KR102443090B1 - Polymer Film Using sCVD, Method and Apparatus of Preparing the Same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기상 상태의 황을 개시제로 사용하여 황과 단량체의 고분자 중합을 통해 고분자 막을 제조하는 황을 개시제로서 사용한 화학기상증착(sCVD)을 이용한 고분자 막의 제조방법에 관한 것으로서, 상기 제조된 고분자 막은 다양한 단량체를 황과 공중합체로 중합이 가능하고, 황 함량이 높고 굴절률과 투명도가 우수한 고분자 막을 제조할 수 있다.The present invention relates to a method for producing a polymer film using chemical vapor deposition (sCVD) using sulfur as an initiator to prepare a polymer film through polymer polymerization of sulfur and a monomer using sulfur in gaseous state as an initiator, wherein the prepared polymer film comprises: Various monomers can be polymerized with sulfur and a copolymer, and a polymer film having a high sulfur content and excellent refractive index and transparency can be prepared.

Description

황을 개시제로서 사용한 화학기상증착(sCVD)을 이용한 고분자막, 그 제조방법 및 제조장치{Polymer Film Using sCVD, Method and Apparatus of Preparing the Same}Polymer Film Using sCVD, Method and Apparatus of Preparing the Same

본 발명은 황을 개시제로서 사용한 화학기상증착(sCVD)을 이용한 고분자막, 그 제조방법 및 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기상 상태의 황을 개시제로 사용하여 황과 다양한 단량체가 잘 혼합되고, 고분자 중합을 통해 고분자를 증착시켜 굴절률과 투명도가 우수한 고분자 막을 제조하는 황을 개시제로서 사용한 화학기상증착(sCVD)을 이용한 고분자막, 그 제조방법 및 제조장치에 관한 것이다.The present invention relates to a polymer film using chemical vapor deposition (sCVD) using sulfur as an initiator, a method for manufacturing the same, and a manufacturing apparatus, and more particularly, sulfur and various monomers are well mixed by using sulfur in a gaseous state as an initiator, It relates to a polymer film using chemical vapor deposition (sCVD) using sulfur as an initiator for producing a polymer film having excellent refractive index and transparency by depositing a polymer through polymer polymerization, a method for manufacturing the same, and an apparatus for manufacturing the same.

황 원소는 원유 정제과정에서 전 세계적으로 약 600만톤 가량 발생하는 매우 풍부한 양을 가지고 있으며, 최근 우수한 광학적 특징과, 리튬-황 전지의 전극물질 등 우수한 물성을 바탕으로 새롭게 떠오르며 여러 분야의 활용 가능성을 나타내고 있다. 황의 풍부한 양과 우수한 물성에도 불구하고 크게 두 가지 문제로 실제 산업에 적용하는데 한계를 가지고 있다. 첫 번째는 가공성 문제이다. 황은 160oC 이상으로 가열하여 액상으로 녹였을 때 열가소성 물질이 되지만, 온도를 낮추어 식히면 다시 잘 부서지고 거친 특성을 보이고, 매우 낮은 용해성을 가져 가공 과정에서 어려움을 가진다. 두 번째는 안정성이다. 황은 8개의 황 원소가 고리 구조를 이루고 있는데, 이 구조는 매우 안정한 상태여서 가공 이후에도 다시 S8 형태로 돌아가는 현상을 나타낸다. 이러한 문제를 해결하며, 황을 고 가치 물질로 환원하는 방안이 필요하다.Elemental sulfur has a very abundant amount that is generated about 6 million tons worldwide during the crude oil refining process. is indicating Despite the abundant amount of sulfur and excellent physical properties, it has limitations in practical application due to two major problems. The first is the machinability problem. Sulfur becomes a thermoplastic material when it is heated to 160 o C or higher and melted in a liquid phase, but when it cools down at a lower temperature, it becomes brittle and rough again, and it has very low solubility, which makes it difficult in the processing process. The second is stability. In sulfur, eight sulfur elements form a ring structure, and this structure is in a very stable state, indicating a phenomenon in which it returns to the S 8 form even after processing. There is a need for a method to solve this problem and reduce sulfur to a high-value material.

근래 황 원소를 재활용하는 방안으로, 역가황 반응(inverse vulcanization)이라는 새로운 방법이 제시되었다. 160oC 이상으로 황을 가열하여 액상의 라디칼화시키고, 이를 액상의 단량체와 섞어줌으로써 높은 황 함량을 가진 망상구조의 황 기반의 플라스틱 물질을 얻은 것이다. 가교 상태의 고분자를 중합함으로써, 식은 후에도 황의 부서지는 성질이 아닌 안정적인 형태의 플라스틱을 개발하였다. 이를 통하여 광학 렌즈, Li-S 배터리, 중금속 흡착 등 여러 분야에서 활용 가능한 황 고분자 합성에 성공하였고, 이와 관련된 특허와 여러 저널에 개시되었다(미국공개특허 US20140199592호; Chung, Woo Jin, et al., Nature chemistry 5.6 (2013): 518-524; Griebel, Jared J., et al.; Advanced Materials 26.19 (2014): 3014-3018). 참고한 종래의 기술에서는 단량체로 DIB (diisopropenylbenzene)를 사용하였고, 70% 이상의 황 함량을 가지는 황 고분자를 합성하는데 성공하였다. 이를 이용하여 Li-S 배터리에 성능을 향상시켰으며, IR 영역대에서 높은 투명도와 굴절률을 가진 렌즈 제작에 활용하였다. 하지만 종래 연구의 가장 큰 문제로는 공정에서 액상의 황과 단량체가 섞여야만 가능하다 점과, 합성된 황 고분자 속의 황 결합 길이가 길어 장기 안정성이 좋지 않고, 가시광선 역역의 파장 흡광으로 인한 색이 노란색을 나타내어 다양한 어플리케이션에 적용하기에는 한계를 가지고 있어 개선이 필요하다.Recently, as a method of recycling elemental sulfur, a new method called inverse vulcanization has been proposed. A sulfur-based plastic material having a network structure having a high sulfur content was obtained by heating sulfur to 160 o C or higher to radicalize it in a liquid phase, and mixing it with a liquid monomer. By polymerizing the cross-linked polymer, a plastic in a stable form was developed rather than the brittle nature of sulfur even after cooling. Through this, we succeeded in synthesizing sulfur polymers that can be used in various fields such as optical lenses, Li-S batteries, and heavy metal adsorption, and were disclosed in related patents and various journals (US Patent Publication No. US20140199592; Chung, Woo Jin, et al., Nature chemistry 5.6 (2013): 518-524; Griebel, Jared J., et al.; Advanced Materials 26.19 (2014): 3014-3018). In the referenced prior art, diisopropenylbenzene (DIB) was used as a monomer, and a sulfur polymer having a sulfur content of 70% or more was successfully synthesized. By using this, the performance of the Li-S battery was improved, and it was used to manufacture a lens with high transparency and refractive index in the IR region. However, the biggest problem of the previous research is that it is possible only when liquid sulfur and monomer are mixed in the process, the long-term stability of the sulfur bond in the synthesized sulfur polymer is long, so the long-term stability is not good, and the color due to absorption of wavelengths in the visible ray region is It has a limit to apply to various applications because it is yellow, so it needs improvement.

이에, 본 발명자들은 상기 문제점을 해결하기 위하여 예의 노력한 결과, 기상상태의 황을 개시제로 이용한 화학기상증착 공정인 sCVD 공정을 이용하여 황과 단량체의 고분자 중합을 통해 고분자를 증착시켜 고분자 막을 제조할 경우, 황과 혼화성이 낮은 단량체와도 중합이 가능하며, 짧은 길이의 황 결합 길이를 가진 고분자를 합성하였다. 그 결과로 매우 높은 굴절률 및 투명도를 가지는 고분자를 제조할 수 있다는 것을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.Accordingly, the present inventors have made diligent efforts to solve the above problems, and as a result, a polymer film is produced by depositing a polymer through polymer polymerization of sulfur and monomer using the sCVD process, which is a chemical vapor deposition process using sulfur in gaseous state as an initiator. , a polymer having a short sulfur bond length, which can be polymerized with a monomer having low miscibility with sulfur, was synthesized. As a result, it was confirmed that a polymer having a very high refractive index and transparency could be prepared, and the present invention was completed.

본 발명의 목적은 미반응된 황이 존재하지 않고 단량체와 황이 잘 혼합하며 짧은 황 결합 길이를 가져 매우 높은 굴절률 및 투명도를 가지는 고분자를 제조할 수 있는 황을 개시제로서 사용한 화학기상증착(sCVD)을 이용한 고분자 막의 제조방법, 상기 방법에 의해 제조된 고분자 막 및 이를 제조하는 장치를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to use chemical vapor deposition (sCVD) using sulfur as an initiator, which does not contain unreacted sulfur, mixes well with monomers and sulfur, has a short sulfur bond length, and can produce a polymer having a very high refractive index and transparency. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a polymer membrane, a polymer membrane prepared by the method, and an apparatus for manufacturing the same.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) sCVD 반응기에 기상 상태의 단량체와 고체 상태의 황을 유입시키는 단계; (b) 고체 상태의 황을 가열·기화시켜 기상 상태의 황과 단량체를 혼합하는 단계; 및 (c) 기판을 가열하여 기판 상에 황과 단량체를 흡착·중합시켜 황 함유 고분자를 증착시키는 단계를 포함하는 황을 개시제로 사용하는 화학기상증착(sCVD)를 이용한 고분자 막의 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of (a) introducing a monomer in a gaseous state and sulfur in a solid state into an sCVD reactor; (b) heating and vaporizing sulfur in a solid state to mix sulfur in a gaseous state and a monomer; and (c) heating the substrate to adsorb and polymerize sulfur and monomer on the substrate to deposit a sulfur-containing polymer. It provides a method for producing a polymer film using chemical vapor deposition (sCVD) using sulfur as an initiator. .

또한, 본 발명은 1.7 내지 1.9의 굴절률 및 가시광선 영역에서 90~99.9% 투명도를 가지며, 황의 함량이 60~80wt%이고, 황 결합 길이가 2.0~8.0이며, 폴리(설퍼-co-1,4-부탄디올 디비닐에테르)(poly(sulfur-co-1,4-butanediol divinyl ether, SBDDVE), 폴리(설퍼-co-디(에틸렌 글리콜)디비닐에테르)(poly(sulfur-co-di(ethylene glycol)divinyl ether, SDEGDVE), 폴리(설퍼-co-디비닐 벤젠)(poly(sulfur-co-divinyl benzene, SDVB), 폴리(설퍼-co-1,9-데카다이엔)(poly(sulfur-co-1,9-decadiene, SDDE), 폴리(설퍼-co-1,11-도데카다이엔)(poly(sulfur-co-1,11-dodecadiene, SDDDE), 폴리(설퍼-co-1,3,5-트리비닐-1,3,5-트리메틸사이클로트리실록산)(poly(sulfur-co-1,3,5-trivinyl-1,3,5-trimethyl cyclotrisiloxane, SV3D3), 폴리(설퍼-co-1,3,5,7-테트라비닐-1,3,5,7-테트라메틸사이클로테트라실록산)(poly(sulfur-co-1,3,5,7-tetravinyl-1,3,5,7- tetramethylcyclotetrasiloxane, SV4D4) 및 폴리(설퍼-co-헥사비닐실록산(poly(sulfur-co-hexavinyldisiloxane, SHVDS)으로 구성된 군에서 선택된 1종의 황 공중합체가 1nm~10㎛의 두께로 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 황 함유 공중합체의 고분자막을 제공한다.In addition, the present invention has a refractive index of 1.7 to 1.9 and a transparency of 90 to 99.9% in the visible region, a sulfur content of 60 to 80 wt%, a sulfur bond length of 2.0 to 8.0, and poly(sulfur-co-1,4) -Butanediol divinyl ether) (poly(sulfur-co-1,4-butanediol divinyl ether, SBDDVE), poly(sulfur-co-di(ethylene glycol) divinyl ether) (poly(sulfur-co-di(ethylene glycol) ) divinyl ether, SDEGDVE), poly(sulfur-co-divinyl benzene) (poly(sulfur-co-divinyl benzene, SDVB), poly(sulfur-co-1,9-decadiene) (poly(sulfur-co) -1,9-decadiene, SDDE), poly(sulfur-co-1,11-dodecadiene) (poly(sulfur-co-1,11-dodecadiene, SDDDE), poly(sulfur-co-1,3) ,5-trivinyl-1,3,5-trimethylcyclotrisiloxane) (poly(sulfur-co-1,3,5-trivinyl-1,3,5-trimethyl cyclotrisiloxane, SV3D3), poly(sulfur-co- 1,3,5,7-tetravinyl-1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane) (poly(sulfur-co-1,3,5,7-tetravinyl-1,3,5,7- One type of sulfur copolymer selected from the group consisting of tetramethylcyclotetrasiloxane, SV4D4) and poly(sulfur-co-hexavinyldisiloxane, SHVDS) is coated with a thickness of 1 nm to 10 μm. It provides a polymer film of a sulfur-containing copolymer.

