 고분자는 이온성 피리디늄 부분을 갖고 있는 특성으로, 공기 중에서 상대적으로 더 많은 흡습 특성을 보였다. 합성한 고분자의 전기 -광학적 및 전기화학적 특성을 측정하고 분석하였다. 비가역적 전기화학적 거동이 산화 피크와 환원 피크 사이에서 관찰되었다. 본 고분자는 피리디늄 치환기를 갖는 다른 폴리아세틸렌 유도체와 비슷하게 50 사이클까지 안정적인 산화환원 거동과 1.0V에서의 안정한 산화전류값을 나타내었다.

3-(2-브로모에틸)인돌을 사용한 2-에티닐피리딘의 4차염화 중합을 통해 새로운 이온성 폴리아세틸렌 유도체 를 합성하였다. 3-(2-브로모에틸)인돌을 사용한 2-에티닐피리딘의 중합은 균일하게 진행되었으며 비교적 높은 수율 로 중합체를 합성할 수 있었다(78%). 3-(2-브로모에틸)인돌에 의한 2-에티닐피리딘의 4차염화 반응에 의해 형성된 N-(3-에틸인돌)-2-에티닐피리디늄 브로마이드의 활성화된 아세틸렌 삼중 결합은 별도의 개시제나 촉매 없이도 중합 반응이 잘 진행됨을 알 수 있었다. 여러 가지 분석 장비를 이용하여 중합체의 구조를 확인한 결과 설계한 인돌 치 환기를 갖는 공액구조 고분자가 생성되었음을 확인할 수 있었다. 이 중합체는 DMF, DMAc, DMSO 등과 같은 극성 유기 용매에 잘 용해하였다. 중합체는 가시광선 영역인 457 nm에서 특징적인 흡수 피크, 600 nm에서 엣지 파장 을 보였다. 중합체의 사이클릭 볼타모그램은 산화와 환원 피크 사이에서 안정한 비가역적 전기화학 거동을 나타내 었다. 스캔 속도가 증가할수록 환원 전류량이 증가하였으며 주 환원 및 산화 피크는 -1.3 V 및 1.1 V에서 관찰되었 다.

The PP-g-Vim-CH3I adsorbent, which possesses antibacterial and ion-exchange functions, was synthesized by photoinduced grafting of 1-vinyl imidazole (Vim) onto polypropylene, non-woven fabric and subsequent quaternization using methyl iodide (CH3I). The adsorption properties of PP-g-Vim-CH3I for nitrate ion were studied in batch mode and fixed-bed columns. The adsorption equilibria of NO3-N on PP-g-Vim-CH3I were well described by the Langmuir isotherm model, and the adsorption energy was 9.03 kJ/mol, which indicates an ion-exchange process. Adsorption-kinetic data were fitted with a pseudo-second-order kinetic model. The Bohart-Adams model was found to be suitable for simulating the breakthrough curves obtained from the fixed-bed columns. The fixed-bed sorption capacity of nitrate ion from the model was in the range 100.8 ~ 108.6 mg/g without the presence of competing anions but decreased to the range 55.7 ~ 96.2 mg/ g in groundwater due to adsorption competition with the coexisting anions, especially SO4 2− ion. The PP-g-Vim-CH3I adsorbent could be regenerated by washing with 1.0 N NaCl without serious lowering the adsorption capacity.

In recent years, the demand for advanced treatments in the water-treatment industry has increased, and physicochemicalseparation technologies have come into wide use. However, biofouling is a major problem for the separation processes in water and wastewater treatment. One anti-biofouling strategy is to construct antibacterial surfaces. In this work, polypropylene (PP) fiber was endowed with antibacterial/adsorption property by photoinduced graft polymerization of 1- vinyl imidazole (Vim) followed by quaternization with alkyl iodides. A concentration of Vim equal to 5 vol.% in 10-20 vol.% methanol, a photoirradiation time of 5 h and a reaction temperature of 80oC proved to be optimal for the grafting of Vim onto PP. The modified PP fibers were characterized by means of FT-IR, SEM, antibacterial and adsorption tests. We found that the quaternized PP-g-Vim fiber with methyl iodide exhibited high adsorption capacity for NO3-N and excellent antibacterial activities against both E. coli and S. aureus.