지구 온난화 이슈에서 가장 고질적인 문제 중 하나는 온실가스의 배출이다. 다양한 온실 가스 중 가장 높은 비중을 차지하는 이산화탄소(CO2)는 이를 분리하기 위해 연구자들이 지속적으로 연구를 진행해오고 있다. 이러한 관점에서 본 연구에서는 이산화탄소 기체를 분리하기 위해 poly(vinyl alcohol) (PVA) 기반 공중합체를 제조하여 기체 분리막에 활용했다. 공중합체는 자유 라디칼 중합법을 활용했으며, 곁사슬을 위한 단량체로 아크릴산(acrylic acid)를 사용하여 PVA-g-PAA (VAA) 그래프트 공중합체를 제조했다. 본 공중합체를 이산화탄소 기체분리막에 적용한 사례는 최초이며, 폴리설폰 지지체에 복합막 형태로 제조했다. 공중합체 합성 결과는 FT-IR을 통해, 합성한 공중합체 의 거동은 TEM과 DSC, TGA를 통해 분석하였다. AA 그래프팅을 통해 공중합체는 나노 구조를 형성하며, PVA의 결정화도를 급격하게 감소시켜 이산화탄소의 용해도를 증가시켰고, 이는 이산화탄소 기체 분리 성능을 향상시켰다. 이를 통해 이산화탄소 분리막 분야에 용액-확산 및 그래프팅 방법이라는 새로운 접근법을 제시하였다.

In this study, block copolymer of polystyrene and polyethylene glycol methyl ether methacrylate(PEGMA) by ATRP(atom transfer radical polymerization) method was synthesized. 4 arm-molecule which contained halogen atom was synthesized for an initiator. With 4 arm-molecule monodispered polystyrene were synthesized by ATRP method. The molecular change of synthesized monodispersed polystyrene with respect to time was investigated and living polymer characteristic was confirmed. Block copolymer of polystyrene and polyethylene glycol methyl ether methacrylate(PEGMA) was synthesized by ATRP with macroinitiator which was synthesized from the monodispersed polystyrene(Mn=12000). The molecular weight of obtained PS-b-PEGMA was 22,000.

Rosin moeity-containing monomer was prepared by the reaction of abietic acid with 2-hydroxyethyl methacrylate in tetrahydrofuran(THF) using diethyl azodicarboxylate as a catalyst. This new monomer was photo-polymerized to give thin films in the presence of a radical type initiator. The rate of photo-polymerization and amount of cured polymer were determined using the residual yield method. A thermogravimetric analysis of the cured polymer showed that the film was stable up to 170oC, at which point the polymer film has lost 10 wt % of its weight.