또한 본 발명은 (a) sCVD 반응기(10); (b) sCVD 반응기(10) 하단에 설치되어 있으며 반응기(10) 내부 고체 황을 로딩할 수 있으며, 공정 시 가열되어 황을 증발시키는 황 로딩 소스셀(100); (c) sCVD 반응기(10) 상단에 연결되어 있으며, 유입된 단량체를 충분한 증기압을 가지기 위하여 가열한 다음, 기상의 단량체를 sCVD 반응기(10) 내부로 이동시키는 단량체 로딩부(200); (d) 고온의 금속 합금선으로 구성되어 있어 상기 황 로딩 소스셀(100)로부터 증발된 기상 황의 결합길이를 짧게 만들어주고, 기화된 황이 기판(400)으로 이동하도록 하는 필라멘트(300); 및 (e) 그 윗면이 sCVD 반응기(10)의 하부를 향하도록 장착시킨 다음, 상기 (b)의 단량체 로딩부(200)로부터 sCVD 반응기(10) 내부로 이동한 단량체가 윗면에 흡착되고, 증발된 황과 고분자의 합성반응이 진행되는 기판(400)을 포함하는 황을 개시제로 사용하는 화학기상증착(sCVD)를 이용한 고분자 막의 제조장치(1)을 제공한다.In addition, the present invention (a) sCVD reactor (10); (b) a sulfur loading source cell 100 that is installed at the bottom of the sCVD reactor 10 and can load solid sulfur inside the reactor 10, and is heated during the process to evaporate sulfur; (c) a monomer loading unit 200 connected to the top of the sCVD reactor 10, heating the introduced monomer to have a sufficient vapor pressure, and then moving the vapor phase monomer into the sCVD reactor 10; (d) a filament 300 made of a high-temperature metal alloy wire to shorten the bonding length of vapor-phase sulfur evaporated from the sulfur-loading source cell 100, and to allow the vaporized sulfur to move to the substrate 400; And (e) the upper surface is mounted to face the lower portion of the sCVD reactor 10, and then the monomer moved from the monomer loading unit 200 of (b) into the sCVD reactor 10 is adsorbed on the upper surface, and evaporated Provided is an apparatus (1) for manufacturing a polymer film using chemical vapor deposition (sCVD) using sulfur as an initiator, including a substrate (400) on which a synthesis reaction of sulfur and polymer is performed.

본 발명에 따른 sCVD를 이용한 고분자 막의 제조방법은 기존의 액상 상태에서의 역가황 반응과는 달리, 단량체와 황 라디칼이 기상에서 혼합되기 때문에, 상 분리가 일어날 위험이 없으며, 다양한 단량체를 황과 공중합체로 중합이 가능하고, 2가지 종류 이상의 단량체를 함께 흘려줌으로써, 다양한 고분자 합성이 가능하다. 더 나아가 황을 단순히 개시제로서의 역할뿐만 아니라, 고분자 중합에서의 공중합체 단위체로 사용함으로써, 가교결합이 가능한 단량체와 함께 증착할 시 높은 황 함유량의 고분자를 생산 가능하다.In the method for producing a polymer film using sCVD according to the present invention, unlike the conventional reverse vulcanization reaction in a liquid state, there is no risk of phase separation because the monomer and sulfur radicals are mixed in the gas phase, and various monomers are mixed with sulfur and air. Polymerization is possible by coalescence, and various polymers can be synthesized by flowing two or more types of monomers together. Furthermore, by using sulfur not only as an initiator, but also as a copolymer unit in polymer polymerization, it is possible to produce a polymer having a high sulfur content when deposited together with a cross-linkable monomer.

또한, 황과 단량체를 기상으로 진공 챔버에 주입함으로써 다양한 단량체를 이용하여 황 함량이 높은 고분자를 증착할 수 있으며, 투명한 황 고분자를 합성할 수 있다. 이는 기존의 배터리, 렌즈, 절연막 등 다양한 분야에 새롭게 적용할 수 있다.In addition, by injecting sulfur and monomers into a vacuum chamber in a vapor phase, a polymer having a high sulfur content can be deposited using various monomers, and a transparent sulfur polymer can be synthesized. This can be newly applied to various fields such as existing batteries, lenses, and insulating films.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 sCVD 공정 모식도를 개괄적으로 도시한 도면이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 나일론 메쉬 위에 SBDDVE를 증착한 SEM & EDS 단면 이미지(a)와 AFM 이미지(b)를 도시한 도면이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 sCVD에서 사용한 단량체 목록이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 sCVD로 합성한 황 공중합체의 FT-IR, XPS 분석 결과를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 sCVD로 합성한 황 공중합체의 XPS 분석 결과를 통한 고분자 내 황 결합 길이를 보여주는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 sCVD로 합성한 황 공중합체의 XRD, DSC, TGA 분석 결과를 도시한 도면이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 sCVD로 합성한 황 공중합체의 굴절률과 흡광 계수(왼쪽), 투명도(중간), 두께 vs 평균 굴절률(400nm~700nm의 굴절률 평균 값) 그래프(오른쪽)이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 황을 개시제로 사용하는 화학기상증착(sCVD)를 이용한 고분자 막의 제조장치(1)의 단면도이다.
1 is a view schematically showing a schematic diagram of an sCVD process according to an embodiment of the present invention.
Figure 2a is a view showing a SEM & EDS cross-sectional image (a) and AFM image (b) in which SBDDVE is deposited on a nylon mesh according to an embodiment of the present invention.
2B is a list of monomers used in sCVD according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing the FT-IR, XPS analysis results of the sulfur copolymer synthesized by sCVD according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing the sulfur bond length in the polymer through the XPS analysis result of the sulfur copolymer synthesized by sCVD according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing the XRD, DSC, TGA analysis results of the sulfur copolymer synthesized by sCVD according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph (right) of the refractive index and extinction coefficient (left), transparency (middle), thickness vs average refractive index (average refractive index value of 400 nm to 700 nm) of the sulfur copolymer synthesized by sCVD according to an embodiment of the present invention. .
7 is a cross-sectional view of an apparatus 1 for manufacturing a polymer film using chemical vapor deposition (sCVD) using sulfur as an initiator according to an embodiment of the present invention.

다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법은 본 기술 분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.Unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In general, the nomenclature used herein is those well known and commonly used in the art.

본 발명에서는 기상상태의 황을 개시제로 이용한 화학기상증착 공정인 sCVD 공정을 통하여 사용하여 황과 단량체의 고분자 중합을 통해 고분자를 증착시켜 고분자 막을 제조할 경우, 혼화성이 낮은 단량체와도 중합이 가능하며, 짧은 길이의 황 결합을 가져 매우 높은 굴절률 및 투명도를 가지는 고분자를 제조할 수 있다는 것을 확인하였다.In the present invention, when a polymer film is prepared by depositing a polymer through polymer polymerization of sulfur and monomer using the sCVD process, which is a chemical vapor deposition process using sulfur in gaseous state as an initiator, polymerization is possible even with a monomer with low miscibility. It was confirmed that a polymer having a very high refractive index and transparency can be prepared by having a short sulfur bond.

따라서, 본 발명은 일 관점에서, (a) sCVD 반응기에 기상 상태의 단량체와 고체 상태의 황을 유입시키는 단계; (b) 고체 상태의 황을 가열·기화시켜 기상 상태의 황과 단량체를 혼합하는 단계; 및 (c) 기판을 가열하여 기판 상에 황과 단량체를 흡착·중합시켜 황 함유 고분자를 증착시키는 단계를 포함하는 황을 개시제로 사용하는 화학기상증착(sCVD)를 이용한 고분자 막의 제조방법에 관한 것이다.Accordingly, the present invention in one aspect, (a) introducing a monomer in a gaseous state and sulfur in a solid state into the sCVD reactor; (b) heating and vaporizing sulfur in a solid state to mix sulfur in a gaseous state and a monomer; and (c) heating the substrate to adsorb and polymerize sulfur and monomers on the substrate to deposit a sulfur-containing polymer. It relates to a method for producing a polymer film using chemical vapor deposition (sCVD) using sulfur as an initiator. .

또한, 본 발명의 다른 관점에서 1.7 내지 1.9의 굴절률 및 가시광선 영역에서 90% 이상의 투명도를 가지며, 황의 함량이 60~80wt%이고, 황 결합 길이가 2.0~8.0이며, 폴리(설퍼-co-1,4-부탄디올 디비닐에테르)(poly(sulfur-co-1,4-butanediol divinyl ether, SBDDVE), 폴리(설퍼-co-디(에틸렌 글리콜)디비닐에테르)(poly(sulfur-co-di(ethylene glycol)divinyl ether, SDEGDVE), 폴리(설퍼-co-디비닐 벤젠)(poly(sulfur-co-divinyl benzene, SDVB), 폴리(설퍼-co-1,9-데카다이엔)(poly(sulfur-co-1,9-decadiene, SDDE), 폴리(설퍼-co-1,11-도데카다이엔)(poly(sulfur-co-1,11-dodecadiene, SDDDE), 폴리(설퍼-co-1,3,5-트리비닐-1,3,5-트리메틸사이클로트리실록산)(poly(sulfur-co-1,3,5-trivinyl-1,3,5-trimethyl cyclotrisiloxane, SV3D3), 폴리(설퍼-co-1,3,5,7-테트라비닐-1,3,5,7-테트라메틸사이클로테트라실록산)(poly(sulfur-co-1,3,5,7-tetravinyl-1,3,5,7- tetramethylcyclotetrasiloxane, SV4D4) 및 폴리(설퍼-co-헥사비닐실록산(poly(sulfur-co-hexavinyldisiloxane, SHVDS)으로 구성된 군에서 선택된 1종의 황 공중합체가 10nm~2㎛의 두께로 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 황 함유 공중합체의 고분자막에 관한 것이다.In addition, in another aspect of the present invention, it has a refractive index of 1.7 to 1.9 and a transparency of 90% or more in the visible region, the sulfur content is 60 to 80 wt%, the sulfur bond length is 2.0 to 8.0, and poly(sulfur-co-1) ,4-butanediol divinyl ether) (poly (sulfur-co-1,4-butanediol divinyl ether, SBDDVE), poly (sulfur-co-di (ethylene glycol) divinyl ether) (poly (sulfur-co-di ( ethylene glycol) divinyl ether, SDEGDVE), poly(sulfur-co-divinyl benzene) (poly(sulfur-co-divinyl benzene, SDVB), poly(sulfur-co-1,9-decadiene) (poly(sulfur) -co-1,9-decadiene, SDDE), poly(sulfur-co-1,11-dodecadiene) (poly(sulfur-co-1,11-dodecadiene, SDDDE), poly(sulfur-co-1) ,3,5-trivinyl-1,3,5-trimethylcyclotrisiloxane) (poly(sulfur-co-1,3,5-trivinyl-1,3,5-trimethyl cyclotrisiloxane, SV3D3), poly(sulfur- co-1,3,5,7-tetravinyl-1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane) (poly(sulfur-co-1,3,5,7-tetravinyl-1,3,5, One type of sulfur copolymer selected from the group consisting of 7-tetramethylcyclotetrasiloxane, SV4D4) and poly(sulfur-co-hexavinyldisiloxane, SHVDS) is coated with a thickness of 10 nm to 2 μm. It relates to a polymer film of a sulfur-containing copolymer characterized in that.

