KR20150121460A - 폴리아마이드-이미드의 모노머 조성 분석방법 및 분석시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 (a) 폴리아마이드-이미드를 가수분해(hydrolysis)해서 제 1시료를 준비하는 단계; (b)폴리아마이드-이미드를 메탄올분해(Methanolysis)해서 제 2시료를 준비하는 단계; (c) 상기 제 1시료 및 제 2시료를 각각 액-액 추출(Liquid-Liquid Extraction)을 통하여, 유기층을 회수하는 단계; 및 (d) 상기 회수된 유기층의 시료들을 각각 GC/MS 분석하는 단계를 포함하는 폴리아마이드-이미드의 모노머 조성 분석방법 및 이를 이용한 분석시스템에 관한 것이다.
Description
본 발명은 폴리아마이드-이미드의 모노머 조성 분석방법 및 분석시스템에 관한 것이다.
폴리아마이드-이미드는 열적으로 우수하며 물리적 화학적 성능이 뛰어난 열가소성(thermoplastic)폴리머 중 하나이다. 이러한 특징으로 인해 좋은 성능을 발휘하는 폴리머 재료 중에 하나로 꼽히며 높은 가격을 유지하고 있으며 전선의 코팅 재료나 PCB(printed circuit board)의 절연재료로도 사용된다.
폴리아마이드-이미드는 높은 열적 특성과 내화학적 특성 이외에 높은 강도를 유지하고 용융공정이 가능하다는 점에서 폴리아마이드와 폴리이미드의 특성을 모두 포함하고 있다. 이러한 특성을 가지는 폴리아마이드-이미드의 제조방법은 일반적으로 아래와 같이 두 가지로 나눌 수 있다.
첫번째로, 산염화물(Acid chloride route)을 이용한 방법으로, 트리메리틱산클로라이드(trimellitic acid chloride, TMAC)와 메틸렌 디아닐린(methylene dianiline, MDA)을 모노머로 하여 N-메틸피롤리돈(N-methylpyrrolidone, NMP) 또는 디메틸아세트아미드(dimethylacetamide, DMAC) 또는 디메틸포름아미드(dimethylformamide, DMF) 또는 디메틸설폭사이드(dimethylsulfoxide, DMSO) 용매 하에서 20-60℃ 온도 조건에서 중합하고, 중합 후 반응 부산물인 염산(HCl)은 중화하여 제거하고, 폴리머 침전을 얻는다. 그리고 얻어진 폴리머는 고온의 이미드화 반응을 거쳐 아믹산 기능기를 이미드로 전환하여 폴리아마이드-이미드를 제조한다.
또 다른 방법으로는 디이소시아네이트 루트(Diisocyanate route)로 폴리아마이드-이미드를 제조하는 기본적인 방법이며, 4,4'-메틸렌디페닐디이소시아네이트 (4,4'-methylenediphenyldiisocyanate, MDI)와 트리메리틱 무수물(trimellitic anhydride, TMA)를 반응시켜 이미드화된 폴리아마이드-이미드를 제조하는 방법이었다.
한편, 상기 폴리아마이드-이미드 필름에 대한 연구 개발에 있어서, 개발 제품의 조성을 확인하기 위해 조성 분석 방법은 필수적으로 필요하다.
이와 관련하여 폴리아마이드-이미드의 모노머 조성 분석방법은 종래의 Pyrolysis GC-MS를 이용한 방법 또는 한국공개특허 제 1995-0029297호 등에서와 같이 폴리이미드 필름에 TMAH (tetramethylammonium hydroxide)를 이용한 유도체화 후 분석하는 방법을 적용할 수 있으나, 복잡한 열분해물의 생성으로 인해 데이터 해석이 어려울 뿐만 아니라 산무수물(anhydride acid) 및 이무수물(dianhydride)의 경우 유도체화가 쉽게 일어나지 않아 모노머 성분 파악이 힘들다는 문제점이 있다.
