수분산 폴리우레탄은 도입되는 폴리올의 타입과 분자량, 쇄연장제 등의 변화에 따라 형성되는 기계적, 열적성질 등이 매우 다르게 나타난다. 또한 이온기의 종류 및 함량에 따라서 분산체의 입도와 점도 및 안정성 등이 크게 영향을 받는 것으로 보고되고 있다. 음이온성 폴리우레탄의 경우 ...
수분산 폴리우레탄은 도입되는 폴리올의 타입과 분자량, 쇄연장제 등의 변화에 따라 형성되는 기계적, 열적성질 등이 매우 다르게 나타난다. 또한 이온기의 종류 및 함량에 따라서 분산체의 입도와 점도 및 안정성 등이 크게 영향을 받는 것으로 보고되고 있다. 음이온성 폴리우레탄의 경우 카르복실산이 가장 많이 사용되고 있으며, 상업적으로 음이온 타입의 폴리우레탄이 각광받고 있다. 이에 반해 양이온성 폴리우레탄은 음이온성 폴리우레탄에 비해 수계에서 상전이 현상이 느리게 진행되고 분산 안정성이 떨어지는 단점이 있으며, 양이온성 수분산 폴리우레탄에 대한 연구 또한 현저히 적은 실정이다. 따라서 본 연구에서는 잠재적 이온성기로 N-methyl diethanolamine(MDEA)을 도입하여 양이온성 수분산 폴리우레탄을 제조하였다. 실험에서 양이온성 수분산 폴리우레탄은 중화제와 쇄연장제의 종류를 변화시켜 합성하였고 그에 따른 입도, 점도, 유리전이온도(Tg), 기계적 강도 및 팽윤도를 측정, 비교하였다. AA로 중화한 폴리우레탄은 HCl로 중화했을 때 보다 더 큰 입도 값을 나타내었고 점도는 줄어들었으며 필름은 물에 팽윤되었다. 그에 반해 HCl로 중화한 폴리우레탄 필름은 물에 모두 용해되었다. 쇄연장제중 1,4-BD로 중화한 폴리우레탄의 입도가 가장 작았으며 아민계 쇄연장제는 1,6-HDA, IPDA, EDA순으로 인장강도가 감소하였다. 또한 수분산을 위해서 도입된 친수성기에 의해 필름의 표면에너지가 증가되고 표면물성을 저하사키는 단점을 보완하기 위해 소수성기를 가지는 불소화합물을 사용하여 수분산된 불소계 폴리우레탄을 제조하고자 하였다. 사용된 불소화합물은 평균분자량이 1000g/mol이고 불소의 함량이 62%인 불소화된 폴리올 Fluorolink이었으며 폴리우레탄 내 불소함량을 조절하기 위해 poly(tetramethylene glycol) (PTMG2000)과 Fluorolink를 정해진 비율로 반응시켰다. 또한 isophorone diisocyanate(IPDI), N-methyl diethanolamine(MDEA), hydrochloric acid(HCl)를 각각 디시소시아네이트, 아이오노머 그리고 중화제로 사용하였다. 그리고 수분산 후 ethylene diamine(EDA)으로 쇄연장하여 반응을 완성하였으며 폴리우레탄의 최종 solid content는 25wt%로 조정하였다. 반응정도는 FT-IR을 이용하여 확인하였고 Fluorolink의 함량에 따른 표면에너지 차이와 입도 및 점도변화를 관찰하였으며 팽윤도를 측정하였다. 또한 열적 성질의 변화는 TGA를 이용하였으며 Fluorolink를 함유하지 않은 수분산 폴리우레탄과 비교하여 보았다. Fluorolink의 함량이 증가할수록 입도는 커지고 점도는 작아졌으며 표면에너지 값은 감소하였다. TGA 분석결과 Fluorolink의 함량이 증가할수록 열분해능이 감소하였다. 또한 Fluorolink의 함량이 0~50%인 폴리우레탄의 필름은 물에 모두 soluble 되었고 Fluorolink가 70% 이상 함유되었을 때 물에 팽윤되었다. 또한 Fluorolink의 함유량이 증가할수록 내수성이 증가하였다.