본 발명에서는 기상 상태의 황과 단량체를 함께 챔버에 혼합시켜줌으로써, 개시제 없이도 기상에서의 고분자 증착에 성공하였다. 기존 액상공정과 달리, 진공 상태에서의 황을 기상으로 단량체와 혼합하는 기상공정이기에, 액상 황과 섞이지 않는 다양한 단량체를 고분자로 중합 가능하며, 얇은 고분자 필름을 증착할 때 다양한 기판에 손상 없이 적용 가능하다. 또한 매우 얇은 박막을 제조할 수 있으며, 액상공정에서는 불가능한 복잡한 구조에 증착이 가능하다.In the present invention, by mixing gaseous sulfur and monomer together in the chamber, polymer deposition in the gas phase was successful without an initiator. Unlike the existing liquid phase process, since it is a gas phase process that mixes sulfur in a vacuum with a monomer in a gas phase, it is possible to polymerize various monomers that do not mix with liquid sulfur into a polymer, and it can be applied to various substrates without damage when depositing a thin polymer film do. In addition, very thin thin films can be manufactured, and deposition is possible in complex structures that are impossible in the liquid phase process.

본 발명에서는 황을 가공하여 다양한 고분자 물질을 합성하기 위해, 기상 상태의 황을 사용하여 고분자중합을 일으키는 것을 특징으로 한다. 도 1은 황을 게시제로 이용한 화학기상증착(sCVD) 공정의 전반적인 모식도와 반응 공정(scheme)을 나타낸다. 실온에서 링(ring) 상태로 존재하는 황을 가열하여 기화시키고, 개환(ring opening)을 일으켜 라디칼 상태의 선형(linear) 황으로 변화시킴으로써, 고분자 중합을 개시하는 개시제로서 사용한다. 기존의 액상 상태에서의 역가황(inverse vulcanization) 반응과는 달리, 단량체와 황 라디칼이 기상에서 혼합되기 때문에, 상 분리가 일어날 위험이 없다는 것이 큰 장점이다. 따라서 다양한 단량체를 황과 공중합체로 중합이 가능하고, 2가지 종류 이상의 단량체를 함께 흘려줌으로써, 다양한 고분자 합성이 가능하다. 더 나아가 황을 단순히 개시제로서의 역할이 아닌, 고분자 중합에서의 공중합체 단위체로 사용함으로써, 가교결합이 가능한 단량체와 함께 증착할 시 높은 황 함유량의 고분자를 생산 가능하다.In the present invention, in order to process sulfur to synthesize various polymer materials, it is characterized in that polymer polymerization is performed using sulfur in a gaseous state. 1 shows an overall schematic diagram and reaction scheme of a chemical vapor deposition (sCVD) process using sulfur as an initiator. It is used as an initiator for initiating polymer polymerization by heating sulfur existing in a ring state at room temperature to vaporize it, causing ring opening to change it into a linear sulfur in a radical state. Unlike the conventional inverse vulcanization reaction in the liquid phase, since the monomer and the sulfur radical are mixed in the gas phase, there is no risk of phase separation, which is a great advantage. Therefore, it is possible to polymerize various monomers with sulfur and a copolymer, and by flowing two or more types of monomers together, various polymers can be synthesized. Furthermore, by using sulfur as a copolymer unit in polymer polymerization rather than simply serving as an initiator, it is possible to produce a polymer having a high sulfur content when deposited with a cross-linkable monomer.

도 2a에 나타낸 바와 같이, 나노 사이즈(nano size)의 패턴에도 등각의(conformal) 필름이 형성되며, AFM 분석을 통해 매우 평탄한 필름이 합성된 것을 확인하였다. 이는 개시제를 이용한 화학기상증착(iCVD), 원자층증착(ALD) 등 기상증착을 이용한 다른 방식들이 다양한 구조의 3D 기판에 균일한 박막이 증착 가능한 것과 같이, sCVD 역시 기상증착의 장점을 살릴 수 있음을 의미한다.As shown in FIG. 2a , a conformal film was formed even in a nano-sized pattern, and it was confirmed that a very flat film was synthesized through AFM analysis. As other methods using vapor deposition such as chemical vapor deposition (iCVD) and atomic layer deposition (ALD) using initiators can deposit uniform thin films on 3D substrates with various structures, sCVD can also utilize the advantages of vapor deposition. means

도 2b는 본 발명에서 합성에 성공한 단량체를 계열별로 정리한 것이다. 부탄디올 디비닐 에테르(butanediol divinyl ether, BDDVE), 디(에틸렌 글리콜)디비닐 에테르(di(ethylene glycol)divinyl ether, DEGDVE), 디비닐벤젠(divinylbenzene, DVB), 1,9-데카다이엔 (1,9-decadiene, DDE), 1,11-도데카다이엔 (1,11-dodecadiene, DDDE), 1,3,5-트리메틸-1,3,5-트리비닐 사이클로트리실록산(1,3,5-trimethyl-1,3,5-trivinyl cyclotrisiloxane, V3D3), 1,3,5,7-테트라비닐-1,3,5,7-테트라메틸사이클로테트라실록산(1,3,5,7-tetravinyl-1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane, V4D4) 또는 헥사베닐디실록산(hexavinyldisiloxane, HVDS)를 이용하여 성공적인 다양한 황 공중합체를 합성하였으며, 얇은 박막 형태의 고분자를 증착하는데 성공하였다. 합성된 고분자 명은 다음과 같이 명명하였다: 폴리(설퍼-co-1,4-부탄디올 디비닐에테르)(poly(sulfur-co-1,4-butanediol divinyl ether, SBDDVE), 폴리(설퍼-co-디(에틸렌 글리콜)디비닐에테르)(poly(sulfur-co-di(ethylene glycol)divinyl ether, SDEGDVE), 폴리(설퍼-co-디비닐 벤젠)(poly(sulfur-co-divinyl benzene, SDVB), 폴리(설퍼-co-1,9-데카다이엔) (poly(sulfur-co-1,9-decadiene, SDDE), 폴리(설퍼-co-1,11-도데카다이엔) (poly(sulfur-co-1,11-dodecadiene, SDDDE), 폴리(설퍼-co-1,3,5-트리비닐-1,3,5-트리메틸사이클로트리실록산)(poly(sulfur-co-1,3,5-trivinyl-1,3,5-trimethyl cyclotrisiloxane, SV3D3), 폴리(설퍼-co-1,3,5,7-테트라비닐-1,3,5,7-테트라메틸사이클로테트라실록산)(poly(sulfur-co-1,3,5,7-tetravinyl-1,3,5,7- tetramethylcyclotetrasiloxane, SV4D4) 및 폴리(설퍼-co-헥사비닐실록산(poly(sulfur-co-hexavinyldisiloxane, SHVDS). 특히 사용된 단량체는 비닐(vinyl) 기가 2개 이상으로 황과 결합시 망상구조의 가교결합이 가능한 가교 고분자이다.Figure 2b is a summary of the monomers successfully synthesized in the present invention by series. Butanediol divinyl ether (BDDVE), di (ethylene glycol) divinyl ether (di(ethylene glycol) divinyl ether, DEGDVE), divinylbenzene (DVB), 1,9-decadiene (1) ,9-decadiene, DDE), 1,11-dodecadiene (1,11-dodecadiene, DDDE), 1,3,5-trimethyl-1,3,5-trivinyl cyclotrisiloxane (1,3, 5-trimethyl-1,3,5-trivinyl cyclotrisiloxane (V3D3), 1,3,5,7-tetravinyl-1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane (1,3,5,7-tetravinyl Various successful sulfur copolymers were synthesized using -1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane (V4D4) or hexavinyldisiloxane (HVDS), and a thin film-type polymer was successfully deposited. The synthesized polymer was named as follows: poly(sulfur-co-1,4-butanediol divinyl ether) (poly(sulfur-co-1,4-butanediol divinyl ether, SBDDVE), poly(sulfur-co-divinyl ether) (ethylene glycol) divinyl ether) (poly(sulfur-co-di(ethylene glycol) divinyl ether, SDEGDVE), poly(sulfur-co-divinyl benzene) (poly(sulfur-co-divinyl benzene, SDVB), poly (sulfur-co-1,9-decadiene) (poly(sulfur-co-1,9-decadiene, SDDE), poly(sulfur-co-1,11-dodecadiene) (poly(sulfur-co) -1,11-dodecadiene, SDDDE), poly (sulfur-co-1,3,5-trivinyl-1,3,5-trimethylcyclotrisiloxane) (poly (sulfur-co-1,3,5-trivinyl) -1,3,5-trimethyl cyclotrisiloxane, SV3D3), poly(sulfur-co-1,3,5,7-tetravinyl-1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane) (poly(sulfur-co) -1,3,5,7-tetravinyl-1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane (SV4D4) and poly(sulfur-co-hexavinyldisiloxane, SHVDS). In particular, the monomers used are It is a cross-linked polymer capable of cross-linking a network structure when two or more vinyl groups are combined with sulfur.

고분자 증착을 위해서, 단량체를 가열하여 기상상태로 진공 상태의 챔버 내에 유입시키고, 동시에 고체 상태의 황을 챔버 내부에서 가열하여 기화시킴으로써 황과 단량체 두 종류의 기체를 기상에서 혼합한다. 챔버 내부에 필라멘트를 뜨겁게 가열시켜, 기화된 황이 라디칼을 더 잘 생성할 수 있도록 하고, 타겟 기판을 다른 부분보다 비교적 낮은 110~130 ℃ 정도로 가열시킴으로써, 황과 단량체를 흡착하여 고분자 중합이 일어나게 한다.For polymer deposition, the monomer is heated and introduced into a vacuum chamber in a gaseous state, and at the same time, sulfur in a solid state is heated in the chamber to vaporize, thereby mixing sulfur and two kinds of gases in the vapor phase. By heating the filament hot inside the chamber, the vaporized sulfur can better generate radicals, and by heating the target substrate to about 110 ~ 130 ° C, which is relatively lower than other parts, sulfur and monomers are adsorbed to cause polymer polymerization.

본 발명에 있어서, 상기 고분자는 폴리(설퍼-co-1,4-부탄디올 디비닐에테르)(poly(sulfur-co-1,4-butanediol divinyl ether, SBDDVE), 폴리(설퍼-co-디(에틸렌 글리콜)디비닐에테르)(poly(sulfur-co-di(ethylene glycol)divinyl ether, SDEGDVE), 폴리(설퍼-co-디비닐 벤젠)(poly(sulfur-co-divinyl benzene, SDVB), 폴리(설퍼-co-1,9-데카다이엔) (poly(sulfur-co-1,9-decadiene, SDDE), 폴리(설퍼-co-1,11-도데카다이엔) (poly(sulfur-co-1,11-dodecadiene, SDDDE), 폴리(설퍼-co-1,3,5-트리비닐-1,3,5-트리메틸사이클로트리실록산)(poly(sulfur-co-1,3,5-trivinyl-1,3,5-trimethyl cyclotrisiloxane, SV3D3), 폴리(설퍼-co-1,3,5,7-테트라비닐-1,3,5,7-테트라메틸사이클로테트라실록산)(poly(sulfur-co-1,3,5,7-tetravinyl-1,3,5,7- tetramethylcyclotetrasiloxane, SV4D4) 또는 폴리(설퍼-co-헥사비닐실록산(poly(sulfur-co-hexavinyldisiloxane, SHVDS)일 수 있다.In the present invention, the polymer is poly(sulfur-co-1,4-butanediol divinyl ether) (poly(sulfur-co-1,4-butanediol divinyl ether, SBDDVE), poly(sulfur-co-di(ethylene) glycol) divinyl ether) (poly(sulfur-co-di(ethylene glycol)divinyl ether, SDEGDVE), poly(sulfur-co-divinyl benzene) (poly(sulfur-co-divinyl benzene, SDVB), poly(sulfur) -co-1,9-decadiene) (poly(sulfur-co-1,9-decadiene, SDDE), poly(sulfur-co-1,11-dodecadiene) (poly(sulfur-co-1) ,11-dodecadiene, SDDDE), poly(sulfur-co-1,3,5-trivinyl-1,3,5-trimethylcyclotrisiloxane) (poly(sulfur-co-1,3,5-trivinyl-1) ,3,5-trimethyl cyclotrisiloxane, SV3D3), poly(sulfur-co-1,3,5,7-tetravinyl-1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane) (poly(sulfur-co-1) ,3,5,7-tetravinyl-1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane (SV4D4) or poly(sulfur-co-hexavinyldisiloxane, SHVDS).