본 발명은 복잡한 열분해 산물로 인해 데이터 해석이 어렵고 산무수물(anhydride acid) 및 이무수물(dianhydride)성분의 유도체화가 진행되지 않아 분석이 용이하지 않은 종래의 분석방법을 개선하기 위하여, 메탄올 분해(methanolysis) 및 가수 분해(hydrolysis)법을 전처리법으로 사용하여, 복잡한 열분해 산물로 인한 방해 영향이 없고, 목적하는 모노머(anhydride acid, dianhydride 및 diamine)가 주성분으로 검출되어 폴리아마이드-이미드의 모노머 조성 분석이 용이한 폴리아마이드-이미드의 모노머 조성 분석방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 위하여, 본 발명은 (a)폴리아마이드-이미드를 가수분해(hydrolysis)해서 제 1시료를 준비하는 단계; (b)폴리아마이드-이미드를 메탄올분해(Methanolysis)해서 제 2시료를 준비하는 단계; (c) 상기 제 1시료 및 제 2시료를 각각 액-액 추출(Liquid-Liquid Extraction)을 통하여, 유기층을 회수하는 단계; 및 (d) 상기 회수된 유기층의 시료들을 각각 GC/MS 분석하는 단계를 포함하는 폴리아마이드-이미드의 모노머 조성 분석방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 (a) 폴리아마이드-이미드를 가수분해(hydrolysis)해서 제 1시료를 준비하는 가수분해모듈; (b) 폴리아마이드-이미드를 메탄올분해(Methanolysis)해서 제 2시료를 준비하는 메탄올분해모듈; (c) 상기 제 1시료 및 제 2시료를 각각 액-액 추출(Liquid-Liquid Extraction)을 통하여, 유기층을 회수하는 회수모듈; 및 (d) 상기 회수된 유기층의 시료들을 GC/MS 분석하는 분석모듈을 포함하는 폴리아마이드-이미드의 모노머 조성 분석시스템를 제공한다.
또한 본 발명은 상기의 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체를 제공한다.
본 발명의 폴리아마이드-이미드의 모노머 조성 분석방법에 의하면, 메탄올 분해(methanolysis) 및 가수 분해(hydrolysis)법을 전처리법으로 사용하여, 복잡한 열분해 산물로 인한 방해 영향이 없고, 목적하는 모노머(anhydride acid, dianhydride 및 diamine)가 주성분으로 검출되어 폴리아마이드-이미드의 모노머 조성 분석이 용이하다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1의 가수 분해된 시료의 GC/MS 데이터를 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1의 메탄올 분해된 시료의 GC/MS 데이터를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 비교예 1의 Py-GC/MS 데이터를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1 및 비교예 1의 피크와 해당 화합물의 화학식을 나타낸 표이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1의 메탄올 분해된 시료의 GC/MS 데이터를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 비교예 1의 Py-GC/MS 데이터를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1 및 비교예 1의 피크와 해당 화합물의 화학식을 나타낸 표이다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 폴리아마이드-이미드의 모노머 조성 분석방법은, (a)폴리아마이드-이미드를 가수분해(hydrolysis)해서 제 1시료를 준비하는 단계; (b)폴리아마이드-이미드를 메탄올분해(Methanolysis)해서 제 2시료를 준비하는 단계; (c) 상기 제 1시료 및 제 2시료를 각각 액-액 추출(Liquid-Liquid Extraction)을 통하여, 유기층을 회수하는 단계; 및 (d) 상기 회수된 유기층의 시료들을 각각 GC/MS 분석하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 폴리아마이드-이미드의 모노머 조성 분석방법은 (a) 단계에서, 폴리아마이드-이미드를 가수 분해(hydrolysis)해서 제 1시료를 준비한다.
