Our NMR and FTIR results showed that vinyl content increased with increasing of D₄^Vi when D₄^Vi/D₄ monomer mixture was used for the equilibrium polymerization, which indicated that poly(vinylmethyl-dimethylsiloxane) (VPVMS) was successfully synthesized. High molecular weight of VPVMS was obtained with increasing D₄^Vi content in monomer mixture but the yield was relatively decreased. Thermal crosslinking was found in VPVMS due to the vinyl group in main chain, which caused better thermal stability than PDMS. VPVMS copolymer has higher melt viscosity and activation energy than PDMS homopolymer. It means that VPVMS copolymer shows less temperature dependency on viscosity, compared to PDMS homopolymer.

NMR과 FTIR 실험 결과, 혼합 단량체로 사용한 octamethyl cyclosiloxane(D4)와 1,3,5,7-tetramethyl-1,3,5,7-tetravinylcyclotetrasiloxane(D₄^Vi)의 비에 따라 D₄^Vi에 존재했던 비닐을 확인하여 poly(vinylmethyl-dimethylsiloxane)(VPVMS) 공중합체가 평형 중합에 의하여 성공적으로 합성되었음을 확인하였다. 1,3,-divinyltetramethyldisiloxane(VMS)를 기준으로 D₄^Vi/D₄ 혼합물의 D4Vi 함량이 증가함에 따라 분자량이 큰 VPVMS를 얻을 수 있는 반면 수득률은 감소함을 확인하였다. 합성된 VPVMS 공중합체는 열에 의하여 비닐기에 의한 열 경화가 일어나 poly(dimthylsiloxane)(PDMS)에 비하여 상대적으로 열 안정성이 우수해짐을 알 수 있었다. VPVMS 공중합체는 PDMS 단일중합체에 비하여 높은 점도를 가지며 활성화에너지도 높아 상대적으로 점도의 온도 의존성이 낮음을 알 수 있었다.

Keywords: poly(vinylmethyl-dimethylsiloxane), equilibrium polymerization, thermal stability, activation energy

실록산 화합물은 실리콘을 함유하고 있어 무기물과 유기물의 장점을 모두 갖는 산업용 하이브리드 재료이다.^1,2 실록산 화합물 중 가장 대표적인 재료인 poly(dimethylsiloxane)(PDMS)는 주사슬이 Si-O결합과 Si에 두 개의 유기 치환기인 메틸기가 결합되어 있는 실록산 화합물로 이에 따른 다음과 같은 다양한 특성을 갖는다. PDMS의 주사슬에 있는 Si-O 결합의 결합 에너지는 C-C 결합 에너지보다 높아 열적으로 안정적이며 회전 에너지는 C-C 결합에 비하여 현저히 낮아 탄소 기반의 유기 고분자에 비하여 높은 유연성을 가진다.³ 이와 함께 자유로운 회전에 의하여 메틸에 있는 수소 원자들이 더 많은 공간을 차지하고 있을 수 있어 분자간 상호 인력이 낮은 특성을 갖는다.⁴ 또한 곁 사슬의 메틸기가 주사슬을 감싸고 있는 랜덤 코일 구조를 가져 Si-O의 극성 성질을 나타내지 못하여 소수성의 특징을 갖는다.⁵ 유리 전이 온도(T_g) 또한 –127 ℃로 매우 낮아 우수한 저온 특성을⁶ 가지며 이와 함께 내 화학성, 높은 전기 절연성, 오존에 대한 저항성 등을^7-9 가지고 있어 차세대 유망한 특수 산업 소재로 인정받고 있다.
Polyorganosiloxane의 특성은 곁사슬에 결합된 유기물질의 크기가 클수록 유기물에 가까워져 첨가된 유기물에 따라 다양한 특성을 갖게 된다. 따라서 우레탄 혹은 우레아, 에폭시를 이용한 변성 실리콘에 대한 응용이 매우 활발하게 이루어지고 있다. 변성 실리콘을 제조하기 위해서는 실록산의 변성이 가능하도록 비닐기와 같은 반응기를 갖도록 실록산을 합성하여야 하며 이들의 광경화 혹은 열경화에 의한 코팅 특성 소재^10,11 및 고무 소재로^12,13 적용할 수 있다. 하지만, 이들의 상업적인 사용 정도에 비하여 변성 방법 및 과정에 대한 학문적인 연구는 많이 알려져 있지 않다.
본 연구에서는 methyl기만을 가지고 있는 octamethyl cyclosiloxane(D₄)와 methyl기와 비닐기를 모두 가진 1,3,5,7-tetramethyl-1,3,5,7-tetravinylcyclotetrasiloxane(D₄^Vi)을 VMS와 함께 평형 중합하여 비닐기를 갖는 polyorganosiloxane 공중합체(VPVMS)를 제조하여 공중합체 형성이 평형 중합에 미치는 영향과 이에 따른 열 안정성과 유변학적 특성 변화를 살펴보았다.