상기 공정은 기판온도를 90~140℃, 바람직하게는 110~130℃의 온도 및 500~1500mTorr의 압력에서 5분~2시간 동안 수행될 수 있다. 이때, 온도가 90℃미만인 경우 흐릿(foggy)하게 증착될 수 있고 140℃를 초과할 경우 반응물이 흡착되지 않아 필름이 형성되지 않는 문제가 있으며, 상기 반응기내 챔버의 압력이 500mTorr 미만이거나 1500mTorr를 초과할 경우 증착이 이루어지지 않거나 증착된 필름이 지저분하게 되는 문제가 있다. 그리고. 황의 양은 증착 두께와 비례하며, 반응조건에 따라 필름에서 재결정이 일어나는 문제점이 있다.The process may be performed for 5 minutes to 2 hours at a substrate temperature of 90 ~ 140 ℃, preferably at a temperature of 110 ~ 130 ℃ and a pressure of 500 ~ 1500 mTorr. At this time, if the temperature is less than 90 ℃, it may be deposited foggy, and if it exceeds 140 ℃, there is a problem that the reactant is not adsorbed and there is a problem that the film is not formed, and the pressure of the chamber in the reactor is less than 500 mTorr or exceeds 1500 mTorr In this case, there is a problem in that deposition is not made or the deposited film is dirty. and. The amount of sulfur is proportional to the deposition thickness, and there is a problem in that recrystallization occurs in the film depending on the reaction conditions.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 (b) 단계 후에 반응기 내부의 필라멘트를 330~380℃의 온도로 가열하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 또한, 상기 (c) 단계에서 기판을 110~130℃의 온도로 가열할 수 있다.In addition, in the present invention, it may further include the step of heating the filament inside the reactor to a temperature of 330 ~ 380 ℃ after step (b). In addition, in step (c), the substrate may be heated to a temperature of 110 to 130 °C.

본 발명에 있어서, 상기 단량체는 비닐기를 가진 단량체로서, 부탄디올 디비닐 에테르(butanediol divinyl ether, BDDVE), 디(에틸렌 글리콜)디비닐 에테르(di(ethylene glycol)divinyl ether, DEGDVE), 디비닐벤젠(divinylbenzene, DVB), 1,9-데카다이엔 (1,9-decadiene, DDE), 1,11-도데카다이엔 (1,11-dodecadiene, DDDE), 1,3,5-트리메틸-1,3,5-트리비닐 사이클로트리실록산(1,3,5-trimethyl-1,3,5-trivinyl cyclotrisiloxane, V3D3), 1,3,5,7-테트라비닐-1,3,5,7-테트라메틸사이클로테트라실록산(1,3,5,7-tetravinyl-1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane, V4D4) 및 헥사베닐디실록산(hexavinyldisiloxane, HVDS)으로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상을 사용하나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the monomer is a monomer having a vinyl group, butanediol divinyl ether (BDDVE), di(ethylene glycol) divinyl ether (di(ethylene glycol) divinyl ether, DEGDVE), divinylbenzene ( divinylbenzene, DVB), 1,9-decadiene (1,9-decadiene, DDE), 1,11-dodecadiene (1,11-dodecadiene, DDDE), 1,3,5-trimethyl-1, 3,5-trivinyl cyclotrisiloxane (1,3,5-trimethyl-1,3,5-trivinyl cyclotrisiloxane, V3D3), 1,3,5,7-tetravinyl-1,3,5,7-tetra At least one selected from the group consisting of methylcyclotetrasiloxane (1,3,5,7-tetravinyl-1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane, V4D4) and hexavinyldisiloxane (HVDS) is used, The present invention is not limited thereto.

상기 (a) 단계에서 상기 (a) 단계에서 유입한 황의 양에 비례하여 두께와 굴절률이 증가한다.In step (a), the thickness and refractive index increase in proportion to the amount of sulfur introduced in step (a).

상기 고분자의 두께는 10nm~2㎛안에서 조절이 가능하다.The thickness of the polymer can be controlled within 10nm ~ 2㎛.

상기 기판은 실리콘 웨이퍼(silicon wafer), 유리(glass), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate, PEN), 폴리디메틸 실록산(polydimethyl siloxane, PDMS), 폴리이미드(polyimide, PI), 라텍스(latex), 다공성 스테인레스 스틸 메쉬(porous stainless steel mesh), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane), 폴리에테르설폰(polyethersulfone, PES), 폴리설폰(polysulfone, PSF) 및 폴리비닐리덴플루오라이드(poly(vinylidenedifluoride), PVDF)로 구성된 군에서 선택되는 1종일 수 있다.The substrate is a silicon wafer, glass, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polydimethyl siloxane (PDMS), polyimide (polyimide, PI), latex, porous stainless steel mesh, polyacrylonitrile, polydimethylsiloxane, polyethersulfone (PES), polysulfone (PSF) And it may be one selected from the group consisting of polyvinylidene fluoride (poly(vinylidenedifluoride), PVDF).

도 3은 sCVD로 합성한 황 공중합체의 FT-IR과 XPS 분석 결과를 보여준다. FT-IR에서는 단량체와, iCVD로 증착한 고분자, sCVD로 증착한 고분자의 흡수 피크(peak)을 비교하였다. 단, BDDVE, DEGDVE, DDE, DDDE의 경우 호모중합(homo-polymerization)이 되지 않는 물질이므로, iCVD로 증착할 수 없어 제외하였다. 단량체와, iCVD로 증착한 고분자, sCVD로 증착한 고분자 모두 각 단량체의 작용기 부분이 잘 관측되었고, sCVD로 증착한 고분자에서만 480 cm-1 부근에서 S-S 스트레칭 피크(stretching peak)와, 1080 cm-1에서 C-S 스트레칭 피크가 관측되었다. 이는 sCVD 공정을 통하여 모든 단량체들이 황과의 반응이 성공적으로 이루어졌음을 의미한다. XPS 분석을 통해서 sCVD로 합성한 SBDDVE 고분자의 구성 원소 정량 분석과, 각각 원소의 고해상도 측정을 통해 결합 상태를 확인하였다. C 1s 피크, O 1s 피크에서 C-C-O, C-C-C, C-C-S, O-C-S 피크를 확인하였고, 이는 BDDVE의 단량체가 손상 없이 고분자가 합성된 것을 의미한다. S 2p 피크의 고해상도 측정을 통하여 S-S 결합과 S-C 결합이 공존하고 있는 것을 확인하였다. FT-IR과 XPS 결과를 통해, 만들어진 고분자 박막의 성분이 모노머의 변성 또는 열에 의한 자가 증착이 아니라, 황과 단량체의 화학적 결합을 통해 만들어진 물질임을 확인할 수 있다.3 shows the FT-IR and XPS analysis results of the sulfur copolymer synthesized by sCVD. In FT-IR, absorption peaks of the monomer, the polymer deposited by iCVD, and the polymer deposited by sCVD were compared. However, BDDVE, DEGDVE, DDE, and DDDE were excluded because they could not be deposited by iCVD because they were materials that did not undergo homo-polymerization. The functional groups of the monomers, iCVD-deposited polymers, and sCVD-deposited polymers were all well observed, and only the sCVD-deposited polymer showed an SS stretching peak near 480 cm -1 and 1080 cm -1 at A CS stretching peak was observed. This means that all monomers were successfully reacted with sulfur through the sCVD process. Through XPS analysis, the binding state was confirmed through quantitative analysis of the constituent elements of the SBDDVE polymer synthesized by sCVD and high-resolution measurement of each element. CCO, CCC, CCS, and OCS peaks were confirmed in the C 1s peak and O 1s peak, which means that the polymer was synthesized without damage to the monomer of BDDVE. Through high-resolution measurement of the S 2p peak, it was confirmed that the SS bond and the SC bond coexist. From the FT-IR and XPS results, it can be confirmed that the components of the polymer thin film are made through chemical bonding of sulfur and monomers, rather than self-deposition due to monomer denaturation or heat.

본 발명에 있어서, 황 결합 길이(sulfur rank)란 황 결합 자체의 길이를 의미하는 것이 아니라, 고분자 내 단량체와 단량체를 연결하는 결합에서 황이 몇 개 결합되어 있는지를 의미하는 것으로(단위 없음), 바람직하게는 2.0~8.0, 더욱 바람직하게는 3.0~7.5의 범위이다.In the present invention, the sulfur bond length (sulfur rank) does not mean the length of the sulfur bond itself, but means the number of sulfur bonds in the bond connecting the monomer and the monomer in the polymer (no unit), preferably Preferably in the range of 2.0 to 8.0, more preferably in the range of 3.0 to 7.5.

도 4는 XPS 분석 결과와 S2p 고해상도 그래프를 통해 계산한 sCVD로 중합한 고분자 내 황 결합 길이를 나타내고 있다. S2p 고해상도 그래프를 디콘볼루션(deconvolution) 하였을 때, 고분자 C-S/S-S 비율을 얻을 수 있었고, 이를 통하여 고분자 내 황 결합 길이를 계산할 수 있다. (From S2p) 또한 하나의 비닐기가 2개의 C-S 결합을 형성하며, 중합 후 단량체에 남은 비닐기가 없다고 가정하였을 때, 원소 비율을 통하여 고분자 내의 평균 황 결합 길이를 계산할 수 있다(From survey). 디콘볼루션(deconvulution)을 통해 계산한 황 결합 길이와, 원소 비율을 통해 계산한 황 결합 길이의 차이가 거의 없는 것을 알 수 있으며, 이는 앞서 가정한 합성된 고분자 안에 미반응 바이닐기가 거의 남아있지 않으며, 형성된 황 결합 길이가 짧고, 높은 가교도를 나타내는 것을 의미한다. 이를 통하여 본 발명에서 개발한 sCVD 공정을 통하여 역가황 반응에서 문제되었던, 긴 결합 길이로 인한 낮은 장기 안정성, 색이 나타나는 문제를 해결할 수 있음을 보여준다.4 shows the sulfur bond length in the polymer polymerized by sCVD calculated through the XPS analysis result and the S2p high-resolution graph. When the S2p high-resolution graph was deconvolved, the polymer C-S/S-S ratio could be obtained, and the sulfur bond length in the polymer could be calculated through this. (From S2p) Also, assuming that one vinyl group forms two C-S bonds and there is no vinyl group remaining in the monomer after polymerization, the average sulfur bond length in the polymer can be calculated through the element ratio (From survey). It can be seen that there is little difference between the sulfur bond length calculated through deconvolution and the sulfur bond length calculated through the element ratio, which means that almost no unreacted vinyl groups remain in the synthesized polymer assumed above. , which means that the formed sulfur bond length is short and shows a high degree of crosslinking. Through this, it shows that the problem of low long-term stability and color appearance due to a long bond length, which was a problem in the inverse vulcanization reaction, can be solved through the sCVD process developed in the present invention.

도 5는 sCVD로 합성한 황 공중합체의 XRD, TGA, AFM, DSC 분석 결과. XRD 분석에서는 황의 경우 결정성을 가지고 있어, 특정 각도에서 결정성 피크를 나타내는 반면에, sCVD로 합성한 SBDDVE의 경우 모든 각도에서 결정성이 없고, 비정질(amorphous) 성질을 나타낸다. DSC 결과에서는 황의 경우 110 ℃에서 130 ℃ 부근에서 녹는점을 가지고 있어, 열을 흡수하는 피크가 나타나지만, sCVD로 합성한 SBDDVE의 경우 해당 피크가 나타나지 않는 것을 확인하였다. 또한 Tg 값도 -30 ℃ 부근에서 가지는 황에 비해 매우 높은 값을 나타낸다. TGA 결과에서는 황의 경우 300 ℃ 및 400 ℃에서 모두 분해(decompose)되어 질량%가 0%까지 도달하지만, SBDDVE의 경우는 500 ℃ 이상에서도 질량 %가 남아 있는 것을 볼 수 있다. 이는 S-S 결합은 모두 분해되지만 C-C/C-S 결합이 남아 있다는 것을 의미한다. 이 세 가지 분석 결과는 sCVD로 합성한 황 고분자는 미반응 된 황이 존재하지 않으며, 반응물이 단량체와 결합을 잘 이루고 있다는 것을 의미한다.5 is an XRD, TGA, AFM, DSC analysis result of a sulfur copolymer synthesized by sCVD. In XRD analysis, sulfur has crystallinity and shows a crystalline peak at a specific angle, whereas SBDDVE synthesized by sCVD has no crystallinity at all angles and exhibits amorphous properties. In the DSC results, it was confirmed that sulfur has a melting point at 110 °C to 130 °C, so a peak absorbing heat appears, but in the case of SBDDVE synthesized by sCVD, the corresponding peak does not appear. In addition, the Tg value also shows a very high value compared to sulfur having around -30 ℃. In the TGA result, 300 for sulfur ℃ and 400 It is all decomposed at ℃ and the mass % reaches 0%, but in the case of SBDDVE, it is 500 It can be seen that the mass % remains even at ℃ or higher. This means that all SS bonds are cleaved, but CC/CS bonds remain. These three analysis results indicate that unreacted sulfur does not exist in the sulfur polymer synthesized by sCVD, and the reactants form a good bond with the monomers.

