탄성 용매 내 분산 중합

중합 유도 상 분리(PIPS)는 화학적 변환과 열역학적 비혼합을 결합하여 구조화된 고분자 재료를 생성하는 강력한 방법입니다. 액상 시스템에서의 PIPS는 미립자 생산의 핵심 기술인 분산 중합의 기반을 형성하지만, 용매 호환성 및 제한된 형태 범위라는 제약이 있었습니다. 본 연구에서는 변형 가능한 탄성 네트워크 내에서 제어된 중합을 수행함으로써 탄성 매개 PIPS를 확립했습니다. 이 접근법은 '탄성 용매 내 분산 중합(DiPolES)'으로 명명되었으며, 탄성 네트워크가 용매이자 물리적 안정제 역할을 하는 고체 상태 분산 중합의 아날로그입니다. 폴리(다이메틸실록세인)(PDMS) 탄성 용매 내에서 메틸 메타크릴레이트(MMA)의 광개시제 매개 중합을 사용하여, DiPolES는 크기(0.85~3 μm)와 모양(구형 및 타원형)을 조절할 수 있는 균일한 PMMA 미립자를 포함하는 탄성 복합재를 견고하게 제조할 수 있게 합니다. 이 전략은 PDMS/MMA 시스템 외에도 아크릴로니트릴 및 2-비닐피리딘과 같은 다양한 단량체에 적용 가능하며, 이들 단량체는 탄성 용매로부터 추출되어 고수율의 미립자 생산을 가능하게 합니다. 실시간 이미징 및 조성 분석 결과, 입자 형성은 낮은 단량체 전환율에서 빠른 핵 생성으로 진행된 후, 주변 네트워크의 공동화와 함께 성장이 일어남을 보여줍니다. 단량체 로딩은 입자 크기를 결정하며, 용매 탄성은 고립된 균일한 구형에서 이질적인 클러스터로의 전이를 조절합니다. 흥미롭게도, DiPolES 동안 단축 변형을 가함으로써 후처리 없이 타원형 입자를 생산할 수 있습니다.