선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 따라서 본 연구는 다양한 용도로 널리 사용되고 있는 용액형 아크릴 점착제를 합성하기 위해 유리전이온도(Tg)가 낮고 점착성을 부여하는 n-부틸 아크릴레이트(BA)와 2-에틸헥실아크릴레이트(2-EHA), Tg가 높고 접착력과 응집력을 부여하는 메틸메타크릴레이트(MMA), 가교화 작용기를 지닌 관능성 단량체인 메타크릴산(MAA)과 아크릴산(AA)을 각각 사용하여4원 용액형 아크릴계 중합체를 합성하였다. 여기에 가교화 작용기가 다른 단량체로 합성된 중합체를 이소시아네이트형의 가교제를 사용하여 아크릴계 점착제를 합성하여 가교전과 후의 화학구조와 분자량 분포를 비교 검토하였다.
- Park[10], Settineri[20], Dobroski[21], Satas[22], Brooks[23] 등은 아크릴계 공중합체의 점착제를 제조시 분자량이 증가할수록 접착력과 점착성은 감소되고 응집력은 증가된다는 이론을 밝혔다. 따라서 본 연구에서는 가교제의 사용농도에 따른 접착력, 응집력, 점착성 시험을 통해 합성된 유도가교체가 점착제로서 사용할 수 있는가를 알아보았다.
제안 방법
- 0 mm, 폭 50mm, 길이 125 mm의 냉간 압연 스테인레스 강판(KS D3698)에 부착시키고 automatic pressing roll testing machine의 2 kg 고무 로울러(KS M6518)로 5 mm/sec 속도로 8회 왕복 압착시켰다. 30분 후 autograph(일본 Shimadzu사, P-100형)를 사용하여 표준상태에서 180o의 방향으로 300 mm/min의 속도로 박리 강도[16]를 측정하였다.
- 4원 용액형 아크릴계 중합체 중 BEMM-3과BEMA-3에 가교제인 TDI의 양을 변화시켜BEMMT, BEMAT를 제조하였으며 그 가교반응조건은 Table 2에 가교반응 메카니즘은Scheme 1에 나타내었다. Scheme 1에서와 같이 BEMA가 TDI에 의해 가교반응을 일으키고 반응 도중에 탈탄산되어 CO2가 제거됨과 동시에 아미드 결합에 의해 가교화가 진행되었음을 확인할 수가 있었다.
- 4원 용액형 아크릴계 중합체(BEMM-3,BEMA-3)을 합성한 후 TDI을 사용하여 가교제의 양에 따른 이소시아네이트 가교 점착제(BEMMT, BEMAT)를 합성하여 점착제의 접착력, 응집력, 점착성과 내후성 시험을 통해 실제 산업에 적용할 수 있는지의 유무를 살펴보았다. 먼저 BEMM, BEMA 합성에서는 점도는MAA를 사용 하였을 때 높게 나타났으며 전환율과 고형분 함량은 AA를 사용 하였을 때 높게 나타남을 알 수 있었으며 가교제의 양이 증가할수록 점착제 내부응집력이 증가하고 점착성은 저하됨을 알 수 있었다.
- BEMMT와 BEMAT를 두께 2.0 mm, 폭 50mm, 길이 125 mm의 냉간 압연 스테인레스 강판(KS D3698)에 부착시키고 automatic pressing roll testing machine의 2 kg 고무 로울러(KS M6518)로 5 mm/sec 속도로 8회 왕복 압착시켰다. 30분 후 autograph(일본 Shimadzu사, P-100형)를 사용하여 표준상태에서 180o의 방향으로 300 mm/min의 속도로 박리 강도[16]를 측정하였다.
- 교반기, 환류 냉각기 및 온도계를 붙인 200 ml의 4구 플라스크에BEMM와 BEMA를 100g을 넣고 무색 투명액상의 가교제인 TDI를 각각 0.2∼1.0 g으로 변화시켜 25℃에서 2시간을 반응시켜 가교제의양 에 따른 이 소 시 아네 이 트 유 도 중 합체(BEMMT, BEMAT)를 제조하였고 Table 2에 그 반응조건을 나타내었다.