본 발명에 있어서, sCVD로 합성한 고분자의 광학적 특성을 분석한 결과로부터 sCVD로 합성한 고분자는 고분자 물질로서 매우 높은 굴절률을 가지고 있으며, 가시광선 영역에서 흡광이 거의 없음을 알 수 있다. 실제로 1 ㎛ 이상의 두께에서도 투명도를 측정하였을 때, 90% 이상의 투명도를 나타내는 것을 확인하였다. 이는 기존의 역경화로 합성된 황 고분자와는 다른 특징이며, 기상에서 균질(homogenous)하게 혼합되어 나타나는 특징으로 예상된다. 투명도는 90% 이상, 바람직하게는 90~99.9%의 투명도를 가질 수 있다.In the present invention, from the results of analyzing the optical properties of the polymer synthesized by sCVD, it can be seen that the polymer synthesized by sCVD has a very high refractive index as a polymer material and hardly absorbs light in the visible ray region. In fact, when the transparency was measured even at a thickness of 1 μm or more, it was confirmed that the transparency was 90% or more. This is a characteristic different from the conventional sulfur polymer synthesized by reverse curing, and is expected to appear as a characteristic that is homogenously mixed in the gas phase. Transparency may have a transparency of 90% or more, preferably 90 to 99.9%.

또한 sCVD 공정을 통하여 굴절률과 두께를 조절할 수 있다. 굴절률의 경우는 1.7 초반에서 1.9 초반 정도로 고분자 물질로서는 매우 높은 값을 가지는데, 현재까지 투명하면서 해당 범위의 굴절률을 가지는 고분자 물질은 없다.In addition, the refractive index and thickness can be adjusted through the sCVD process. In the case of the refractive index, it has a very high value for a polymer material from the early 1.7 to the early 1.9 range, but there is no transparent polymer material having a refractive index in the corresponding range until now.

본 발명에서는 황과 단량체를 기상으로 진공 챔버에 주입하여 황 함량이 높은 고분자를 증착할 수 있다. 이러한 기술은 기존의 배터리, 렌즈, 절연막 등 다양한 분야에 새롭게 적용할 수 있을 것으로 전망된다.In the present invention, a polymer having a high sulfur content can be deposited by injecting sulfur and a monomer into a vacuum chamber as a gaseous phase. These technologies are expected to be newly applied to various fields such as existing batteries, lenses, and insulating films.

본 발명에서는 황 고분자를 합성하기 위하여 도 7과 같이 설계한 결과, 황을 개시제로 사용하는 화학기상증착 장비로 제조한 결과, 우수한 물성의 황 고분자의 합성이 가능한 것을 확인하였다.In the present invention, as a result of designing as shown in FIG. 7 to synthesize a sulfur polymer, it was confirmed that the synthesis of a sulfur polymer with excellent physical properties was possible as a result of manufacturing with a chemical vapor deposition equipment using sulfur as an initiator.

따라서, 본 발명의 또 다른 관점에서 (a) sCVD 반응기(10); (b) sCVD 반응기(10) 하단에 설치되어 있으며 반응기(10) 내부 고체 황을 로딩할 수 있으며, 공정 시 가열되어 황을 증발시키는 황 로딩 소스셀(100); (c) sCVD 반응기(10) 상단에 연결되어 있으며, 유입된 단량체를 충분한 증기압을 가지기 위하여 가열한 다음, 기상의 단량체를 sCVD 반응기(10) 내부로 이동시키는 단량체 로딩부(200); (d) 고온의 금속 합금선으로 구성되어 있어 상기 황 로딩 소스셀(100)로부터 증발된 기상 황의 결합길이를 짧게 만들어주고, 기화된 황이 기판(400)으로 이동하도록 하는 필라멘트(300); 및 (e) 그 윗면이 sCVD 반응기(10)의 하부를 향하도록 장착시킨 다음, 상기 (b)의 단량체 로딩부(200)로부터 sCVD 반응기(10) 내부로 이동한 단량체가 윗면에 흡착되고, 증발된 황과 고분자의 합성반응이 진행되는 기판(400)을 포함하는 황을 개시제로 사용하는 화학기상증착(sCVD)를 이용한 고분자 막의 제조장치(1)에 관한 것이다.Accordingly, in another aspect of the present invention (a) an sCVD reactor (10); (b) a sulfur loading source cell 100 that is installed at the bottom of the sCVD reactor 10 and can load solid sulfur inside the reactor 10, and is heated during the process to evaporate sulfur; (c) a monomer loading unit 200 connected to the top of the sCVD reactor 10, heating the introduced monomer to have a sufficient vapor pressure, and then moving the vapor phase monomer into the sCVD reactor 10; (d) a filament 300 made of a high-temperature metal alloy wire to shorten the bonding length of vapor-phase sulfur evaporated from the sulfur-loading source cell 100, and to allow the vaporized sulfur to move to the substrate 400; And (e) the upper surface is mounted to face the lower portion of the sCVD reactor 10, and then the monomer moved from the monomer loading unit 200 of (b) into the sCVD reactor 10 is adsorbed on the upper surface, and evaporated It relates to an apparatus (1) for producing a polymer film using chemical vapor deposition (sCVD) using sulfur as an initiator, including a substrate (400) on which a synthesis reaction of sulfur and polymer is performed.

상기 황 고분자를 합성하기 위한 황을 개시제로 사용하는 화학기상증착 장비는 도 7에 도시되어 있다. 본 발명에 의한 장치는 크게 4가지 부분으로 구성되어 있다.A chemical vapor deposition equipment using sulfur as an initiator for synthesizing the sulfur polymer is shown in FIG. 7 . The apparatus according to the present invention is mainly composed of four parts.

(A) 황 로딩 소스셀(100)(A) Sulfur loading source cell (100)

본 구성은 황을 로딩하는 소스셀(source cell) 부분이다. 본 발명에 의한 시스템에서는 원소 황을 ~3g까지 로딩할 수 있으며, 높은 온도를 견디기 위해 세라믹 소재로 구성되어 있다. 소스셀 주변에는 라인 히터(line heater)가 있으며, 이 히터는 소스셀의 온도를 조절할 수 있다. 사용되는 히터는 승온 속도 또한 설정할 수 있으며, 최대 350℃ 정도 온도를 올릴 수 있다. 승온 속도와 온도는 황의 증발 속도와 증발량에 영향을 주고, 적절한 승온 속도와 온도에서 황이 기판에 균일하게 전달되고, 우수한 물성의 황 고분자의 합성이 일어난다.This configuration is a part of the source cell for loading sulfur. In the system according to the present invention, up to 3 g of elemental sulfur can be loaded, and it is composed of a ceramic material to withstand high temperatures. A line heater is provided around the source cell, and the heater can control the temperature of the source cell. The heater used can also set the temperature increase rate, and can raise the temperature by up to 350°C. The heating rate and temperature affect the evaporation rate and amount of sulfur, and at an appropriate temperature increase rate and temperature, sulfur is uniformly transferred to the substrate, and the synthesis of a sulfur polymer with excellent physical properties occurs.

(B) 단량체 로딩부(200)(B) monomer loading unit 200

황과 반응할 단량체를 로딩하는 부분이다. 단량체는 SUS로 구성된 작은 통에 최대 30ml정도까지 담아 반응기에서 나온 라인에 채결하여 사용한다. 황보다 증기압이 낮은 단량체를 사용하며, 기상으로 반응기에 주입하기 위해 히터를 사용하여 충분히 가열해준다. 가열 온도는 사용 단량체마다 다르며 20~120℃ 정도 범위를 가지고 가열해준다. 상기 sCVD 반응기(10)와의 연결 라인 위쪽에는 볼 밸브(ball valve)와 니들 밸브(needle valve)가 구비되어 있다.It is a part that loads a monomer that will react with sulfur. The monomer is put in a small container made of SUS up to 30ml and used after being collected in the line from the reactor. A monomer having a lower vapor pressure than sulfur is used, and it is sufficiently heated using a heater to inject it into the reactor as a gaseous phase. The heating temperature is different for each monomer used, and it is heated in the range of 20~120℃. A ball valve and a needle valve are provided above the connection line with the sCVD reactor 10 .

반응기와 단량체 채결 부위를 연결해주는 라인에 기화된 단량체의 흡착을 막기 위해, 채결된 부분에서 반응기까지 연결되는 라인 또한 히터를 사용하여 80-110℃ 정도 범위를 가지고 가열해준다. sCVD 반응기(10) 내부에 바라트론 센서(baratron sensor)가 구비되어 있어 해당 센서가 측정하는 압력으로 단량체의 주입량을 설정한다.In order to prevent the adsorption of the vaporized monomers on the line connecting the reactor and the monomer gathering site, the line from the collected portion to the reactor is also heated in the range of 80-110°C using a heater. A baratron sensor is provided inside the sCVD reactor 10 to set the injection amount of the monomer by the pressure measured by the sensor.

(C) 필라멘트(300)(C) filament (300)

필라멘트는 기화된 황이 지나는 부분으로, Cr/Ni 선을 사용하여 구성하였다. 필라멘트의 온도는 400℃까지 가열이 가능하다. 필라멘트는 상기 황 로딩 소스셀(100)로부터 증발된 기상 황의 결합길이를 짧게 만들어준다. 또한 본 장비에서 필라멘트의 높이(황 소스셀과, 기판까지의 거리)를 유동적으로 조절할 수 있으며, 적절한 위치에서 우수한 물성의 황고분자의 합성이 일어난다.The filament is a part through which the vaporized sulfur passes, and was constructed using a Cr/Ni wire. The temperature of the filament can be heated up to 400°C. The filament shortens the bonding length of vapor phase sulfur evaporated from the sulfur loading source cell 100 . In addition, the height of the filament (the distance between the sulfur source cell and the substrate) can be flexibly adjusted in this equipment, and the synthesis of sulfur polymer with excellent physical properties occurs at an appropriate location.

(D) 기판(400)(D) substrate 400

일반적으로 10*10에 SUS 기판을 사용하고 있고, 본 장비에서 탈, 부착이 가능하다. 목표 물질을 기판에 고정한 후 아래 쪽을 향하게 기판을 장착하는 방식으로 장비가 구성되어 있다. 장착된 기판의 위치 또한 필라멘트와 동일하게 유동적으로 조절이 가능하며, 회전이 가능하게 설계되어 있다. 기판 회전을 통해 아래 소스셀에서 증발된 황이 균일하게 증착될 수 있으며, 이를 통하여 우수한 물성의 황 고분자를 합성할 수 있다.In general, SUS board is used for 10*10, and it can be removed and attached in this equipment. After fixing the target material to the substrate, the equipment is configured in such a way that the substrate is mounted facing down. The position of the mounted substrate can also be flexibly adjusted in the same way as the filament, and is designed to be rotatable. Sulfur evaporated from the source cell below can be uniformly deposited through substrate rotation, and through this, a sulfur polymer with excellent physical properties can be synthesized.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. These examples are only for illustrating the present invention, and it will be apparent to those of ordinary skill in the art that the scope of the present invention is not limited by these examples.

