KR101137100B1 - 주사슬에 실리콘을 포함하는 폴리벤즈이미다졸 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 주사슬에 실리콘을 포함하는 폴리벤즈이미다졸 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 주사슬에 실리콘을 포함하는 폴리벤즈이미다졸은, 주사슬에 실리콘을 포함하는 단량체를 이용하여 3,3'-디아미노벤지딘과 축합중합함으로써 용해도와 열적 안정성이 우수하다.
Description
본 발명은 주사슬에 실리콘을 포함하는 폴리벤즈이미다졸 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 주사슬에 실리콘을 포함하는 단량체를 이용하여 3,3'-디아미노벤지딘과 축합중합시켜 제조된 폴리벤즈이미다졸 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
폴리벤즈이미다졸(polybenzimidazole; PBI)은 전체가 방향족으로 이루어지면서, 가장 먼저 그리고 가장 성공적으로 개발된 고분자로, Carl Marvel의 선구자적인 연구의 부산물이다. 실제로 이종원자 고리 고분자에 대한 엄청난 연구는 Marvel의 폴리벤즈이미다졸의 성공에 의하여 촉진되었다.
일반적으로, 폴리벤즈이미다졸은 이염기산(dibasic acids)의 에스터(특히, 페닐 에스터)와 테트라민을 반응시키거나, 또는 디아미노에스터로부터 제조된다. 전자의 반응은 상업적으로 중요한 폴리벤즈이미다졸의 제조에 사용된다. 폴리벤즈이미다졸의 제조에 산이 아닌 산의 에스터를 사용하는 이유는, 산이 벤즈이미다졸 형성 시에 요구되는 고온에서의 반응시 탈탄산(decarboxylate)하는 경향을 나타내기 때문이다. 그러나, 폴리벤즈이미다졸은 메탄술폰산에서의 오산화인(phosphorus pentoxide, P2O5)을 축합제(condensing agent)로 사용할 경우, 적당한 온도(약 140℃)에서 이염기산으로부터 제조될 수 있다.
한편, 실리콘을 포함하는 고분자 물질은 여러 가지 독특한 성질을 가지고 있다. 실리콘은 탄소와 비교하여 전기음성도(electronegativity, EN)가 1.80으로 탄소의 2.55보다 작기 때문에 탄소에 비해 전기적으로 양성이다. 따라서, 실리콘이 치환된 단량체와 중합체는 분자 사슬내 실리콘-탄소결합의 이온경향(12% 이온성)이 극성을 유발하여 단량체로서 작용할 경우 높은 반응성을 보이고 있어, 이를 기초로 제조된 중합체의 경우 분자 사슬의 극성변화와 용매와의 친화력을 향상시킬 수 있다. 또한, 중합체의 주사슬에 삽입된 실리콘 원자는 강직봉형태의 중합체의 직선구조를 변화시켜 전이온도를 낮출 수 있게 한다. 결합에너지 측면에서 보면 탄소-탄소(C-C)의 결합에너지가 82.6Kcal/mol인데 반하여 실리콘-탄소(Si-C)는 86Kcal/mol로서 더 높은 결합에너지를 가지고 있다. 이것은 실리콘-탄소 결합을 갖는 중합체가 그렇지 않은 중합체에 비해 더 높은 결합해리에너지를 필요로 하기 때문에 더 좋은 열 안정성을 가질 수 있다고 기대할 수 있다.
상기와 같은 실리콘의 특성들로 인해 실리콘을 포함하는 고분자들에 관한 연구가 꾸준히 진행되어 왔고, 그들의 열적 성질이나 용해도를 개선하고자 하는 연구도 많이 진행되어 왔다. 이러한 실리콘을 포함하는 고분자들의 공통적인 특성은 우수한 전기 절연성, 낮은 온도 의존성, 높은 열 안정성, 양호한 산소 투과성, 유리나 실리콘 기판에 대한 우수한 접착성 등이 있으며, 현재까지 상품화가 많이 이루어지고 있다.