상기 (a) 단계의 가수 분해는 폴리아마이드-이미드 중 디아민(diamine) 모노머의 성분을 분석하기 위한 것으로, 강염기를 이용하여 가수 분해를 진행한다.
본 발명에 있어서 상기 강염기는 통상적으로 사용하는 강염기라면 특별한 제한은 없으나, 바람직하게는 NaOH 등을 사용할 수 있다. 상기 가수 분해에서 첨가되는 강염기의 양은 충분한 가수 분해가 이루어지는 정도라면 특별한 제한은 없으나, 바람직하게는 폴리아마이드-이미드의 총량 기준으로 10배 내지 50배 정도로 투입될 수 있다.
상기 (a) 단계의 가수 분해는 충분한 가수 분해 효과를 내기 위하여 100 내지 150℃에서 2 ~ 12시간 동안 반응시키는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 110 ~ 130℃에서 4 ~ 8시간 동안 반응시킬 수 있다. 상기 가수 분해의 반응온도가 100℃보다 낮으면 가수분해 시간이 길어지는 문제가 있고, 150℃보다 높으면 분해가 너무 촉진되어 원하지 않은 화합물이 생성되는 문제점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 폴리아마이드-이미드의 모노머 조성 분석방법은 (b) 단계에서, 폴리아마이드-이미드를 메탄올 분해(Methanolysis)해서 제 2시료를 준비한다.
상기 (b) 단계의 메탄올 분해는 폴리아마이드-이미드 중 산무수물(anhydride-acid) 및 이무수물(dianhydride) 모노머의 성분을 분석하기 위한 것으로, 강산 및 알코올을 이용하여 메탄올 분해를 진행한다.
본 발명에 있어서 상기 강산은 통상적으로 사용하는 강산이라면 특별한 제한은 없으나, 바람직하게는 황산 등을 사용할 수 있다. 또한 본 발명에 있어서 상기 알코올은 통상적으로 사용하는 알코올이라면 특별한 제한은 없으나, 바람직하게는 메탄올, 에탄올, 노말프로판올 또는 이소프로판올로 이루어지는 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다. 상기 메탄올 분해에서 첨가되는 강산의 양은 충분한 메탄올 분해가 이루어지는 정도라면 특별한 제한은 없으나, 바람직하게는 폴리아마이드-이미드의 총량 기준으로 10 내지 50배 정도로 투입될 수 있다. 또한, 상기 메탄올 분해에서 첨가되는 알코올의 양은 충분한 가수 분해가 이루어지는 정도라면 특별한 제한은 없으나, 바람직하게는 폴리아마이드-이미드의 총량 기준으로 50 내지 200배 정도로 투입될 수 있다.
상기 (b) 단계의 메탄올 분해는 충분한 메탄올 분해 효과를 내기 위하여 100 내지 150℃에서 4 ~ 12시간 동안 반응시키는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 110 ~ 130℃에서 4 ~ 8시간 동안 반응시킬 수 있다. 상기 메탄올 분해의 반응온도가 100℃보다 낮으면 메탄올 분해 시간이 길어지는 문제가 있고, 150℃보다 높으면 분해가 너무 촉진되어 원하지 않은 화합물이 생성되는 문제점이 있다.
이 후, 본 발명에 따른 폴리아마이드-이미드의 모노머 조성 분석방법은 (c) 단계에서, 상기 (a) 단계 및 (b) 단계의 시료들을 각각 액-액 추출(Liquid-Liquid Extraction)을 통하여, 유기층을 회수한다.
즉, 상기 (c) 단계에서는 상기 (a) 단계에서 폴리아마이드-이미드가 가수 분해된 제 1시료 및 상기 (b) 단계에서 폴리아마이드-이미드가 메탄올 분해된 제 2시료를 각각 액-액 추출(Liquid-Liquid Extraction)한다. 본 발명에서는 상기 액-액 추출(Liquid-Liquid Extraction)이 충분히 진행될 수 있도록, 상기 (a) 단계에서 가수 분해된 시료들을 실온에서 식힌 후에 액-액 추출(Liquid-Liquid Extraction)을 진행하고, 상기 (b) 단계에서 메탄올 분해된 시료들은 실온에서 식힌 후에 질소 하에서 메탄올을 휘발시킨 후 액-액 추출(Liquid-Liquid Extraction)을 진행한다.
