폴리우레탄(PU)은 폴리올을 주성분으로 하는 연질세그먼트와 디이소시아네이트와 저분자량의 디올 또는 디아민계의 사슬 연장제(chain extender)의 반응으로 생성되는 경질세그먼트로 이루어진 세그먼트형 고분자이다. 폴리우레탄(PU)은 주 사슬이 우레탄결합을 반복적으로 갖는 고분자를 통칭하는 것으로서, 기존의 어떠한 고분자보다도 원료 구성이 다양하고 용이하므로 엘라스토머에서 ...
폴리우레탄(PU)은 폴리올을 주성분으로 하는 연질세그먼트와 디이소시아네이트와 저분자량의 디올 또는 디아민계의 사슬 연장제(chain extender)의 반응으로 생성되는 경질세그먼트로 이루어진 세그먼트형 고분자이다. 폴리우레탄(PU)은 주 사슬이 우레탄결합을 반복적으로 갖는 고분자를 통칭하는 것으로서, 기존의 어떠한 고분자보다도 원료 구성이 다양하고 용이하므로 엘라스토머에서 엔지니어링 플라스틱에 이르는 폭넓은 분자설계가 가능하다. 기존의 미가교 폴리우레탄은 필름이 형성되지 않거나 다소 물성이 떨어지는 단점을 가진다. 이를 보완하기 위해 다양한 방법이 시도되고 있는데, 그 중의 하나가 가교를 도입하는 것이다. 저분자량의 폴리올과 디이소시아네이트로부터 합성한 폴리우레탄예비중합체(프리폴리머)를 다가의 관능기를 갖는 약품을 사용하여 사슬연장 시켜 가교를 도입함으로써 무기물 충전에 해당하는 충분한 열적 안정성과 기계물성의 향상을 도모하고, 형상기억소재로서의 활용을 꾀하고자 실험을 진행하였다. 가교 폴리우레탄은 열적, 기계적 성질 등이 좋을 뿐만 아니라 형상 고정률과 형상 회복률이 크고 반복되는 열기계싸이클(Thermomechanical cycle)에 대한 내히스테리시스 특성이 매우 양호하므로 형상기억수지의 기능강화를 위해 바람직한 소재로 인식되고 있다. 본 논문에서 저분자량의 폴리올과 디이소시아네이트로부터 합성한 프리폴리머의 말단에 각각 vinyl group과 APTES를 도입하여 사슬연장 시켜 가교밀도에 따른 기계적, 열적 성질을 알아보았고, 가교점 사이의 분자량을 다르게 하여 가교밀도에 따른 기계적, 열적 성질에 따른 실험을 진행하였다. 또한 하드세그먼트의 존재에 따른 기계적, 열적 성질의 변화를 확인하였고, 형상 고정률과 형상 회복률를 향상시키고자 하였다. vinyl group은 vinyl말단의 프리폴리머를 UV조사하여 경화시켜 가교요소가 3가인 폴리우레탄을 합성하였고, APTES말단의 프리폴리머는 졸-겔 반응을 하여 가교요소가 4가인 폴리우레탄을 합성하였다. 가교밀도가 증가할수록, hard segment가 도입됨에 따라 기계적, 열적 성질이 증가함을 확인하였고, 형상 고정과 회복이 향상됨을 확인하였다. 형상 기억 폴리우레탄은 온도에 감응하는 고분자로서, 전이온도에 따라 다양하게 사용될 수 있으며, 스마트 물질로서 활용될 수 있다.