종래의 폴리벤즈이미다졸은 난용성이며, 열적 안정성이 좋지 않은 경향이 있다. 따라서, 폴리벤즈이미다졸의 주사슬에 실리콘을 포함하는 폴리벤즈이미다졸을 제조하면 우수한 물성 특성을 가질 수 있을 것으로 생각된다. 그러나, 아직까지 주사슬에 실리콘을 포함하는 폴리벤즈이미다졸에 관한 연구는 미미한 상태이다. 따라서, 용해도와 열적 안정성이 우수한 주사슬에 실리콘을 포함하는 폴리벤즈이미다졸에 관한 연구의 필요성이 요구되고 있다.
본 발명자들은 용해도와 열적 안정성이 우수한 주사슬에 실리콘을 포함하는 폴리벤즈이미다졸에 관하여 연구하던 중, 주사슬에 실리콘을 포함하는 단량체를 이용하여 3,3'-디아미노벤지딘과 축합중합하여 주사슬에 실리콘을 포함하는 폴리벤즈이미다졸을 제조하였으며, 상기 주사슬에 실리콘을 포함하는 폴리벤즈이미다졸의 용해도와 열적 안정성이 우수함을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 주사슬에 실리콘을 포함하는 폴리벤즈이미다졸 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
도 1은 본 발명의 화학식 1의 주사슬에 실리콘을 포함하는 폴리벤즈이미다졸 [PBI I]의 FT-IR 스펙트럼을 나타낸 도이다.
도 2는 폴리(o-아미노아미드) [PAA]의 FT-IR 스펙트럼을 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 화학식 1의 주사슬에 실리콘을 포함하는 폴리벤즈이미다졸 [PBI Ⅱ]의 FT-IR 스펙트럼을 나타낸 도이다.
도 4는 분자량이 다른 6개의 폴리스티렌 고분자를 분리한 GPC 크로마토그램 (A)과 검정곡선(B)을 나타낸 도이다.
도 5는 폴리(o-아미노아미드) [PAA]를 분리한 GPC 크로마토그램(A)과 분자량 분포도(B)를 나타낸 도이다.
도 6은 본 발명의 화학식 1의 주사슬에 실리콘을 포함하는 폴리벤즈이미다졸 [PBI I]의 TGA 곡선을 나타낸 도이다.
도 7은 폴리(o-아미노아미드) [PAA]의 TGA 곡선을 나타낸 도이다.
도 8은 본 발명의 화학식 1의 주사슬에 실리콘을 포함하는 폴리벤즈이미다졸 [PBI Ⅱ]의 TGA 곡선을 나타낸 도이다.
도 2는 폴리(o-아미노아미드) [PAA]의 FT-IR 스펙트럼을 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 화학식 1의 주사슬에 실리콘을 포함하는 폴리벤즈이미다졸 [PBI Ⅱ]의 FT-IR 스펙트럼을 나타낸 도이다.
도 4는 분자량이 다른 6개의 폴리스티렌 고분자를 분리한 GPC 크로마토그램 (A)과 검정곡선(B)을 나타낸 도이다.
도 5는 폴리(o-아미노아미드) [PAA]를 분리한 GPC 크로마토그램(A)과 분자량 분포도(B)를 나타낸 도이다.
도 6은 본 발명의 화학식 1의 주사슬에 실리콘을 포함하는 폴리벤즈이미다졸 [PBI I]의 TGA 곡선을 나타낸 도이다.
도 7은 폴리(o-아미노아미드) [PAA]의 TGA 곡선을 나타낸 도이다.
도 8은 본 발명의 화학식 1의 주사슬에 실리콘을 포함하는 폴리벤즈이미다졸 [PBI Ⅱ]의 TGA 곡선을 나타낸 도이다.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는, 주사슬에 실리콘을 포함하는 폴리벤즈이미다졸을 제공한다.
상기 화학식 1에서, n은 10~10000의 양의 정수이다.