상기 액-액 추출(Liquid-Liquid Extraction)은 유기용매를 이용하여, 유기층을 분리해 낼 수 있는데, 이러한 유기용매로는 통상적으로 사용하는 것이라면 특별한 제한은 없으나, 바람직하게는 클로로포름, 에틸에테르, 에틸아세테이트로 이루어지는 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다. 그리고 상기 (b) 단계에서 메탄올 분해된 시료의 액-액 추출(Liquid-Liquid Extraction)에는 강산을 제거하기 위하여, 상기 유기용매 외에 물을 시료에 더 추가한다.
또한, 상기 액-액 추출(Liquid-Liquid Extraction)이 충분히 진행될 수 있도록, 유기용매를 혼합물에 넣은 후 30분 이상 흔들어(shaking) 주는 것이 바람직하다. 이 후, 액-액 추출(Liquid-Liquid Extraction)이 완료되면 층분리가 완전히 진행되도록 방치한 후, 유기용매층(유기층)을 회수한다.
그 후, 본 발명에 따른 폴리아마이드-이미드의 모노머 조성 분석방법은 (d) 단계에서, 상기 회수된 유기용매층의 시료들을 각각 GC/MS 분석한다.
상기 시료들의 GC/MS 분석을 위하여, 상기 (c) 단계에서 얻은 유기용매층의 시료들을 각각 질소 하에서 실온으로 완전히 건조한 후, 다시 유기용매를 가해서 추출하여 잘 용해한 후, 얻어진 시료를 GC/MS 분석한다.
상기 GC/MS 분석에 사용한 분석기기는 가스 크로마토그래피 분석(Gas Chromatography) 및 질량 분석법(Mass spectrometry)에 사용되는 분석기기라면 특별한 제한은 없으나, 본 발명에서는 GC/MS (Agilent 7890A GC system with 5975C inert XL mass selective detector, Agilent Technologies Korea)를 사용하였다.
결론적으로, 본 발명의 폴리아마이드-이미드의 모노머 조성 분석방법은 디아민(diamine) 성분을 분석하기 위해서는 가수 분해(hydrolysis) 과정을 거치며, 산무수물(anhydride acid) 및 이무수물(dianhydride) 성분을 분석하기 위해서는 메탄올 분해(methanolysis) 과정을 거쳐 GC/MS 분석을 한다.
이러한 과정을 거쳐 폴리아마이드-이미드의 모노머 조성을 분석하면 가수 분해(hydrolysis) 과정을 거친 시료는 디아민(diamine)성분이, 메탄올 분해(methanolysis)를 거친 시료는 산무수물(anhydride acid) 및 이무수물(dianhydride)가 메틸에스터(methyl ester)화 되어 각각 방해 영향 없는 화합물이 되기 때문에 간단하게 분석할 수 있다.
본 명세서는 상기 분석방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체를 제공한다.
본 명세서는 (a) 폴리아마이드-이미드를 가수분해(hydrolysis)해서 제1시료를 준비하는 가수분해모듈; (b)폴리아마이드-이미드를 메탄올분해(Methanolysis)해서 제 2시료를 준비하는 메탄올분해모듈; (c) 상기 제 1시료 및 제 2시료를 각각 액-액 추출(Liquid-Liquid Extraction)을 통하여, 유기층을 회수하는 회수모듈; 및 (d) 상기 회수된 유기층의 시료들을 GC/MS 분석하는 분석모듈을 포함하는 폴리아마이드-이미드의 모노머 조성 분석시스템을 제공한다.
