일반기술

폴리스티렌 - 폴리펜틸메타크릴레이트 블록 공중합체, 이를 이용한 온도센서 및 압력센서

본 기술은 폴리스티렌-폴리펜틸메타크릴레이트 블록 공중합체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 특정 온도 및 압력 영역에서 나노구조를 형성함으로써 물리적 특성 및 광학적 특성을 임의로 조절할 수 있는 블록 공중합체, 이를 이용한 온도센서 및 압력센서에 관한 것이다.본 기술에 따른 폴리스티렌-폴리부틸메타크릴레이트 공중합체는 우선 스티렌 단량체에 강염기를 사용하여 반응을 개시하고, 일정시간 경과후 부틸메타크릴레이트 단량체를 혼합한다. 상기 강염기 개시제로는 n-부틸리튬이 주로 사용되지만 이외에도 나트륨계 또는 칼륨계 강염기를 사용할 수도 있다. 상기 제조시 사용되는 용매로서는 테트라하이드로퓨란(THF)가 일반적이지만, 이외에도 톨루엔, 벤젠 또는 에테르 등을 사용할 수도 있다. 상기 반응은 정제된 메탄올 또는 이소프로필알콜을 이용하여 중지시키고, 메탄올과 물이 혼합된 용매에 교반하면서 천천히 적가하여 침전물을 얻는다. 이처럼 얻어진 분말을 60 의 진공하에서 건조하여 최종 산물을 얻는다.본 기술에 따른 블록 공중합체의 특징은 다음과 같다.(1)특정 온도 또는 특정 압력에서만 나노 구조를 형성하며,(2)x값 또는 수평균 분자량의 조절에 따라 상기 온도 영역 및 압력 영역의 범위를 조절할 수 있다.상기 블록 공중합체가 나노 구조를 갖게 되면 편광된 빛에 대한 산란강도가 변하며 물리적인 성질인 모둘러스와 점도가 급격히 증가하게 된다. 따라서 특정화된 온도에서의 나노 구조를 요구하는 공정이나 광학적 성질 변화로 인한 온도 센서로 활용 가능할 뿐만 아니라 압력 센서로도 응용될 수 있다.본 기술에 따른 블록 공중합체를 이용한 온도센서는(1)박막형태 등으로 제조될 수 있고, (2)부가적인 장치들을 간소화할 수 있으며,(3)특정온도 영역에서만 작동한다는 것을 특징으로 한다.즉, 상기 블록 공중합체의 수평균 분자량을 조절하는 것에 의해 설정된 특정 온도 영역에서 모듈러스, 점도 또는 복굴절에 의한 산란강도가 급격히 변화할 뿐만 아니라, 당해 나노 구조가 구형, 실린더형 또는 라멜라형 중 어느 형태인지 여부에 따라서도 상기 물리적인 특성이 변하기 때문에, 특정 온도 영역에서 수행되어야 하는 공정시 온도가 상기 영역을 벗어나는 경우에는 이를 감지함으로써 공정을 원활히 컨트롤할 수 있다.본 기술에 따른 블록 공중합체는 압력센서로도 이용할 수 있는데,(1)일정 온도 범위에서 일정 압력까지는 나노 구조를 갖지만, (2)일정 압력을 초과하는 때에는 균일상이 되기 때문에 상기와 마찬가지로 모듈러스, 점도 또는 산란강도가 급격히 변화하게 되고 이를 이용하여 특정 온도에서 특정 압력을 감지할 수 있다.