수분산 폴리우레탄은 도입되는 폴리올의 타입과 분자량, 쇄연장제 등의 변화에 따라 형성되는 기계적, 열적성질 등이 매우 다르게 나타난다. 또한 이온기의 종류 및 함량에 따라서 분산체의 입도와 점도 및 안정성 등이 크게 영향을 받는 것으로 보고되고 있다. 음이온성 폴리우레탄의 경우 카르복실산이 가장 많이 사용되고 있으며, 상업적으로 음이온 타입의 폴리우레탄이 각광받고 있다. 이에 반해 양이온성 폴리우레탄은 음이온성 폴리우레탄에 비해 수계에서 상전이 현상이 느리게 진행되고 분산 안정성이 떨어지는 단점이 있으며, 양이온성 수분산 폴리우레탄에 대한 연구 또한 현저히 적은 실정이다. 따라서 본 연구에서는 잠재적 이온성기로 N-methyl diethanolamine(MDEA)을 도입하여 양이온성 수분산 폴리우레탄을 제조하였다. 실험에서 양이온성 수분산 폴리우레탄은 중화제와 쇄연장제의 종류를 변화시켜 합성하였고 그에 따른 입도, 점도, 유리전이온도(Tg), 기계적 강도 및 팽윤도를 측정, 비교하였다. AA로 중화한 폴리우레탄은 HCl로 중화했을 때 보다 더 큰 입도 값을 나타내었고 점도는 줄어들었으며 필름은 물에 팽윤되었다. 그에 반해 HCl로 중화한 폴리우레탄 필름은 물에 모두 용해되었다. 쇄연장제중 1,4-BD로 중화한 폴리우레탄의 입도가 가장 작았으며 아민계 쇄연장제는 1,6-HDA, IPDA, EDA순으로 인장강도가 감소하였다. 또한 수분산을 위해서 도입된 친수성기에 의해 필름의 표면에너지가 증가되고 표면물성을 저하사키는 단점을 보완하기 위해 소수성기를 가지는 불소화합물을 사용하여 수분산된 불소계 폴리우레탄을 제조하고자 하였다. 사용된 불소화합물은 평균분자량이 1000g/mol이고 불소의 함량이 62%인 불소화된 폴리올 Fluorolink이었으며 폴리우레탄 내 불소함량을 조절하기 위해 poly(tetramethylene glycol) (PTMG2000)과 Fluorolink를 정해진 비율로 반응시켰다. 또한 isophorone diisocyanate(IPDI), N-methyl diethanolamine(MDEA), hydrochloric acid(HCl)를 각각 디시소시아네이트, 아이오노머 그리고 중화제로 사용하였다. 그리고 수분산 후 ethylene diamine(EDA)으로 쇄연장하여 반응을 완성하였으며 폴리우레탄의 최종 solid content는 25wt%로 조정하였다. 반응정도는 FT-IR을 이용하여 확인하였고 Fluorolink의 함량에 따른 표면에너지 차이와 입도 및 점도변화를 관찰하였으며 팽윤도를 측정하였다. 또한 열적 성질의 변화는 TGA를 이용하였으며 Fluorolink를 함유하지 않은 수분산 폴리우레탄과 비교하여 보았다. Fluorolink의 함량이 증가할수록 입도는 커지고 점도는 작아졌으며 표면에너지 값은 감소하였다. TGA 분석결과 Fluorolink의 함량이 증가할수록 열분해능이 감소하였다. 또한 Fluorolink의 함량이 0~50%인 폴리우레탄의 필름은 물에 모두 soluble 되었고 Fluorolink가 70% 이상 함유되었을 때 물에 팽윤되었다. 또한 Fluorolink의 함유량이 증가할수록 내수성이 증가하였다.