상기 폴리아마이드-이미드의 모노머 조성 분석시스템에 있어서, 폴리아마이드-이미드의 모노머 조성 분석방법과 중복되는 구성에 대한 설명은 동일하다.
또한, 본 발명에서 모듈(module)이란 용어는 특정한 기능이나 동작을 처리하는 하나의 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현할 수 있다.
이하 본 발명을 실시예에 기초하여 더욱 상세하게 설명하지만, 하기에 개시되는 본 발명의 실시 형태는 어디까지 예시로써, 본 발명의 범위는 이들의 실시형태에 한정되지 않는다. 본 발명의 범위는 특허청구범위에 표시되었고, 더욱이 특허 청구범위 기록과 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경을 함유하고 있다.
합성예
1
폴리아마이드
-
이미드의
제조
0.5몰의 트리메리틱산클로라이드(trimellitic acid chloride, TMAC) 및 0.1몰의 3,3',4,4'-비페닐테트라카복실릭디안하이라이드(3,3',4,4'-biphenyl tetracarboxylic dianhydride, BPDA)와 0.6몰의 4,4'-메틸렌디아닐린(4,4'- methylene dianiline, 4,4'-MDA)을 모노머로 하여 N-메틸피롤리돈(N-methylpyrrolidone, NMP)용매 하에서 실온에서 중합한다.
상기 중합한 시료 용액을 스핀코터(spin-coater)를 사용하여 유리판 상에 캐스팅하고, 에어 컨벡션 오븐 (air convection oven)으로 140℃에서 30분 동안 프리 베이킹(pre-baking)을 진행하여 필름을 제조하였다. 상기 필름을 질소 분위기 하에 1 시간 동안 350℃에서 이미드화 반응을 진행시켰다. 상기 이미드화된 필름을 유리판으로부터 조심스럽게 제거한 후, 데시케이터(desicator)에 각각 보관하였다.
실시예
1
하기 (a) 가수분해 및 (b) 메탄올 분해로 합성예 1의 산무수물(anhydride acid), 이무수물(dianhydride) 및 디아민(diamine)성분을 분석하였다.
(a) 가수분해
상기 합성예 1의 시료 50 mg을 뚜껑이 있는 40 mL 바이알(vial)에 옮긴 후, 5 mL의 6N-NaOH 용액을 가한 뒤 120℃에서 6 시간 동안 가수 분해 반응을 실시하였다. 이 후, 가수 분해 반응이 완료되면 실온에서 식힌 후, 20 mL의 클로로포름(CHCl3)을 가한 뒤, 30 분간 쉐이킹(shaking)하여, 액-액 추출(liquid-liquid extraction)을 하였다. 이 후, 액-액 추출이 완료되면 층 분리가 충분히 되도록 방치한 후, 아래층에 위치한 클로로포름 층을 취하였다. 상기 얻어진 클로로포름 층을 질소 하에서 실온에서 건조하고 다시 1 mL의 클로로포름을 가하여 추출된 시료를 잘 용해한 후 GC/MS 분석하였다.
(b) 메탄올분해
상기 합성예 1의 시료 50 mg을 뚜껑이 있는 40 mL 바이알(vial)에 옮기고 5 mL의 H2SO4/MeOH (1/10, v/v %) 용액을 가한 뒤 120℃ 에서 6 시간 동안 메탄올 분해 반응을 실시하였다. 이 후, 메탄올 분해 반응이 완료되면 실온에서 식히고 질소 하에서 메탄올을 휘발시킨 후, 20 mL의 클로로포름 (CHCl3)과 5 mL의 증류수를 가한 후, 30 분간 쉐이킹(shaking)하여, 액-액 추출(liquid-liquid extraction)을 하였다. 상기 액-액 추출이 완료되면 층 분리가 충분히 되도록 방치한 뒤 아래층에 위치한 클로로포름 층을 취하였다. 상기 얻어진 클로로포름 층을 질소 하에서 실온에서 건조하고 다시 1 mL의 클로로포름을 가하여 추출된 시료를 잘 용해한 후 GC/MS 분석하였다.