또한, 본 발명은 반응식 1에 나타낸 대로, 비스-(p-카복시페닐)디페닐실란 [DAPS], 3,3'-디아미노벤지딘 및 폴리인산을 혼합하고 150~250℃에서 20~30시간 동안 반응시켜 제조되는 것을 특징으로 하는, 화학식 1의 주사슬에 실리콘을 포함하는 폴리벤즈이미다졸의 제조방법을 제공한다.
[반응식 1]
상기 반응식 1에서, n은 10~10000의 양의 정수이다.
또한, 본 발명은 하기 반응식 2에 나타낸 대로,
1) 비스(4-클로로카보닐페닐)디페닐실란 [DCPS]과 3,3'-디아미노벤지딘을 유기용매 하에서 반응시켜 폴리(o-아미노아미드) [PAA]를 제조하는 단계, 및
2) 상기 제조된 폴리(o-아미노아미드)를 300~400℃에서 50분~100분 동안 고리화 반응시키는 단계를 포함하여 이루어지는, 화학식 1의 주사슬에 실리콘을 포함하는 폴리벤즈이미다졸의 제조방법을 제공한다.
[반응식 2]
상기 반응식 2에서, n은 10~10000의 양의 정수이다.
상기 반응식 2의 방법으로 제조된 화학식 1의 주사슬에 실리콘을 포함하는 폴리벤즈이미다졸은, FT-IR 스펙트럼을 관찰한 결과 1570㎝-1에서 C=N 피크가 나타남을 확인하였다. 따라서, 상기 화학식 1의 주사슬에 실리콘을 포함하는 폴리벤즈이미다졸은, 폴리벤즈이미다졸의 전구체 화합물인 폴리(o-아미노아미드) [PAA]가 열고리화 반응이 일어나 제조됨을 알 수 있다.
본 발명의 화학식 1의 주사슬에 실리콘을 포함하는 폴리벤즈이미다졸의 제조방법에 사용된 단량체[DAPS, DCPS]는, 하기 반응식 3에 나타낸 대로,
1) p-브로모톨루엔, 리튬 및 디클로로디페닐실란을 유기용매 하에서 반응시켜 디-p-톨릴디페닐실란 [DTPS]을 제조하는 단계,
2) 상기 제조된 디-p-톨릴디페닐실란 [DTPS], 아세트산, 아세트산 무수물, 진한 황산 및 크롬산(CrO3)을 반응시켜 비스-(p-카복시페닐)디페닐실란 [DAPS]을 제조하는 단계, 및
3) 상기 제조된 비스-(p-카복시페닐)디페닐실란 [DAPS]과 염화티오닐(SOCl2)을 반응시켜 비스(4-클로로카보닐페닐)디페닐실란 [DCPS]을 제조하는 단계를 포함하여 제조될 수 있다.
[반응식 3]
상기 반응식 2 및 3에서 사용된 유기용매로는 디메틸아세트아미드(DMAc), 디메틸설폭시드(DMSO), N-메틸피롤리돈(NMP), 디메틸포름아미드(DMF), 에테르 등을 포함하나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에 따른 화학식 1의 주사슬에 실리콘을 포함하는 폴리벤즈이미다졸은, 디메틸아세트아미드(DMAc), 디메틸설폭시드(DMSO), N-메틸피롤리돈(NMP) 및 디메틸포름아미드(DMF) 등의 극성유기용매에서 잘 용해되며, 800℃에서의 잔존 질량은 57~58%로 우수한 열적 안정성을 나타낸다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 주사슬에 실리콘을 포함하는 폴리벤즈이미다졸은, 주사슬에 실리콘을 포함하는 단량체를 이용하여 3,3'-디아미노벤지딘과 축합중합함으로써 용해도와 열적 안정성이 우수하다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
제조예 1
: 단량체의 제조
1-1. 디-
p
-톨릴디페닐실란 [di-
p
-tolyldiphenylsilane; DTPS]의 제조
질소 기류 하에서 1ℓ 용량의 플라스크에 무수에테르 240㎖와 리튬 4.2g (0.6mol)을 넣고 교반 및 환류시키면서, p-브로모톨루엔 51.3g(0.3mol)을 무수에테르 60㎖에 용해시킨 용액을 서서히 첨가하였다. 그 다음, 디클로로디페닐실란 38.1g(0.15mol)을 무수에테르 60㎖에 용해시킨 용액을 천천히 적가하면서 3시간 동안 교반 및 환류시켰다. 반응이 종결되면, 반응 혼합물에 HCl(10%) 9㎖를 가하여 과량의 리튬을 제거하고 여과한 다음, 용매를 증류하고 제거하여 황갈색의 생성물을 얻었다. 생성물을 에탄올로 재결정하여 흰색의 순수한 표제 화합물(DTPS) 48g (수율: 88%)을 얻었다. 이 화합물의 녹는점은 118~120℃이었다.