- 여기에 가교화 작용기가 다른 단량체로 합성된 중합체를 이소시아네이트형의 가교제를 사용하여 아크릴계 점착제를 합성하여 가교전과 후의 화학구조와 분자량 분포를 비교 검토하였다. 그리고 관능성 단량체 종류(MAA, AA)에 따른 아크릴계 점착제를 폴리에틸렌 필름에 도포하여 가교제의 양에 따른 점착성, 응집력 및 점착력을 측정하여 점착제로서의 사용여부를 고찰하였다.
- 합성한 4원 공중합체(BEMM-3, BEMA-3)와 이소시아네이트 유도가교체(BEMMT, BEMAT)의 구조를 분석하기 위해 THF에 용해시킨 시료를 유리판에 도포하여 필름을 만든 후 Nicolet사의 model 710 퓨리에 변환 적외선분광기(FT-IR spectrophotometer)를 사용하였다. 그리고 미국 Waters 150C 겔투과크로마토그라피(GPC)를 이용하여 유도가 교체의 수평균분자량(Mn)과 중량평균분자량(Mw)을 측정하였다. 측정조건은 시료농도 0.
- 본 연구에서는 점착성을 부여할 목적으로 BA(Tg -55℃), 2-EHA(Tg –70℃)를 사용하였고, 접착력과 응집력 및 반응성의 필요성에 의해 MAA(Tg 130℃), AA(Tg 106℃)를 사용하였으며 양쪽의 물성의 균형을 위해 MMA(Tg 105℃)를 사용하였다. 그리고 전보[18]에서의 결과들을 고려하여 사용되는 단량체종류와 농도, 개시제의 종류와 농도 그리고 반응온도를 결정하여 실험을 행하였다.
- 0 ml/min이었으며 column은 투과율 500, 103, 104, 및 105 Å순서로 된 μ-styragel column을 사용하였으며, 측정시의 보정은 폴리스티렌 표준품(Waters Associates)를 이용하였다. 또한 점도는 25℃항온수조에 4원 중합체와 유도가교체들을spindle #LV3을 이용하여 미국 Brookfield LVDV-III로 측정하였다. 4원 중합체의 고형분함량은 35℃, 8 mmHg 상태로 유지된 진공건조기로 48 시간 동안 건조하여 유기용매를 완전히 제거한 후 고형분의 무게를 계산하였다.
- 실험방법으로는 먼저 반응기에 일정량의 용제를 주입시킨 후 일정비로 혼합시켜 놓은 단량체와 개시제를 일정하게 유지된 중합온도 75℃에서 일정 교반속도로 4시간 동안 일정유속으로 적하시켰으며 전체 중합시간은 8시간으로 하였다. 반응과정이 발열반응을 동반하므로 일정반응온도를 유지시키기 위해 자동온도조절장치를 사용하였으며 질소기류하에서 중합을 실시하였다. 숙성된BEMM과 BEMA들을 200 g을 채취하여 톨루엔에 용해시켜 용해된 용액을 4℃이하로 냉각된 메탄올에 교반시키면서 가하여 BEMM과 BEMA을 침전시켰다.
- 본 연구에서는 점착성을 부여할 목적으로 BA(Tg -55℃), 2-EHA(Tg –70℃)를 사용하였고, 접착력과 응집력 및 반응성의 필요성에 의해 MAA(Tg 130℃), AA(Tg 106℃)를 사용하였으며 양쪽의 물성의 균형을 위해 MMA(Tg 105℃)를 사용하였다.
