Interaction energy between polystyrene(PS) and polymethylmethacrylate(PMMA) was calculated from the phase diagram using equation-of-state combined with a binary interaction model. Gas transport properties of PS/PMMA blends having controlled morphology were investigated and then compared with those of styrene-co-methylmethacrylate(SMMA) random copolymers. To characterize interaction energy density between PS and PMMA, LCST type phase behabior of miscible blends, i.e., PS/polycyclohexylmethacrylate(PCHMA) and PS/poly(cyclohexylmethacrylate-co-methylmethacrylate) (CHMA-MMA), was explored. Phase separation temperatures were applied to the equation of statetheory combined with a binary interaction model. The obtained interaction energy between PS and PMMA (0.12 cal/㎤)agreed with observed phase behavior. The changes in the gas transport properties of blends was investigated by controlling blend morphology with SMMA block copolymer. Gas permeability of SMMA random copolymers examined at various copolymer compositions showed the additive characteristics, while that of immiscible blend showed positive deviation from the additive characteristics. Gas permeation of PS/PMMA blend approached to that of SMMA random copolymer by enhancing compatibility with S-b-MMA block copolymer.

Polystyrene (PS)과 polymethylmethacrylate (PMMA) 블렌드의 상호작용 에너지를 상태방정식 이론과 binary interaction model을 이용하여 정량화하였다. 또 PS/PMMA 블렌드에 상용화제를 첨가하여 상용성 조절에 따른 기체 투과 특성 변화를 S-MMA 랜덤공중합체와 비교 분석하였다. 두상을 형성하는 PS/PMMA 블렌드의 상호작용 에너지를 상분리 온도로부터 정량화하기 위하여 단상을 형성하며 LCST 거동을 보이는 PS/polycyclohexylmethacrylate (PCHMA)블렌드 및 PS/poly(cyclohexymethacrylate-co-methylmethacrylate), (CHMA-MMA) 블렌드를 제조하고 이들의 상분리 온도를 측정하였다. 측정된 상분리 온도와 상태방적식 및 binary interaction model을 이용하여 정량화한 PS와 PMMA의 상호작용 에너지는 0.12 cal/cm³였다. PS/PMMA 블렌드의 분산상 크기를 PS-b-PMMA 블록공중합체로 조절하여 이때 나타나는 상용성의 변화가 기체투과 및 분리 성능에 미치는 영향을 조사하였다. 또 블렌드와 같은 조성의 SMMA 랜덤 공중합체를 제조하여 열역학적 상태 변화가 기체 투과 특성에 미치는 영향을 연구하였다. 그 결과 상호작용 에너지가 0인 SMMA 랜덤 공중합체의 기체 투과도는 additive rule을 따랐고, 비상용성 블렌드의 상용성을 향상시킬수록 투과도는 SMMA 랜덤 공중합체의 투과도에 접근하였다.

Keywords: PS/PMMA blend; interaction energy ensity; gas permeation; morphology control