비교예
1
상기 합성예 1의 시료 200 ㎍을 뚜껑이 있는 40ml 바이알(vial)에 옮긴 후, 10μL의 TMAH를 넣은 후, 120℃에 30분간 반응시켰다. 상기 반응된 시료를 Py-GC/MS를 이용하여 산무수물(anhydride acid), 이무수물(dianhydride) 및 디아민(diamine) 성분을 분석하였다.
실험예
1
GC/MS 분석 조건은 하기와 같다.
기기: GC/MS (Agilent 7890A GC system with 5975C inert XL mass selective detector, Agilent Technologies Korea)
실험조건
Column: HP-5ms capillary column (0.25mm ID X 30m L., 0.25㎛ d.f., Agilent Technologies, USA)
Injector temp.: 300 ℃
Carrier (He): 1.0 mL/min
40:1 s/s ratio
Oven temp.: 50 ℃/5min-10 ℃/min-320 ℃/15min
MSD Source/Qd temp.: 230 ℃/150 ℃
Scan range: 18 - 600 m/z
실시예
1의 데이터 분석결과
본 발명의 분석방법으로서, 합성예의 폴리아마이드-이미드 필름의 시료를 이용하여 실시예 1의 (a)가수분해 산물 및 (b)메탄올 산물들을 GC/MS 분석을 실시하였고, 실시예 1의 (a)가수분해 산물 GC/MS 결과는 도 1에, 실시예 1의 (b) 메탄올 분해 산물 GC/MS 결과는 도 2에 나타내었다. 분석에 의하여 나타난 각 분석화합물과 피크와의 관계를 도 4에 나타내었다.
도 1 및 도 4에 나타난 바와 같이, 실시예 1의 (a) 가수분해 산물 경우, 디아민(diamine)성분인 4,4'-MDA(피크 8)가 변형되지 않은 형태로 검출되었으며, 4,4'-MDA의 변형체인 4-(4-아미노벤질)벤조니트릴(4-(4-aminobenzyl)benzonitrile, 피크 14)이 검출되었다.
또한, 도 2 및 도 4에 나타난 바와 같이, 실시예 1의 (b)메탄올 산물 경우, 산무수물(anhydride-acid)성분으로 트리메리틱무수물(trimellitic anhydride, TMA)의 모노-메틸레이션(mono-methylation)화합물(피크 15) 및 트리-메틸레이션(tri- methylation)화합물(피크 16)이 검출되었으며, 이무수물(dianhydride)성분으로 BPDA의 테트라-메틸레이션(tetra-methylation)화합물(피크 17)이 검출되었다.
비교실험예
2
Py-GC/MS 분석 조건은 하기와 같다.
기기: Py-GC/MSD
Pyrolyzer (PY-2010iD, Frontier Laboratories, Fukushima, Japan)
GC/MS (Agilent 7890A GC system with 5975C inert XL mass selective detector, Agilent Technologies Korea)
실험조건
Column: Ultra ALLOY+-5 metal capillary column (0.25mm ID X 30m L., 0.25㎛ d.f., Frontier Lab, Japan)
Injector temp.: 300 ℃
Carrier (He): 1.0 mL/min
40:1 s/s ratio
Oven temp.: 50 ℃/5min-10 ℃/min-320 ℃/15min
Furnace (pyrolyzer) temp.: 600 ℃
MSD Source/Qd temp.: 230 ℃/150 ℃
Scan range: 18 - 600 m/z
비교예
1의 데이터 분석결과
종래의 분석방법으로서, 비교예 1의 폴리아마이드-이미드 필름의 시료를 이용하여 Py-GC/MS 분석을 실시하였고, 도 3에 나타내었다. 분석에 의하여 나타난 각 분석 화합물과 피크와의 관계는 도 4에 나타내었다.