- 반응과정이 발열반응을 동반하므로 일정반응온도를 유지시키기 위해 자동온도조절장치를 사용하였으며 질소기류하에서 중합을 실시하였다. 숙성된BEMM과 BEMA들을 200 g을 채취하여 톨루엔에 용해시켜 용해된 용액을 4℃이하로 냉각된 메탄올에 교반시키면서 가하여 BEMM과 BEMA을 침전시켰다. 침전된 반응물을 동일한 방법으로 3회 반복하여 미반응물질을 완전히 제거하였으며 질소 기류하의 35℃, 7 mmHg에서 48시간 건조시킨 후 다시 톨루엔을 가하여 보관하였다.
- 시간의 경과에 따라 변화하는 테이프 및 시트의 겉모양이나 물리, 화학적 경시변화를 관찰하였다. 시험방법[11]으로는 일본 Toyoseki 사제항온 항습기를 사용하였고 시험조건은 온도 65±5℃, 상대습도 70±5%에 방치시킨 후 일정한 시간간격으로 시험하여 최고 90일까지 접착력 변화를 측정하였다.
- 시험방법[11]으로는 일본 Toyoseki 사제항온 항습기를 사용하였고 시험조건은 온도 65±5℃, 상대습도 70±5%에 방치시킨 후 일정한 시간간격으로 시험하여 최고 90일까지 접착력 변화를 측정하였다.
- 교반기, 정량펌프, 온도계, 질소 도입관 및 환류 냉각기가 장치된 pyrex 재질의 1 L 용량인회분식 반응장치를 사용하였다[11]. 실험방법으로는 먼저 반응기에 일정량의 용제를 주입시킨 후 일정비로 혼합시켜 놓은 단량체와 개시제를 일정하게 유지된 중합온도 75℃에서 일정 교반속도로 4시간 동안 일정유속으로 적하시켰으며 전체 중합시간은 8시간으로 하였다. 반응과정이 발열반응을 동반하므로 일정반응온도를 유지시키기 위해 자동온도조절장치를 사용하였으며 질소기류하에서 중합을 실시하였다.
- 가 높고 접착력과 응집력을 부여하는 메틸메타크릴레이트(MMA), 가교화 작용기를 지닌 관능성 단량체인 메타크릴산(MAA)과 아크릴산(AA)을 각각 사용하여4원 용액형 아크릴계 중합체를 합성하였다. 여기에 가교화 작용기가 다른 단량체로 합성된 중합체를 이소시아네이트형의 가교제를 사용하여 아크릴계 점착제를 합성하여 가교전과 후의 화학구조와 분자량 분포를 비교 검토하였다. 그리고 관능성 단량체 종류(MAA, AA)에 따른 아크릴계 점착제를 폴리에틸렌 필름에 도포하여 가교제의 양에 따른 점착성, 응집력 및 점착력을 측정하여 점착제로서의 사용여부를 고찰하였다.
- 유도가교체를 접착력 시험에서와 같은 크기의 냉간 압연 스테인레스(KS D3698)에 접촉면적 25×25 mm 되게 부착시키고 2 kg의 고무 로울러 8회 왕복 압착시킨 후 표준 상태에서 1시간 방치시키고 난 다음 각도를 0o로 유지하여 하단에 1 kg의 하중을 걸어 70℃에서 자연 낙하하는 시간을 측정하였다[11].
- 측정조건은 시료농도 0.5%(THF용액), 시스템 온도 40℃, 유속 1.0 ml/min이었으며 column은 투과율 500, 103, 104, 및 105 Å순서로 된 μ-styragel column을 사용하였으며, 측정시의 보정은 폴리스티렌 표준품(Waters Associates)를 이용하였다.
대상 데이터
- 가교제는 일본 PolyurethaneKogyo사의 toluene-2,4-diisocyanate(이하 TDI)를 사용하였다.
- 개시제 benzoyl peroxide(이하 BPO)는 일본 Kanto Chemical사의 1급 시약으로 클로로포름에 상온에서 용해 시킨 후 다량의 메탄올속에 주입시켜 재침전법으로 정제를 하였으며[15], 용제인 ethyl acetate(이하 EAc)는 Sigma Chemical사의 1급시약을 그대로 사용하였다.