[실시예][Example]

제조예 1: sCVD를 통한 폴리(설퍼-co-1,4-부탄디올 디비닐에테르)(poly(sulfur-co-1,4-butanediol divinyl ether, SBDDVE)의 제조Preparation Example 1: Preparation of poly(sulfur-co-1,4-butanediol divinyl ether) (poly(sulfur-co-1,4-butanediol divinyl ether, SBDDVE) through sCVD)

단량체인 부탄디올 디비닐 에테르(BDDVE) 10ml를 60℃로 가열하여 기상상태로 진공 상태의 챔버 내에 유입시키고, 동시에 고체 상태의 황 0.01g~1.5g를 챔버 내부에서 180℃로 가열하여 기화시킴으로써 황과 단량체 두 종류의 기체를 기상에서 혼합하였다. 챔버 내부에 필라멘트를 뜨겁게(350℃) 가열시켜, 기화된 황이 라디칼을 더 잘 생성할 수 있도록 하였고, 타겟 기판을 110~130 ℃ 정도로 가열시켜 황과 단량체를 중합시켜 SBDDVE가 증착된 고분자 막을 제조하였다. 챔버의 내부 압력을 500-1500mTorr로 유지하였다.10 ml of butanediol divinyl ether (BDDVE), a monomer, is heated to 60°C and introduced into a vacuum chamber in a gaseous state, and at the same time, 0.01 g to 1.5 g of solid sulfur is heated to 180° C. The gases of two types of monomers were mixed in the gas phase. By heating the filament hot (350℃) inside the chamber, the vaporized sulfur was better able to generate radicals, and the target substrate was heated to 110~130. A polymer film on which SBDDVE was deposited was prepared by heating to about ℃ to polymerize sulfur and monomers. The internal pressure of the chamber was maintained at 500-1500 mTorr.

제조예 2: 폴리(설퍼-co-디(에틸렌 글리콜)디비닐에테르)(poly(sulfur-co-di(ethylene glycol)divinyl ether, SDEGDVE)의 제조Preparation Example 2: Preparation of poly(sulfur-co-di(ethylene glycol)divinyl ether) (poly(sulfur-co-di(ethylene glycol)divinyl ether, SDEGDVE)

제조예 1에서 단량체로 디(에틸렌 글리콜)디비닐 에테르(DEGDVE)를 사용하여 SDEGDVE가 증착된 고분자 막을 제조한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일하게 실시하였다.It was carried out in the same manner as in Preparation Example 1, except that in Preparation Example 1, a polymer film on which SDEGDVE was deposited was prepared using di(ethylene glycol) divinyl ether (DEGDVE) as a monomer.

제조예 3: 폴리(설퍼-co-디비닐 벤젠)(poly(sulfur-co-divinyl benzene, SDVB)의 제조Preparation Example 3: Preparation of poly(sulfur-co-divinyl benzene) (poly(sulfur-co-divinyl benzene, SDVB)

제조예 1에서 단량체로 디비닐벤젠(DVB)을 사용하여 SDVB가 증착된 고분자 막을 제조한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일하게 실시하였다.The same procedure as in Preparation Example 1 was performed except that a polymer film on which SDVB was deposited was prepared using divinylbenzene (DVB) as a monomer in Preparation Example 1.

제조예 4: 폴리(설퍼-co-1,9-데카다이엔) (poly(sulfur-co-1,9-decadiene, SDDE)의 제조Preparation Example 4: Preparation of poly(sulfur-co-1,9-decadiene) (poly(sulfur-co-1,9-decadiene, SDDE)

제조예 1에서 단량체로 1,9-데카다이엔(DDE)을 사용하여 SDVB가 증착된 고분자 막을 제조한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일하게 실시하였다It was carried out in the same manner as in Preparation Example 1, except that in Preparation Example 1, a polymer film on which SDVB was deposited was prepared using 1,9-decadiene (DDE) as a monomer.

제조예 5: 폴리(설퍼-co-1,11-도데카다이엔) (poly(sulfur-co-1,11-dodecadiene, SDDDE)의 제조Preparation Example 5: Preparation of poly(sulfur-co-1,11-dodecadiene) (poly(sulfur-co-1,11-dodecadiene, SDDDE)

제조예 1에서 단량체로 1,11-도데카다이엔 (DDDE)을 사용하여 SDVB가 증착된 고분자 막을 제조한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일하게 실시하였다It was carried out in the same manner as in Preparation Example 1, except that a polymer film on which SDVB was deposited was prepared using 1,11-dodecadiene (DDDE) as a monomer in Preparation Example 1

제조예 6: 폴리(설퍼-co-1,3,5-트리비닐-1,3,5-트리메틸사이클로트리실록산)(poly(sulfur-co-1,3,5-trivinyl-1,3,5-trimethyl cyclotrisiloxane, SV3D3)의 제조Preparation 6: poly(sulfur-co-1,3,5-trivinyl-1,3,5-trimethylcyclotrisiloxane) (poly(sulfur-co-1,3,5-trivinyl-1,3,5) Preparation of -trimethyl cyclotrisiloxane, SV3D3)

제조예 1에서 단량체로 1,3,5-트리메틸-1,3,5-트리비닐 사이클로트리실록산(V3D3)을 사용하여 SV3D3가 증착된 고분자 막을 제조한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일하게 실시하였다.The same procedure as in Preparation Example 1 was performed except that in Preparation Example 1, a polymer film on which SV3D3 was deposited was prepared using 1,3,5-trimethyl-1,3,5-trivinyl cyclotrisiloxane (V3D3) as a monomer. did.

제조예 7: 폴리(설퍼-co-1,3,5,7-테트라비닐-1,3,5,7-테트라메틸사이클로테트라실록산)(poly(sulfur-co-1,3,5,7-tetravinyl-1,3,5,7- tetramethylcyclotetrasiloxane, SV4D4)의 제조Preparation 7: poly(sulfur-co-1,3,5,7-tetravinyl-1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane) (poly(sulfur-co-1,3,5,7-) Preparation of tetravinyl-1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane (SV4D4)

제조예 1에서 단량체로 1,3,5,7-테트라비닐-1,3,5,7-테트라메틸사이클로테트라실록산(V4D4)을 사용하여 SV4D4가 증착된 고분자 막을 제조한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일하게 실시하였다.Preparation Example except that a polymer film on which SV4D4 was deposited was prepared using 1,3,5,7-tetravinyl-1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane (V4D4) as a monomer in Preparation Example 1 1 was carried out in the same manner.

제조예 8: 폴리(설퍼-co-헥사비닐실록산(poly(sulfur-co-hexavinyldisiloxane, SHVDS)의 제조Preparation 8: Preparation of poly(sulfur-co-hexavinyldisiloxane, SHVDS)

제조예 1에서 단량체로 헥사베닐디실록산(HVDS)을 사용하여 SHVDS가 증착된 고분자 막을 제조한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일하게 실시하였다.It was carried out in the same manner as in Preparation Example 1, except that in Preparation Example 1, a polymer film on which SHVDS was deposited was prepared using hexabenyldisiloxane (HVDS) as a monomer.

비교예 1: iCVD를 통한 폴리(디비닐 벤젠)(poly(divinyl benzene, pDVB))의 제조 Comparative Example 1 : Preparation of poly(divinyl benzene) (poly(divinyl benzene, pDVB)) through iCVD

단량체 디비닐 벤젠(divinyl benzene, DVB, 99%, Aldrich, USA) 개시제 tert-부틸퍼옥사이드(tert-butyl peroxide(TBPO), 98%, Aldrich, USA)를 이용하여 중합을 실시하였다. 단량체 및 개시제를 정제하지 않고 사용하였다. 증기화된 단량체및 개시제를 iCVD 반응기(Daeki Hi-Tech Co., Ltd)에 주입하였다. 증기 플로우를 얻기 위하여, TBPO는 상온에서 유지하고 DVB를 40도로 가열하였다.Polymerization was carried out using the monomer divinyl benzene (divinyl benzene, DVB, 99%, Aldrich, USA) initiator tert-butyl peroxide (TBPO, 98%, Aldrich, USA). Monomers and initiators were used without purification. The vaporized monomer and initiator were injected into an iCVD reactor (Daeki Hi-Tech Co., Ltd). To obtain a vapor flow, the TBPO was maintained at room temperature and the DVB was heated to 40 degrees.

DVB 및 TBPO의 투입속도를 각각 1.679 및 0.613sccm으로 설정하였고, 반응기 압력과 기판 온도를 250mtorr 및 38℃로 유지하였다. 필라멘트 온도를 140℃로 설정하였다The input rates of DVB and TBPO were set to 1.679 and 0.613 sccm, respectively, and the reactor pressure and substrate temperature were maintained at 250 mtorr and 38°C. The filament temperature was set to 140°C.

비교예 2: iCVD를 통한 폴리(1,3,5-트리비닐-1,3,5-트리메틸사이클로실록산)(poly(1,3,5-trivinyl-1,3,5-trimethyl cyclotrisiloxane), pV3D3)의 제조 Comparative Example 2 : Poly(1,3,5-trivinyl-1,3,5-trimethylcyclosiloxane) by iCVD (poly(1,3,5-trivinyl-1,3,5-trimethyl cyclotrisiloxane), pV3D3 ) manufacturing

폴리(1,3,5-트리비닐-1,3,5-트리메틸사이클로실록산)(poly(1,3,5-trivinyl-1,3,5-trimethyl cyclotrisiloxane, pV3D3)) 중합체를 제조하기 위하여 iCVD 반응기 내에 V3D3 및 TBPO의 증기 플로우를 얻기 위하여, TBPO는 상온에서 유지하고 V3D3를 40℃로 가열하였고, 투입속도를 각각 4.12 및 1.61sccm으로 설정하였다. 응기 압력과 기판 온도를 300mtorr 및 40℃로 유지하였다. 필라멘트 온도를 140℃로 설정하였다.iCVD to prepare poly(1,3,5-trivinyl-1,3,5-trimethylcyclosiloxane) (poly(1,3,5-trivinyl-1,3,5-trimethyl cyclotrisiloxane, pV3D3)) polymer In order to obtain a vapor flow of V3D3 and TBPO in the reactor, TBPO was maintained at room temperature and V3D3 was heated to 40° C., and the input rates were set to 4.12 and 1.61 sccm, respectively. The coagulation pressure and substrate temperature were maintained at 300 mtorr and 40°C. The filament temperature was set at 140°C.

비교예 3: iCVD를 통한 폴리(1,3,5,7-테트라비닐-1,3,5,7-테트라메틸사이클로테트라실록산)(poly(1,3,5,7-tetravinyl-1,3,5,7- tetramethylcyclotetrasiloxane), pV4D4)의 제조 Comparative Example 3 : Poly(1,3,5,7-tetravinyl-1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane) via iCVD (poly(1,3,5,7-tetravinyl-1,3) Preparation of ,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane), pV4D4)

폴리(1,3,5,7-테트라비닐-1,3,5,7-테트라메틸사이클로테트라실록산)(poly(1,3,5,7-tetravinyl-1,3,5,7- tetramethylcyclotetrasiloxane)) 중합체를 제조하기 위하여 iCVD 반응기 내에 V4D4 및 TBPO의 증기 플로우를 얻기 위하여, TBPO는 상온에서 유지하고 V4D4를 70℃로 가열하였고, 투입속도를 각각 0.93및 0.67sccm으로 설정하였다. 응기 압력과 기판 온도를 145mtorr 및 40℃로 유지하였다. 필라멘트 온도를 140℃로 설정하였다.poly(1,3,5,7-tetravinyl-1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane) ) To obtain the vapor flow of V4D4 and TBPO in the iCVD reactor to prepare the polymer, TBPO was maintained at room temperature and V4D4 was heated to 70° C., and the feed rate was set to 0.93 and 0.67 sccm, respectively. The coagulation pressure and substrate temperature were maintained at 145 mtorr and 40°C. The filament temperature was set at 140°C.

비교예 4: iCVD를 통한 폴리(헥사비닐실록산(poly(hexavinyldisiloxane), pHVDS)의 제조 Comparative Example 4 : Preparation of poly (hexavinyldisiloxane, pHVDS) through iCVD

폴리(헥사비닐실록산(poly(hexavinyldisiloxane), pHVDS) 중합체를 제조하기 위하여 iCVD 반응기 내에 HVDS 및 TBPO의 증기 플로우를 얻기 위하여, TBPO는 상온에서 유지하고 HVDS를 40℃로 가열하였고, 투입속도를 각각 0.99및 0.74sccm으로 설정하였다. 응기 압력과 기판 온도를 200mtorr 및 30℃로 유지하였다. 필라멘트 온도를 140℃로 설정하였다.To obtain a vapor flow of HVDS and TBPO in an iCVD reactor to prepare poly(hexavinyldisiloxane, pHVDS) polymer, TBPO was maintained at room temperature and HVDS was heated to 40 °C, and the input rate was 0.99, respectively. and 0.74 sccm The coagulation pressure and substrate temperature were maintained at 200 mtorr and 30° C. The filament temperature was set at 140° C.