도 3 및 도 4에 나타난 바와 같이, 디아민(diamine)성분이 4,4'-MDA(피크 8), 모노-메틸레이션(mono-methylation) 화합물(피크 9), 디-메틸레이션(di-methylation)화합물(피크 10, 피크 11), 트리-메틸레이션(tri-methylation)화합물(피크 12), 테트라-메틸레이션(tetra-methylation)화합물(피크 13)되어 검출되었고, 산무수물(anhydride acid) 및 이무수물(dianhydride)성분은 카르복실기(carboxylic group)을 메틸레이션(methylation)시켜 분석하려 하였으나, 검출되는 양이 적어서 구조 해석이 용이하지 않았다.
상기 검출은 모노머 성분에 따라 메틸레이션(methylation)정도가 차이가 났으며, 복잡한 열분해 산물 및 메틸레이션(methylation)유도체에 의해 구조 해석이 용이하지 않았다. 또한, 메틸레이션(methylation)된 화합물은 분석 경험이 축적되어야 해석 가능하기 때문에 미지의 폴리아마이드-이미드를 기존 분석법을 사용하여 분석하면 모노머 조성 분석을 정확하게 수행할 수 없을 것으로 예상되었다.
결론적으로, 상기와 같은 분석을 통하여, 비교예 1의 기존 분석 방법으로 폴리아마이드-이미드 필름을 분석하게 되면, 산무수물(anhydride acid) 및 이무수물(dianhydride)성분은 열분해로 인해 검출이 용이하지 않았으며, 디아민(diamine)의 경우에도 열분해로 좋은 결과를 얻지 못했다. 또한, 메틸레이션(Methylation)된 성분들이 검출되나 미량 검출되거나 열분해 산물들로 인해 해석이 용이하지 않으며 메틸레이션(Methylation) 화합물의 경우 많은 경험과 노하우가 있어야 해석이 가능하기 때문에 미지의 시료를 분석하기에는 적합하지 않다는 것을 알 수 있었다.
이에 비하여, 본 발명의 분석 방법인 실시예 1의 경우, 폴리아마이드-이미드 필름을 분석하게 되면, 디아민(diamine)성분은 4,4'-MDA가 변형되지 않은 형태로 검출되었고, 산무수물(anhydride-acid) 성분으로 트리멜리틱무수물(trimellitic anhydride, TMA)의 모노-메틸레이션(mono-methylation) 또는 트리-메틸레이션(tri- methylation)화합물이 검출되었으며, 이무수물(dianhydride) 성분으로 BPDA의 테트라-메틸레이션(tetra- methylation)화합물이 검출되었다.
따라서, 기존 분석 방법에 의해 얻은 데이터에 비하여 훨씬 간단하고 해석이 간단하여 폴리아마이드-이미드에 사용된 모노머 성분을 분석하기 용이하다는 것을 알 수 있었다.