- 4원 아크릴계 용액형 점착제(이하 BEMM, BEMA)의 주원료인 n-butyl acrylate(이하BA), 2-ethylhexyl acrylate(이하 2-EHA),methyl methacylate(이하 MMA)는 Junsei Chemical사의 1급 시약을 묽은 아황산 나트륨수용액, 5% 수산화나트륨 수용액, 20% 염화나트륨 수용액의 순서로 세척하고 무수황산나트륨으로 24시간 탈수 시킨 후 감압증류하였다.Methacrylic acid와 acrylic acid는 Junsei Chemical사의 1급 시약을 그대로 사용하였다.
- 4원 아크릴계 용액형 점착제(이하 BEMM, BEMA)의 주원료인 n-butyl acrylate(이하BA), 2-ethylhexyl acrylate(이하 2-EHA),methyl methacylate(이하 MMA)는 Junsei Chemical사의 1급 시약을 묽은 아황산 나트륨수용액, 5% 수산화나트륨 수용액, 20% 염화나트륨 수용액의 순서로 세척하고 무수황산나트륨으로 24시간 탈수 시킨 후 감압증류하였다.Methacrylic acid와 acrylic acid는 Junsei Chemical사의 1급 시약을 그대로 사용하였다. 개시제 benzoyl peroxide(이하 BPO)는 일본 Kanto Chemical사의 1급 시약으로 클로로포름에 상온에서 용해 시킨 후 다량의 메탄올속에 주입시켜 재침전법으로 정제를 하였으며[15], 용제인 ethyl acetate(이하 EAc)는 Sigma Chemical사의 1급시약을 그대로 사용하였다.
- Dow법인 경사식 ball tack 측정법[16]으로, 일본 Yasuda Seiki Seisakusho의 YSS#274 측정기를 사용하였다. 경사판은 플로우트 판유리(KS L2)에 두께 5 mm, 볼의 주행길이는 100mm 및 각도 30o로 표준상태에서 측정하였으며 볼의 재질은 고탄소 크롬 베아링 강재(KSD3525)이었다.
- 교반기, 정량펌프, 온도계, 질소 도입관 및 환류 냉각기가 장치된 pyrex 재질의 1 L 용량인회분식 반응장치를 사용하였다[11]. 실험방법으로는 먼저 반응기에 일정량의 용제를 주입시킨 후 일정비로 혼합시켜 놓은 단량체와 개시제를 일정하게 유지된 중합온도 75℃에서 일정 교반속도로 4시간 동안 일정유속으로 적하시켰으며 전체 중합시간은 8시간으로 하였다.
- 그리고 점착제 제조에 있어 점도[19]는 반응조건 결정과 점착 물성에 중요한 영향을 미치는 변수로 작용되고 있다. 따라서 관능성 단량체의 농도와 반응온도를 고려해 본 결과BEMM-3와 BEMA-3을 유도 가교체의 원액으로 선정하였다.
- 유도가교체를 접착력 시험에서와 같은 크기의 냉간 압연 스테인레스(KS D3698)에 접촉면적 25×25 mm 되게 부착시키고 2 kg의 고무 로울러 8회 왕복 압착시킨 후 표준 상태에서 1시간 방치시키고 난 다음 각도를 0o로 유지하여 하단에 1 kg의 하중을 걸어 70℃에서 자연 낙하하는 시간을 측정하였다[11]. 이 때 사용한 측정기는 일본 Yasuda Seiki Seisakusho의 YSS #145-LCT였다.
- 폴리에틸렌(한화종합화학사제)필름을 지지체로 사용하였고, 이 필름에 각기 다른 양의 TDI를 첨가하여 만든 BEMMT와 BEMAT를 직접30 μm의 두께로 도포하여 100℃에서 3분 동안 건조시켜 표준상태에서 24시간동안 방치한 것을 시료로 사용하였다.