폴리우레탄(PU)은 폴리올을 주성분으로 하는 연질세그먼트와 디이소시아네이트와 저분자량의 디올 또는 디아민계의 사슬 연장제(chain extender)의 반응으로 생성되는 경질세그먼트로 이루어진 세그먼트형 고분자이다. 폴리우레탄(PU)은 주 사슬이 우레탄결합을 반복적으로 갖는 고분자를 통칭하는 것으로서, 기존의 어떠한 고분자보다도 원료 구성이 다양하고 용이하므로 엘라스토머에서 엔지니어링 플라스틱에 이르는 폭넓은 분자설계가 가능하다. 기존의 미가교 폴리우레탄은 필름이 형성되지 않거나 다소 물성이 떨어지는 단점을 가진다. 이를 보완하기 위해 다양한 방법이 시도되고 있는데, 그 중의 하나가 가교를 도입하는 것이다. 저분자량의 폴리올과 디이소시아네이트로부터 합성한 폴리우레탄예비중합체(프리폴리머)를 다가의 관능기를 갖는 약품을 사용하여 사슬연장 시켜 가교를 도입함으로써 무기물 충전에 해당하는 충분한 열적 안정성과 기계물성의 향상을 도모하고, 형상기억소재로서의 활용을 꾀하고자 실험을 진행하였다. 가교 폴리우레탄은 열적, 기계적 성질 등이 좋을 뿐만 아니라 형상 고정률과 형상 회복률이 크고 반복되는 열기계싸이클(Thermomechanical cycle)에 대한 내히스테리시스 특성이 매우 양호하므로 형상기억수지의 기능강화를 위해 바람직한 소재로 인식되고 있다. 본 논문에서 저분자량의 폴리올과 디이소시아네이트로부터 합성한 프리폴리머의 말단에 각각 vinyl group과 APTES를 도입하여 사슬연장 시켜 가교밀도에 따른 기계적, 열적 성질을 알아보았고, 가교점 사이의 분자량을 다르게 하여 가교밀도에 따른 기계적, 열적 성질에 따른 실험을 진행하였다. 또한 하드세그먼트의 존재에 따른 기계적, 열적 성질의 변화를 확인하였고, 형상 고정률과 형상 회복률를 향상시키고자 하였다. vinyl group은 vinyl말단의 프리폴리머를 UV조사하여 경화시켜 가교요소가 3가인 폴리우레탄을 합성하였고, APTES말단의 프리폴리머는 졸-겔 반응을 하여 가교요소가 4가인 폴리우레탄을 합성하였다. 가교밀도가 증가할수록, hard segment가 도입됨에 따라 기계적, 열적 성질이 증가함을 확인하였고, 형상 고정과 회복이 향상됨을 확인하였다. 형상 기억 폴리우레탄은 온도에 감응하는 고분자로서, 전이온도에 따라 다양하게 사용될 수 있으며, 스마트 물질로서 활용될 수 있다.
A series of shape memory polyurethane (SMPU) were synthesized from poly(tetramethylene glycol) (PTMG), 4,4-methylene diphenyl diisocyanate (MDI) and 1,4-butanediol (1,4-BD). Three parameters were used to test changes of thermal and physical properties of SMPU: ⅰ) different molecular weights between ...
A series of shape memory polyurethane (SMPU) were synthesized from poly(tetramethylene glycol) (PTMG), 4,4-methylene diphenyl diisocyanate (MDI) and 1,4-butanediol (1,4-BD). Three parameters were used to test changes of thermal and physical properties of SMPU: ⅰ) different molecular weights between crosslinking point (Mc), ⅱ) crosslinking agent, ⅲ) in-troducing hard segment. Thermal and mechanical properties of the SMPU have been characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), differential scanning calorimeter (DSC), dynamic mechanical analysis (DMA) and universal testing machine (UTM). Shape memory effect was confirmed by thermomechanical cyclic behavior. Consequentially, improvement of thermal and physical properties of polyurethane, shape fixity and shape recovery were confirmed by increasing the crosslinking density and introduc-ing the hard segment.
A series of shape memory polyurethane (SMPU) were synthesized from poly(tetramethylene glycol) (PTMG), 4,4-methylene diphenyl diisocyanate (MDI) and 1,4-butanediol (1,4-BD). Three parameters were used to test changes of thermal and physical properties of SMPU: ⅰ) different molecular weights between crosslinking point (Mc), ⅱ) crosslinking agent, ⅲ) in-troducing hard segment. Thermal and mechanical properties of the SMPU have been characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), differential scanning calorimeter (DSC), dynamic mechanical analysis (DMA) and universal testing machine (UTM). Shape memory effect was confirmed by thermomechanical cyclic behavior. Consequentially, improvement of thermal and physical properties of polyurethane, shape fixity and shape recovery were confirmed by increasing the crosslinking density and introduc-ing the hard segment.
주제어
#폴리우레탄 shape memory polyurethane glass transition temperature sol-gel UV-cure crosslink density
학위논문 정보
저자
김민지
학위수여기관
부산대학교
학위구분
국내석사
학과
화학공학ㆍ고분자공학과
발행연도
2013
총페이지
v, 29 장
키워드
폴리우레탄 shape memory polyurethane glass transition temperature sol-gel UV-cure crosslink density
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