FT-IR (KBr pellet, ㎝-1) : 1425, 1105, 700(Si-Ph).
1H-NMR (CDCl3, ppm) : 2.25(s, 6H, tolyl CH), 7.6-7.15(m, 18H, aryl CH).
1-2. 비스-(p-카복시페닐)디페닐실란 [bis-(
p
-carboxyphenyl)diphenylsilane; DAPS]의 제조
얼음 욕조에 1ℓ 용량의 플라스크를 설치하고, 플라스크에 아세트산 45㎖, 아세트산 무수물 150㎖, 진한 황산 18㎖, 및 상기 1-1에서 제조한 DTPS 10.94g (0.03mol)을 차례로 넣고 혼합한 후, 반응 혼합액의 온도를 15℃로 유지하면서 격렬하게 교반시켰다. 그 다음, 크롬산(CrO3) 120g(1.2mol)을 일정한 속도로 1시간 동안 서서히 가한 뒤, 추가적으로 10분 동안 더 교반시켰다. 반응 혼합물에 과량의 얼음을 가하여 30분간 격렬히 교반한 후, 생성된 고체를 여과하고, 고형물을 물로 여러 번 씻고 공기 중에서 건조시켜 12.3g의 흰색 생성물을 얻었다. 이 생성물을 아세톤에 용해시키고 활성탄으로 처리한 다음 여과하고 다시 물에 부어 침전을 생성시킨 뒤 침전물을 분리하였다. 생성된 고형물을 에테르에 용해시켜 녹지 않는 물질을 여과하여 제거하고 결정이 생기기 시작할 때까지 감압 하에서 증류하여 용액을 농축시킨 다음, 동일한 양의 석유에테르를 농축 용액에 서서히 가하여 흰색 결정의 표제 화합물(DAPS) 9.5g(수율: 75%)을 얻었다. 이 화합물의 녹는점은 265~268℃이었다.
FT-IR (KBr pellet, ㎝-1) : 3500-2400(carboxylic acid O-H), 1690(C=O), 1424, 1104, 707(Si-Ph).
1H-NMR (DMSO-d6, ppm) : 7.5(m, 10H, aryl CH of silyl Ph), 7.65(d, 4H, aryl ortho to Si), 8.03(d, 4H, aryl CH ortho to COOH).
1-3. 비스(4-클로로카보닐페닐)디페닐실란 [bis(4-chlorocarbonylphenyl)diphenylsilane; DCPS]의 제조
500㎖ 용량의 플라스크에 상기 1-2에서 제조한 DAPS 12.72g(0.03mol)과 염화티오닐(SOCl2) 240㎖를 넣고 혼합한 후, 물중탕 하에서 1시간 동안 환류시켰다. 반응 혼합물을 상온에서 감압증류하여 과량의 염화티오닐을 제거하였다. 생성된 생성물을 리그로인(ligroin)으로 재결정하여 순수한 표제 화합물(DCPS) 12.4g(수율 : 90%)를 얻었다. 이 화합물의 녹는점은 183~185℃이었다.
FT-IR (KBr pellet, ㎝-1) : 1775, 1735(aryl C=O), 1425, 1105, 700(Si-Ph).
1H-NMR (CDCl3, ppm) : 7.5(m, 10H, aryl CH of silyl Ph), 7.72(d, 4H, aryl CH ortho to Si), 8.12(d, 4H, aryl CH ortho to COCl).