Claims (21)
- (a) 폴리아마이드-이미드를 가수분해(hydrolysis)해서 제 1시료를 준비하는 단계;
(b) 폴리아마이드-이미드를 메탄올분해(Methanolysis)해서 제 2시료를 준비하는 단계;
(c) 상기 제 1시료 및 제 2시료를 각각 액-액 추출(Liquid-Liquid Extraction)을 통하여, 유기층을 회수하는 단계; 및
(d) 상기 회수된 유기층의 시료들을 각각 GC/MS 분석하는 단계를 포함하는 폴리아마이드-이미드의 모노머 조성 분석방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 (a) 단계의 가수분해는 강염기를 이용하는 것을 특징으로 하는 폴리아마이드-이미드의 모노머 조성 분석방법. - 청구항 2에 있어서,
상기 강염기는 NaOH인 것을 특징으로 하는 폴리아마이드-이미드의 모노머 조성 분석방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 (a) 단계의 가수분해는 100 내지 150℃에서 2~12시간 동안 반응시키는 것을 특징으로 하는 폴리아마이드-이미드의 모노머 조성 분석방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 (b) 단계의 메탄올분해는 강산 및 알코올을 이용하는 것을 특징으로 하는 폴리아마이드-이미드의 모노머 조성 분석방법. - 청구항 5에 있어서,
상기 강산은 황산인 것을 특징으로 하는 폴리아마이드-이미드의 모노머 조성 분석방법. - 청구항 5에 있어서,
상기 알코올은 메탄올, 에탄올, 노말프로판올 및 이소프로판올로 이루어지는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 폴리아마이드-이미드의 모노머 조성 분석방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 (b) 단계의 메탄올분해는 100 내지 150℃에서 4~12시간 동안 반응시키는 것을 특징으로 하는 폴리아마이드-이미드의 모노머 조성 분석방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 (c) 단계의 액-액 추출은 유기용매를 이용하는 것을 특징으로 하는 폴리아마이드-이미드의 모노머 조성 분석방법. - 청구항 9에 있어서,
상기 유기용매는 클로로포름, 에틸에테르 및 에틸아세테이트로 이루어지는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 폴리아마이드-이미드의 모노머 조성 분석방법. - (a) 폴리아마이드-이미드를 가수분해(hydrolysis)해서 제1시료를 준비하는 가수분해모듈;
(b) 폴리아마이드-이미드를 메탄올분해(Methanolysis)해서 제2시료를 준비하는 메탄올분해모듈;
(c) 상기 제 1시료 및 제 2시료를 각각 액-액 추출(Liquid-Liquid Extraction)을 통하여, 유기층을 회수하는 회수모듈; 및
(d) 상기 회수된 유기층의 시료들을 각각 GC/MS 분석하는 분석모듈;을 포함하는 폴리아마이드-이미드의 모노머 조성 분석시스템. - 청구항 11에 있어서,
상기 가수분해모듈의 가수분해는 강염기를 이용하는 것을 특징으로 하는 폴리아마이드-이미드의 모노머 조성 분석시스템. - 청구항 12에 있어서,
상기 강염기는 NaOH인 것을 특징으로 하는 폴리아마이드-이미드의 모노머 조성 분석시스템. - 청구항 11에 있어서,
상기 가수분해모듈의 가수분해는 100 내지 150℃에서 2~12시간 동안 반응시키는 것을 특징으로 하는 폴리아마이드-이미드의 모노머 조성 분석시스템. - 청구항 11에 있어서,
상기 메탄올분해모듈의 메탄올분해는 강산 및 알코올을 이용하는 것을 특징으로 하는 폴리아마이드-이미드의 모노머 조성 분석시스템. - 청구항 15에 있어서,
상기 강산은 황산인 것을 특징으로 하는 폴리아마이드-이미드의 모노머 조성 분석시스템. - 청구항 15에 있어서,
상기 알코올은 메탄올, 에탄올, 노말프로판올 및 이소프로판올로 이루어지는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 폴리아마이드-이미드의 모노머 조성 분석시스템. - 청구항 11에 있어서,
상기 메탄올분해모듈의 메탄올분해는 100 내지 150℃에서 4~12시간 동안 반응시키는 것을 특징으로 하는 폴리아마이드-이미드의 모노머 조성 분석시스템. - 청구항 11에 있어서,
상기 회수모듈의 액-액 추출은 유기용매를 이용하는 것을 특징으로 하는 폴리아마이드-이미드의 모노머 조성 분석시스템. - 청구항 19에 있어서,
상기 유기용매는 클로로포름, 에틸에테르 및 에틸아세테이트로 이루어지는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 폴리아마이드-이미드의 모노머 조성 분석시스템. - 청구항 1의 폴리아마이드-이미드의 모노머 조성 분석방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체.
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