실시예 1: sCVD와 iCVD를 이용하여 제조된 고분자의 분석Example 1: Analysis of polymers prepared using sCVD and iCVD

도 2는 sCVD로 합성한 필름의 AFM 분석 결과이다. 상 이미지에서 상 분리가 일어나지 않고 필름이 잘 합성된 것을 보여주며. 높이 이미지에서 0.365 nm라는 낮은 표면 거칠기를 가져 매우 평평한 필름이 형성된 것을 알 수 있다. 도 3은 sCVD로 합성한 황 공중합체의 FT-IR과 XPS 분석 결과이다. FT-IR에서는 단량체와, iCVD로 증착한 고분자, sCVD로 증착한 고분자의 흡수 피크(peak)을 비교하였다. 단, BDDVE와 DEGDVE, DDE, DDDE의 경우 호모중합(homo-polymerization)이 되지 않는 물질이므로, iCVD로 증착할 수 없어 제외하였다. 단량체와, iCVD로 증착한 고분자, sCVD로 증착한 고분자 모두 각 단량체의 작용기 부분이 잘 관측되었고, sCVD로 증착한 고분자에서만 480 cm-1 부근에서 S-S 스트레칭 피크(stretching peak)와, 1080 cm-1에서 C-S 스트레칭 피크가 관측되었다. 이는 sCVD 공정을 통하여 모든 단량체들이 황과의 반응이 성공적으로 이루어졌음을 의미한다. XPS 분석을 통해서 sCVD로 합성한 SBDDVE 고분자의 구성 원소 정량 분석과, 각각 원소의 고해상도 측정을 통해 결합 상태를 확인하였다. C 1s 피크, O 1s 피크에서 C-C-O, C-C-C, C-C-S, O-C-S 피크를 확인하였고, 이는 BDDVE의 단량체가 손상 없이 고분자가 합성된 것을 의미한다. S 2p 피크의 고해상도 측정을 통하여 S-S 결합과 S-C 결합이 공존하고 있는 것을 확인하였다. FT-IR과 XPS 결과를 통해, 만들어진 고분자 박막의 성분이 모노머의 변성 또는 열에 의한 자가 증착이 아니라, 황과 단량체의 화학적 결합을 통해 만들어진 물질임을 확인할 수 있다.2 is an AFM analysis result of a film synthesized by sCVD. The phase image shows that the film is well synthesized without phase separation. It can be seen from the height image that a very flat film was formed with a low surface roughness of 0.365 nm. 3 is a result of FT-IR and XPS analysis of a sulfur copolymer synthesized by sCVD. In FT-IR, absorption peaks of the monomer, the polymer deposited by iCVD, and the polymer deposited by sCVD were compared. However, BDDVE, DEGDVE, DDE, and DDDE were excluded because they could not be deposited by iCVD because they were materials that did not undergo homo-polymerization. Monomer, iCVD-deposited polymer, and sCVD-deposited polymer showed the functional groups of each monomer well observed, and only the sCVD-deposited polymer showed an SS stretching peak near 480 cm -1 and 1080 cm -1 at A CS stretching peak was observed. This means that all monomers were successfully reacted with sulfur through the sCVD process. Through XPS analysis, the binding state was confirmed through quantitative analysis of constituent elements of the SBDDVE polymer synthesized by sCVD and high-resolution measurement of each element. CCO, CCC, CCS, and OCS peaks were confirmed in the C 1s peak and O 1s peak, which means that the polymer was synthesized without damage to the monomer of BDDVE. Through high-resolution measurement of the S 2p peak, it was confirmed that the SS bond and the SC bond coexist. Through the FT-IR and XPS results, it can be confirmed that the components of the polymer thin film are made through chemical bonding of sulfur and monomers, not by self-deposition by heat or denaturation of monomers.

실시예 2: sCVD를 이용하여 제조된 고분자의 황 결합 길이 분석Example 2: Analysis of Sulfur Bond Length of Polymers Prepared Using sCVD

도 4는 XPS 분석 결과와 S2p 고해상도 그래프를 통해 계산한 sCVD로 중합한 고분자 내 황 결합 길이를 나타내고 있다. S2p 고해상도 그래프를 디콘볼루션(deconvolution) 하였을 때, 고분자 C-S/S-S 비율을 얻을 수 있었고, 이를 통하여 고분자 내 황 결합 길이를 계산할 수 있다(From S2p) 또한 하나의 비닐기가 2개의 C-S 결합을 형성하며, 중합 후 단량체에 남은 비닐기가 없다고 가정하였을 때, 원소 비율을 통하여 고분자 내의 평균 황 결합 길이를 계산할 수 있다(From survey). 디콘볼루션(deconvulution)을 통해 계산한 황 결합 길이와, 원소 비율을 통해 계산한 황 결합 길이의 차이가 거의 없는 것을 알 수 있으며, 이는 앞서 가정한 합성된 고분자 안에 미반응 바이닐기가 거의 남아있지 않으며, 형성된 황 결합 길이가 짧고, 높은 가교도를 나타내는 것을 의미한다. 이를 통하여 본 발명에서 개발한 sCVD 공정을 통하여 역가황 반응에서 문제되었던, 긴 결합 길이로 인한 낮은 장기 안정성, 색이 나타나는 문제를 해결할 수 있음을 보여준다.4 shows the sulfur bond length in the polymer polymerized by sCVD calculated through the XPS analysis result and the S2p high-resolution graph. When the S2p high-resolution graph was deconvolved, the polymer C-S/S-S ratio was obtained, and the length of the sulfur bond in the polymer can be calculated through this (From S2p). In addition, one vinyl group forms two C-S bonds, , assuming that there is no vinyl group remaining in the monomer after polymerization, the average sulfur bond length in the polymer can be calculated through the element ratio (From survey). It can be seen that there is little difference between the sulfur bond length calculated through deconvolution and the sulfur bond length calculated through the element ratio, which means that almost no unreacted vinyl groups remain in the synthesized polymer assumed above. , which means that the formed sulfur bond length is short and shows a high degree of crosslinking. Through this, it shows that the problem of low long-term stability and color appearance due to a long bond length, which was a problem in the inverse vulcanization reaction, can be solved through the sCVD process developed in the present invention.

실시예 3: sCVD를 이용하여 제조된 고분자의 결정성 분석Example 3: Crystallinity Analysis of Polymers Prepared Using sCVD

도 5는 sCVD로 합성한 황 공중합체의 XRD, TGA, DSC 분석 결과. XRD 분석에서는 황의 경우 결정성을 가지고 있어, 특정 각도에서 결정성 피크를 나타내는 반면에, sCVD로 합성한 SBDDVE의 경우 모든 각도에서 결정성이 없고, 비정질(amorphous) 성질을 나타낸다. DSC 결과에서는 황의 경우 110℃에서 130℃ 부근에서 녹는점을 가지고 있어, 열을 흡수하는 피크가 나타나지만, sCVD로 합성한 SBDDVE의 경우 해당 피크가 나타나지 않는 것을 확인하였다. 또한 Tg 값도 -30 ℃ 부근에서 가지는 황에 비해 매우 높은 값을 나타낸다. TGA 결과에서는 황의 경우 300 ℃ 및 400 ℃에서 모두 분해(decompose)되어 질량 %가 0%까지 도달하지만, SBDDVE의 경우는 500 ℃ 이상에서도 질량 %가 남아 있는 것을 볼 수 있다. 이는 S-S 결합은 모두 분해되지만 C-C/C-S 결합이 남아 있다는 것을 의미한다. 이 세 가지 분석 결과는 sCVD로 합성한 황 고분자는 미반응된 황이 존재하지 않으며, 반응물이 단량체와 결합을 잘 이루고 있다는 것을 의미한다.5 is an XRD, TGA, DSC analysis result of a sulfur copolymer synthesized by sCVD. In XRD analysis, sulfur has crystallinity and shows a crystalline peak at a specific angle, whereas SBDDVE synthesized by sCVD has no crystallinity at all angles and exhibits amorphous properties. In the DSC results, it was confirmed that sulfur has a melting point at 110°C to 130°C, so a peak absorbing heat appears, but in the case of SBDDVE synthesized by sCVD, the corresponding peak does not appear. In addition, the Tg value also shows a very high value compared to sulfur having around -30 ℃. In the TGA result, 300 for sulfur ℃ and 400 It all decomposes at °C and the mass % reaches 0%, but in the case of SBDDVE it is 500 It can be seen that the mass % remains even at ℃ or higher. This means that all SS bonds are cleaved, but CC/CS bonds remain. These three analysis results indicate that unreacted sulfur does not exist in the sulfur polymer synthesized by sCVD, and that the reactant forms a good bond with the monomer.

실시예 4: sCVD를 이용하여 제조된 고분자의 광학적 특성 분석Example 4: Analysis of optical properties of polymers prepared using sCVD

도 6에서는 sCVD로 합성한 고분자의 광학적 특성을 나타내고 있다. sCVD로 합성한 고분자는 고분자 물질로서 매우 높은 굴절률을 가지고 있으며, 가시광선 영역에서 흡광이 거의 없음을 보여주고 있다. 실제로 1 ㎛ 이상의 두께에서도 투명도를 측정하였을 때, 90% 이상의 투명도를 나타내는 것을 확인하였다. 이는 기존의 역경화로 합성된 황 고분자와는 다른 특징이며, 기상에서 균질(homogenous)하게 혼합되어 나타나는 특징으로 예상된다. 또한 도 5의 오른쪽 그래프에서 볼 수 있듯이, sCVD 공정을 통하여 굴절률과 두께를 조절할 수 있었다. 굴절률의 경우는 1.7초반에서 1.9후반 정도로 고분자 물질로서는 매우 높은 값으로, 현재까지 투명하면서 해당 범위의 굴절률을 가지는 고분자 물질은 없다.6 shows the optical properties of the polymer synthesized by sCVD. The polymer synthesized by sCVD has a very high refractive index as a polymer material, and shows little absorption in the visible region. In fact, when the transparency was measured even at a thickness of 1 μm or more, it was confirmed that the transparency was 90% or more. This is a characteristic different from the conventional sulfur polymer synthesized by reverse curing, and is expected to appear as a characteristic that is homogenously mixed in the gas phase. In addition, as can be seen from the graph on the right of FIG. 5 , the refractive index and thickness could be adjusted through the sCVD process. In the case of the refractive index, it is a very high value for a polymer material, from the early 1.7 to the late 1.9, and there is no transparent polymer material having a refractive index in the corresponding range until now.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.As the specific parts of the present invention have been described in detail above, for those of ordinary skill in the art, it is clear that these specific descriptions are only preferred embodiments, and the scope of the present invention is not limited thereby. will be. Accordingly, it is intended that the substantial scope of the invention be defined by the claims and their equivalents.