실시예 1
: 주사슬에 실리콘을 포함하는 폴리벤즈이미다졸 [PBI I]의 제조
250㎖ 용량의 플라스크에 3,3'-디아미노벤지딘 1.071g(5mmol)과 폴리인산 50g을 넣고 혼합한 후, 상기 제조예 1-2에서 제조한 DAPS 2.123g(5mmol)을 첨가하였다. 반응 혼합물을 200℃에서 24시간 동안 교반 및 환류시켰다. 반응이 종결된 후, 점성이 있는 반응 용액을 증류수에 부어 생성물을 분리하였다. 분리한 생성물을 수산화암모늄(ammonium hydroxide, NH4OH) 3~4㎖로 중화시킨 다음, 물로 여러 번 씻어내고, 진공오븐에서 12시간 이상 건조시켜 표제 화합물을 얻었다(건조 후 수율: 80%).
상기 제조된 표제 화합물(PBI I)의 FT-IR 스펙트럼은 도 1에 나타내었다.
실시예 2
: 주사슬에 실리콘을 포함하는 폴리벤즈이미다졸 [PBI Ⅱ]의 다른 제조방법
1. 폴리(
o
-아미노아미드) [poly(
o
-aminoamide); PAA]의 제조
250㎖ 용량의 플라스크에 3,3'-디아미노벤지딘 1.62g(7.5mmol)을 넣고 디메틸아세트아미드(DMAc)를 넣어 완전히 녹인 후, 상기 제조예 1-3에서 제조한 DCPS 2.52g을 DMAc 50㎖에 녹인 용액을 가하고 0℃에서 4시간 교반하였다. 그 다음, 반응 혼합물에 트리에틸아민 1.6g을 넣고 실온에서 16시간 동안 교반하였다. 반응이 종결된 후, 반응 용액을 메탄올에 부어 침전을 형성시키고, 형성된 침전물을 아세톤으로 세척하고 건조하여 표제 화합물을 얻었다.
상기 제조된 표제 화합물(PAA)의 FT-IR 스펙트럼은 도 2에 나타내었다.
2. 주사슬에 실리콘을 포함하는 폴리벤즈이미다졸 [PBI Ⅱ]의 제조
질소 분위기 하에서 TGA의 백금 샘플 팬에 10mg의 상기 1에서 제조한 PAA를 놓고 350℃에서 한 시간 동안 체류시켜 고리화 반응시켜 표제 화합물을 얻었다(건조 후 수율 : 90%).
상기 제조된 표제 화합물(PBI Ⅱ)의 FT-IR 스펙트럼은 도 3에 나타내었다.
실험예 1
: 폴리(
o
-아미노아미드) [PAA]의 분자량 분포 측정
주사슬에 실리콘을 포함하는 폴리벤즈이미다졸의 전구체 화합물인 폴리(o-아미노아미드) [PAA]의 분자량 분포를 알아보기 위하여, GPC(Gel Permeation Chromatography)를 사용하여 온도를 30℃로 유지하면서, 이동상 용매는 THF를 사용하고, 0.5㎖/min의 유속으로 측정하였다. 분자량이 다른 6개의 폴리스티렌 고분자를 표준시료로 사용하였다.
표준시료인 분자량이 다른 6개의 폴리스티렌 고분자를 분리한 GPC 크로마토그램(A)과 검정곡선(B)은 도 4에 나타내었고, 폴리(o-아미노아미드) [PAA]를 분리한 GPC 크로마토그램(A)과 분자량 분포도(B)는 도 5에 나타내었다.
도 4에 나타난 바와 같이, 분자량이 다른 6개의 폴리스티렌 고분자의 상관계수(R2) 값은 0.995로 좋은 직선성을 보여주었다.
또한 도 5에 나타난 바와 같이, 폴리(o-아미노아미드) [PAA]의 분자량 분포는 대략 1000~45000g/mol을 보여주었고, 수평균분자량(Mn)은 4783g/mol, 무게 평균 분자량(Mw)은 7410g/mol, 그리고 다분산지수(polydispersity index, PI)는 1.55로 우수하게 나타났다.