Properties of polyurethane water dispersions(PUD) depend on type of neutralizers introduced to the polymer chains and chain extenders for increment of molecular weight. Cationic type PUDs have been less studied than anionic type PUDs, especially on the effects of neutralizer and chain extender. Vari...
Properties of polyurethane water dispersions(PUD) depend on type of neutralizers introduced to the polymer chains and chain extenders for increment of molecular weight. Cationic type PUDs have been less studied than anionic type PUDs, especially on the effects of neutralizer and chain extender. Various cationic PUDs were synthesized and characterized with different neutralizers and chain extenders. Particle size, viscosity, molecular weight, and water swellability of those PUDs were measured and compared. The mechanical and thermal properties were significantly varied, which is dependent on the morphological changes resulted from degree of phase separation and molecular interaction affected by size of anioic count ions. To decrease the surface energy of water borne polyurethane and to increase the hydrophobic property, in addition, cationic type of fluorinated PUDs were synthesized with a perfluorinated polyol. An average of molecular weight of fluorine compound is 1000g/mol and it's perfluoro polyether diol(Fluorolink) with 62% of fluorine contents. And to control fluorine contents in polyurethane, poly(tetramethylene glycol)(PTMG2000) and Fluorolink were mixed at assigned ratios. Also each isophorone diisocyanate(IPDI), N-methyl diethanolamine(MDEA), hydrochloric acid(HCl) was used as a diisocyanate, ionomer, neutralizing agent. And complete a reaction as chain extender with ethylene diamine(EDA) after water dispersion. And solid contents of polyurethane were settled on 25wt%. Particle size increased with increasing Fluorolink contents. Viscosity and surface energy decreased with increasing Fluorolink contents. As a result of TGA if the of Fluorolink increase thermal decomposition ability decrease. Also film of polyurethane which the contents of Fluorolink are 0~50% was solubled in water. And the contents of Fluorolink is more than 70%, it's swelling in water. Forthemore, if the contents of Fluorolink increase water resistant also increase.
Properties of polyurethane water dispersions(PUD) depend on type of neutralizers introduced to the polymer chains and chain extenders for increment of molecular weight. Cationic type PUDs have been less studied than anionic type PUDs, especially on the effects of neutralizer and chain extender. Various cationic PUDs were synthesized and characterized with different neutralizers and chain extenders. Particle size, viscosity, molecular weight, and water swellability of those PUDs were measured and compared. The mechanical and thermal properties were significantly varied, which is dependent on the morphological changes resulted from degree of phase separation and molecular interaction affected by size of anioic count ions. To decrease the surface energy of water borne polyurethane and to increase the hydrophobic property, in addition, cationic type of fluorinated PUDs were synthesized with a perfluorinated polyol. An average of molecular weight of fluorine compound is 1000g/mol and it's perfluoro polyether diol(Fluorolink) with 62% of fluorine contents. And to control fluorine contents in polyurethane, poly(tetramethylene glycol)(PTMG2000) and Fluorolink were mixed at assigned ratios. Also each isophorone diisocyanate(IPDI), N-methyl diethanolamine(MDEA), hydrochloric acid(HCl) was used as a diisocyanate, ionomer, neutralizing agent. And complete a reaction as chain extender with ethylene diamine(EDA) after water dispersion. And solid contents of polyurethane were settled on 25wt%. Particle size increased with increasing Fluorolink contents. Viscosity and surface energy decreased with increasing Fluorolink contents. As a result of TGA if the of Fluorolink increase thermal decomposition ability decrease. Also film of polyurethane which the contents of Fluorolink are 0~50% was solubled in water. And the contents of Fluorolink is more than 70%, it's swelling in water. Forthemore, if the contents of Fluorolink increase water resistant also increase.
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