1: sCVD 제조장치
10: sCVD 반응기
100: 황 로딩 소스셀
200: 단량체 로딩부
300: 필라멘트
400: 기판
1: sCVD manufacturing apparatus
10: sCVD reactor
100: sulfur loading source cell
200: monomer loading unit
300: filament
400: substrate

Claims (14)

다음의 단계를 포함하는 황을 개시제로 사용하는 화학기상증착(sCVD)를 이용한 고분자 막의 제조방법:
(a) sCVD 반응기에 기상 상태의 단량체와 고체 상태의 황을 유입시키는 단계;
(b) 고체 상태의 황을 가열·기화시켜 기상 상태의 황과 단량체를 혼합하는 단계; 및
(c) 기판을 가열하여 기판 상에 황과 단량체를 흡착·중합시켜 황 공중합체를 증착시키는 단계, 여기서, 상기 고분자 막은 1.7 내지 1.9의 굴절률 및 가시광선 영역에서 90~99.9% 투명도를 가지며, 황의 함량이 60~80wt%이고, 황 결합 길이가 2.0~8.0이며, 폴리(설퍼-co-1,4-부탄디올 디비닐에테르(SBDDVE), 폴리(설퍼-co-디(에틸렌 글리콜)디비닐에테르)(SDEGDVE), 폴리(설퍼-co-디비닐 벤젠)(SDVB), 폴리(설퍼-co-1,9-데카다이엔) (poly(sulfur-co-1,9-decadiene, SDDE), 폴리(설퍼-co-1,11-도데카다이엔) (poly(sulfur-co-1,11-dodecadiene, SDDDE), 폴리(설퍼-co-1,3,5-트리비닐-1,3,5-트리메틸사이클로트리실록산)(SV3D3), 폴리(설퍼-co-1,3,5,7-테트라비닐-1,3,5,7-테트라메틸사이클로테트라실록산)(SV4D4) 및 폴리(설퍼-co-헥사비닐실록산(SHVDS)으로 구성된 군에서 선택된 1종의 황 공중합체가 코팅되어 있는 것을 특징으로 함.
A method for producing a polymer film using chemical vapor deposition (sCVD) using sulfur as an initiator, comprising the following steps:
(a) introducing a monomer in a gaseous state and sulfur in a solid state into the sCVD reactor;
(b) heating and vaporizing sulfur in a solid state to mix sulfur in a gaseous state and a monomer; and
(c) depositing a sulfur copolymer by heating the substrate to adsorb and polymerize sulfur and monomers on the substrate, wherein the polymer film has a refractive index of 1.7 to 1.9 and a transparency of 90 to 99.9% in the visible region, The content is 60~80wt%, the sulfur bond length is 2.0~8.0, poly(sulfur-co-1,4-butanediol divinyl ether (SBDDVE), poly(sulfur-co-di(ethylene glycol) divinyl ether) (SDEGDVE), poly(sulfur-co-divinyl benzene) (SDVB), poly(sulfur-co-1,9-decadiene) (poly(sulfur-co-1,9-decadiene, SDDE), poly( Sulfur-co-1,11-dodecadiene) (poly(sulfur-co-1,11-dodecadiene, SDDDE), poly(sulfur-co-1,3,5-trivinyl-1,3,5- trimethylcyclotrisiloxane) (SV3D3), poly(sulfur-co-1,3,5,7-tetravinyl-1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane) (SV4D4) and poly(sulfur-co- Characterized in that it is coated with one kind of sulfur copolymer selected from the group consisting of hexavinylsiloxane (SHVDS).
삭제delete 제1항에 있어서, 90~140℃의 기판 온도 및 500~1500mTorr의 압력에서 5분~2시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 고분자 막의 제조방법.
The method of claim 1, wherein the process is performed for 5 minutes to 2 hours at a substrate temperature of 90 to 140° C. and a pressure of 500 to 1500 mTorr.
제1항에 있어서, 상기 (b) 단계 후에 반응기 내부의 필라멘트를 330~380℃의 온도로 가열하는 단계를 추가로 포함하는 고분자 막의 제조방법.
The method of claim 1, further comprising heating the filament inside the reactor to a temperature of 330 to 380°C after step (b).
제1항에 있어서, 상기 (c) 단계에서 기판을 110~130 ℃의 온도로 가열하는 것을 특징으로 하는 고분자 막의 제조방법.
The method of claim 1, wherein in step (c), the substrate is heated to a temperature of 110 to 130 °C.
제1항에 있어서, 상기 단량체는 부탄디올 디비닐 에테르(butanediol divinyl ether, BDDVE), 디(에틸렌 글리콜)디비닐 에테르(di(ethylene glycol)divinyl ether, DEGDVE), 디비닐벤젠(divinylbenzene, DVB), 1,9-데카다이엔 (1,9-decadiene, DDE), 1,11-도데카다이엔 (1,11-dodecadiene, DDDE), 1,3,5-트리메틸-1,3,5-트리비닐 사이클로트리실록산(1,3,5-trimethyl-1,3,5-trivinyl cyclotrisiloxane, V3D3), 1,3,5,7-테트라비닐-1,3,5,7-테트라메틸사이클로테트라실록산(1,3,5,7-tetravinyl-1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane, V4D4) 및 헥사베닐디실록산(hexavinyldisiloxane, HVDS)으로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 고분자 막의 제조방법.
According to claim 1, wherein the monomer is butanediol divinyl ether (butanediol divinyl ether, BDDVE), di (ethylene glycol) divinyl ether (di (ethylene glycol) divinyl ether (DEGDVE), divinylbenzene (divinylbenzene, DVB), 1,9-decadiene (1,9-decadiene, DDE), 1,11-dodecadiene (1,11-dodecadiene, DDDE), 1,3,5-trimethyl-1,3,5-trivinyl cyclotrisiloxane (1,3,5-trimethyl-1,3,5-trivinyl cyclotrisiloxane, V3D3), 1,3,5,7-tetravinyl Group consisting of -1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane (1,3,5,7-tetravinyl-1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane, V4D4) and hexavinyldisiloxane (HVDS) A method for producing a polymer membrane, characterized in that at least one selected from
제1항에 있어서, 상기 황 공중합체의 두께는 1nm~10㎛인 것을 특징으로 하는 고분자 막의 제조방법.
The method of claim 1, wherein the thickness of the sulfur copolymer is 1 nm to 10 μm.
1.7 내지 1.9의 굴절률 및 가시광선 영역에서 90~99.9% 투명도를 가지며, 황의 함량이 60~80wt%이고, 황 결합 길이가 2.0~8.0이며, 폴리(설퍼-co-1,4-부탄디올 디비닐에테르(SBDDVE), 폴리(설퍼-co-디(에틸렌 글리콜)디비닐에테르)(SDEGDVE), 폴리(설퍼-co-디비닐 벤젠)(SDVB), 폴리(설퍼-co-1,9-데카다이엔) (poly(sulfur-co-1,9-decadiene, SDDE), 폴리(설퍼-co-1,11-도데카다이엔) (poly(sulfur-co-1,11-dodecadiene, SDDDE), 폴리(설퍼-co-1,3,5-트리비닐-1,3,5-트리메틸사이클로트리실록산)(SV3D3), 폴리(설퍼-co-1,3,5,7-테트라비닐-1,3,5,7-테트라메틸사이클로테트라실록산)(SV4D4) 및 폴리(설퍼-co-헥사비닐실록산(SHVDS)으로 구성된 군에서 선택된 1종의 황 공중합체가 1nm~10㎛의 두께로 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 황 공중합체의 고분자막.
It has a refractive index of 1.7 to 1.9 and a transparency of 90 to 99.9% in the visible region, a sulfur content of 60 to 80 wt%, a sulfur bond length of 2.0 to 8.0, and poly(sulfur-co-1,4-butanediol divinyl ether). (SBDDVE), poly (sulfur-co-di(ethylene glycol) divinyl ether) (SDEGDVE), poly (sulfur-co-divinyl benzene) (SDVB), poly (sulfur-co-1,9-decadiene) ) (poly(sulfur-co-1,9-decadiene, SDDE), poly(sulfur-co-1,11-dodecadiene) (poly(sulfur-co-1,11-dodecadiene, SDDDE), poly( Sulfur-co-1,3,5-trivinyl-1,3,5-trimethylcyclotrisiloxane) (SV3D3), poly(sulfur-co-1,3,5,7-tetravinyl-1,3,5) One type of sulfur copolymer selected from the group consisting of ,7-tetramethylcyclotetrasiloxane) (SV4D4) and poly(sulfur-co-hexavinylsiloxane (SHVDS) is coated with a thickness of 1 nm to 10 μm. A polymer film of a sulfur copolymer.
다음을 포함하는 제1항의 방법을 실행하기 위한 황을 개시제로 사용하는 화학기상증착(sCVD)를 이용한 고분자 막의 제조장치(1):
(a) sCVD 반응기(10);
(b) sCVD 반응기(10) 하단에 설치되어 있으며 반응기(10) 내부 고체 황을 로딩할 수 있으며, 공정 시 가열되어 황을 증발시키는 황 로딩 소스셀(100);
(c) sCVD 반응기(10) 상단에 연결되어 있으며, 단량체를 기상으로 주입하기 위하여 가열한 다음, 500~1500mtorr 범위의 공정 압력을 가지도록 sCVD 반응기(10) 내부로 이동시키는 단량체 로딩부;
(d) 고온의 금속 합금선으로 구성되어 있어 상기 황 로딩 소스셀(100)로부터 증발된 기상 황의 결합길이를 짧게 만들어주고, 기화된 황이 기판(400)으로 이동하도록 하는 필라멘트(300); 및
(e) 그 윗면이 sCVD 반응기(10)의 하부를 향하도록 장착시킨 다음, 상기 (b)의 단량체 로딩부(200)로부터 sCVD 반응기(10) 내부로 이동한 단량체가 윗면에 흡착되고, 증발된 황과 고분자의 합성반응이 진행되는 기판(400).
An apparatus (1) for producing a polymer film using chemical vapor deposition (sCVD) using sulfur as an initiator for carrying out the method of claim 1, comprising:
(a) an sCVD reactor 10;
(b) a sulfur loading source cell 100 that is installed at the bottom of the sCVD reactor 10 and can load solid sulfur inside the reactor 10, and is heated during the process to evaporate sulfur;
(c) a monomer loading unit connected to the top of the sCVD reactor 10, heated to inject the monomer into the gas phase, and then moved into the sCVD reactor 10 to have a process pressure in the range of 500 to 1500 mtorr;
(d) a filament 300 made of a high-temperature metal alloy wire to shorten the bonding length of vapor-phase sulfur evaporated from the sulfur-loading source cell 100, and to allow the vaporized sulfur to move to the substrate 400; and
(e) the upper surface is mounted to face the lower part of the sCVD reactor 10, and then the monomer moved from the monomer loading part 200 of (b) into the sCVD reactor 10 is adsorbed on the upper surface and evaporated A substrate 400 on which a synthesis reaction of sulfur and polymer is carried out.
제9항에 있어서, 상기 (b)의 황 로딩 소스셀(100)의 주변에 온도 및 승온 속도를 조절하는 라인히터가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 황을 개시제로 사용하는 화학기상증착(sCVD)를 이용한 고분자 막의 제조장치(1).
10. The chemical vapor deposition (sCVD) using sulfur as an initiator according to claim 9, wherein a line heater for controlling the temperature and the temperature increase rate is provided around the sulfur-loading source cell 100 of (b). An apparatus for manufacturing a polymer membrane using (1).
제9항에 있어서, 상기 (c)의 단량체 로딩부(200)와 상기 sCVD 반응기(10)와의 연결 라인 위쪽에 단량체의 유량을 조절하는 볼 밸브(ball valve)와 니들 밸브(needle valve)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 황을 개시제로 사용하는 화학기상증착(sCVD)를 이용한 고분자 막의 제조장치(1).
10. The method according to claim 9, wherein a ball valve and a needle valve for controlling the flow rate of the monomer are provided above the connection line between the monomer loading part 200 and the sCVD reactor 10 of (c). An apparatus (1) for manufacturing a polymer film using chemical vapor deposition (sCVD) using sulfur as an initiator, characterized in that
제9항에 있어서, 상기 sCVD 반응기(10) 내부에 단량체의 주입량을 설정하는 바라트론 센서((baratron sensor)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 황을 개시제로 사용하는 화학기상증착(sCVD)를 이용한 고분자 막의 제조장치(1).
10. The method of claim 9, wherein a baratron sensor for setting the injection amount of the monomer is provided inside the sCVD reactor (10). An apparatus for manufacturing a polymer membrane (1).
제9항에 있어서, 상기 (e)의 기판(400)은 회전 가능한 것을 특징으로 하는 황을 개시제로 사용하는 화학기상증착(sCVD)를 이용한 고분자 막의 제조장치(1).
[10] The apparatus (1) of claim 9, wherein the substrate 400 of (e) is rotatable.
제9항에 있어서, 상기 (d)의 필라멘트(300) 및 (e)의 기판(400)의 높이는 각각 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 황을 개시제로 사용하는 화학기상증착(sCVD)를 이용한 고분자 막의 제조장치(1).
10. The method of claim 9, wherein the height of the filament 300 of (d) and the substrate 400 of (e) can be adjusted, respectively. Manufacturing apparatus (1).
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