실험예 2
: 고분자의 용해도 측정
폴리(o-아미노아미드) [PAA] 및 화학식 1의 주사슬에 실리콘을 포함하는 폴리벤즈이미다졸의 용해도를 알아보기 위하여, 하기와 같은 실험을 수행하였다.
시험관에 5㎖의 유기용매를 넣고, 1~2㎎의 고분자 시료를 가한 후 용해도를 관찰하였다. 이때, 용매로는 THF, 아세톤, 톨루엔, 클로로포름, 디클로로메탄, 디메틸아세트아미드(DMAc), 디메틸설폭시드(DMSO), N-메틸피롤리돈(NMP) 및 디메틸포름아미드(DMF)를 사용하였다.
결과는 표 1에 나타내었다.
고분자 | THF | 아세톤 | 톨루엔 | CHCl3 | CH2Cl2 | DMAc | DMSO | NMP | DMF |
PBI I | -- | -- | -- | -- | -- | ++ | +- | +- | -- |
PAA | ++ | -- | -- | -- | -- | ++ | ++ | ++ | ++ |
※ ++ : 실온에서 용해됨, +- : 약간 용해됨, -- : 용해되지 않음.
표 1에 나타난 바와 같이, 폴리(o-아미노아미드) [PAA]는 아세톤, 톨루엔, 클로로포름, 디클로로메탄과 같은 일반적인 유기용매에는 잘 용해되지 않았으나, 디메틸아세트아미드(DMAc), 디메틸설폭시드(DMSO), N-메틸피롤리돈(NMP) 및 디메틸포름아미드(DMF) 등의 극성유기용매에는 잘 용해되었다. 본 발명의 화학식 1의 주사슬에 실리콘을 포함하는 폴리벤즈이미다졸 또한 디메틸아세트아미드에 잘 용해되었고, 디메틸설폭시드 및 N-메틸피롤리돈에는 약간 용해되었다.
실험예 3
: 고분자의 점도 측정
화학식 1의 주사슬에 실리콘을 포함하는 폴리벤즈이미다졸의 점도(Inherent viscosity; I.V)를 알아보기 위하여, 25℃(±0.5)로 유지된 항온조 속에서 Ubbelohde형 점도계로 측정하였다. 용매로는 DMAc를 사용하였고, 0.5g/㎗ 농도에서 측정하였다.
결과는 표 2에 나타내었다.
고분자 | 점도(㎗/g) |
PBI I (실시예 1) | 0.4 |
PBI Ⅱ (실시예 2) | 0.24 |
표 2에 나타난 바와 같이, 화학식 1의 주사슬에 실리콘을 포함하는 폴리벤즈이미다졸(PBI I, PBI Ⅱ)의 점도는 각각 0.4㎗/g 및 0.24㎗/g이었다.
실험예 4
: 고분자의 열적 성질과 열안정성 실험
폴리(o-아미노아미드) [PAA] 및 화학식 1의 주사슬에 실리콘을 포함하는 폴리벤즈이미다졸(PBI I, PBI Ⅱ)의 열적 성질과 열안정성을 확인하기 위하여, 열중량분석기(TGA, Du Pont 951)를 이용하여 측정하였다. 구체적으로는, 열중량분석기 (TGA)를 사용하여 10㎎의 고분자 시료를 각각 10℃/min와 20℃/min의 속도로 승온시키면서 질소 기류 하에서 측정하였다.
PBI I, 폴리(o-아미노아미드) [PAA], 및 PBI Ⅱ의 TGA 곡선은 각각 도 6 내지 도 8에 나타내었으며, 고분자의 무게 손실에 따른 열분해온도와 잔존 질량은 표 3에 나타내었다.
고분자 | 무게손실(5%) | 무게손실(10%) | 무게손실(20%) | 잔존 질량 |
PBI I | 135℃ | 367℃ | 621℃ | 58% |
PAA | 250℃ | 356℃ | 430℃ | 36% |
PBI Ⅱ | 406℃ | 435℃ | 505℃ | 57% |
도 6 내지 도 8, 및 표 3에 나타난 바와 같이, 화학식 1의 주사슬에 실리콘을 포함하는 폴리벤즈이미다졸의 800℃에서의 잔존 질량은 57~58%로 우수한 열적 안정성을 나타내었다.
본 발명에 따른 주사슬에 실리콘을 포함하는 폴리벤즈이미다졸은, 주사슬에 실리콘을 포함하는 단량체를 이용하여 3,3'-디아미노벤지딘과 축합중합함으로써 용해도와 열적 안정성이 우수하다.
Claims (6)
- 삭제
- 하기 반응식 2에 나타낸 대로,
1) 비스(4-클로로카보닐페닐)디페닐실란 [DCPS]과 3,3'-디아미노벤지딘을 디메틸아세트아미드(DMAc), 디메틸설폭시드(DMSO), N-메틸피롤리돈(NMP), 디메틸포름아미드 (DMF) 및 에테르로 이루어진 군으로부터 선택된 유기용매 하에서 반응시켜 폴리(o-아미노아미드) [PAA]를 제조하는 단계, 및
2) 상기 제조된 폴리(o-아미노아미드) [PAA]를 300~400℃에서 50분~100분 동안 고리화 반응시키는 단계를 포함하여 이루어지는, 하기 화학식 1의 주사슬에 실리콘을 포함하는 폴리벤즈이미다졸의 제조방법.
<반응식 2>
상기 반응식 2에서, n은 10~10000의 양의 정수이다.
<화학식 1>
상기 화학식 1에서, n은 10~10000의 양의 정수이다. - 제 2항에 있어서, 상기 비스-(p-카복시페닐)디페닐실란 [DAPS]는
1) p-브로모톨루엔, 리튬 및 디클로로디페닐실란을 디메틸아세트아미드(DMAc), 디메틸설폭시드(DMSO), N-메틸피롤리돈(NMP), 디메틸포름아미드 (DMF) 및 에테르로 이루어진 군으로부터 선택된 유기용매 하에서 반응시켜 디-p-톨릴디페닐실란 [DTPS]을 제조하는 단계, 및
2) 상기 제조된 디-p-톨릴디페닐실란 [DTPS], 아세트산, 아세트산 무수물, 진한 황산 및 크롬산(CrO3)을 반응시켜 비스-(p-카복시페닐)디페닐실란 [DAPS]을 제조하는 단계를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 하는, 하기 화학식 1의 주사슬에 실리콘을 포함하는 폴리벤즈이미다졸의 제조방법.
<화학식 1>
상기 화학식 1에서, n은 10~10000의 양의 정수이다. - 제 3항에 있어서, 상기 비스(4-클로로카보닐페닐)디페닐실란 [DCPS]는
1) p-브로모톨루엔, 리튬 및 디클로로디페닐실란을 디메틸아세트아미드(DMAc), 디메틸설폭시드(DMSO), N-메틸피롤리돈(NMP), 디메틸포름아미드 (DMF) 및 에테르로 이루어진 군으로부터 선택된 유기용매 하에서 반응시켜 디-p-톨릴디페닐실란 [DTPS]을 제조하는 단계,
2) 상기 제조된 디-p-톨릴디페닐실란 [DTPS], 아세트산, 아세트산 무수물, 진한 황산 및 크롬산(CrO3)을 반응시켜 비스-(p-카복시페닐)디페닐실란 [DAPS]을 제조하는 단계, 및
3) 상기 제조된 비스-(p-카복시페닐)디페닐실란 [DAPS]과 염화티오닐(SOCl2)을 반응시켜 비스(4-클로로카보닐페닐)디페닐실란 [DCPS]을 제조하는 단계를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 하는, 하기 화학식 1의 주사슬에 실리콘을 포함하는 폴리벤즈이미다졸의 제조방법.
<화학식 1>
상기 화학식 1에서, n은 10~10000의 양의 정수이다.
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