이론/모형
- Dow법인 경사식 ball tack 측정법[16]으로, 일본 Yasuda Seiki Seisakusho의 YSS#274 측정기를 사용하였다. 경사판은 플로우트 판유리(KS L2)에 두께 5 mm, 볼의 주행길이는 100mm 및 각도 30o로 표준상태에서 측정하였으며 볼의 재질은 고탄소 크롬 베아링 강재(KSD3525)이었다.
- 표준상태는 실내온도25±1℃, 상대습도 65±2%로 하였으며 균일한도포를 위해 Doctor blade법(일본 Yasuda Seiki Seisakusho사제)을 사용[16]하였으며, 두께는 dial thickness gauge(일본 Mitutoyo사제)를 사용하여 측정하였다.
- 합성한 4원 공중합체(BEMM-3, BEMA-3)와 이소시아네이트 유도가교체(BEMMT, BEMAT)의 구조를 분석하기 위해 THF에 용해시킨 시료를 유리판에 도포하여 필름을 만든 후 Nicolet사의 model 710 퓨리에 변환 적외선분광기(FT-IR spectrophotometer)를 사용하였다. 그리고 미국 Waters 150C 겔투과크로마토그라피(GPC)를 이용하여 유도가 교체의 수평균분자량(Mn)과 중량평균분자량(Mw)을 측정하였다.
성능/효과
- Fig. 1에서 4원 용액형 아크릴 중 합체의 구조를 확인하였으며 또한 파장이 1540cm-1에 제2급 아민의 C-NH 굽힘진동과 1650cm-1에 제2급 아미드의 C=O 신축진동이 새로이 나타남을 미루어 이소시아네이트 가교에 의한 반응이 진행되었음을 확인할 수가 있었다.
- 4원 용액형 아크릴계 중합체 중 BEMM-3과BEMA-3에 가교제인 TDI의 양을 변화시켜BEMMT, BEMAT를 제조하였으며 그 가교반응조건은 Table 2에 가교반응 메카니즘은Scheme 1에 나타내었다. Scheme 1에서와 같이 BEMA가 TDI에 의해 가교반응을 일으키고 반응 도중에 탈탄산되어 CO2가 제거됨과 동시에 아미드 결합에 의해 가교화가 진행되었음을 확인할 수가 있었다. 또한 가교 전과 후인 BEMA와 BEMAT의 합성과 가교 여부를 확인하기 위하여 적외선 분광 스펙트럼을 Fig.
- Table 1의 합성조건으로 4원 중합체를 합성한 후 물성을 측정한 결과 BEMM-3과 BEMA-3이 점도, 고형분 함량, 전화율이 가장우수하게 나타났으며 가교반응에는 BEMM-3과 BEMA-3을 사용하였다. 교반기, 환류 냉각기 및 온도계를 붙인 200 ml의 4구 플라스크에BEMM와 BEMA를 100g을 넣고 무색 투명액상의 가교제인 TDI를 각각 0.
- 표에서 점도값과 평균분자량은 가교전에 비해 큰 값을 나타내었는데 이것은 가교제 TDI로 부분 가교화되었음을 나타내고 있는 것이다. 그리고 BEMMT가 BEMAT보다 점도와 평균분자량이 높은데 이것은 MAA가 AA보다 TDI에 대해반응성이 좋음을 알 수 있다.
- 그리고 반응온도 변화를 살펴보면 BEMM-1보다 BEMM-3이 전화율, 점도 그리고 고형분값이 크게 나타나 BEMM-3에서의 실험한 반응 온도가 적당함을 알 수 있었다. 또 다른 관능성 단량체인 AA를 이용하였을 때도 MAA농도와 온도 결정에 있어 같은 결과를 얻을 수 있었다.
- 즉 분자량이 증가에 비례함을 알 수 있었다. 다음은 가교제 농도에 따른 BEMM-3과BEMA-3의 점착성 변화를 Fig. 4에 나타낸 것인데, 그림에서 나타낸 응집력 값과는 반대로 점착성은 분자량이 커질수록 감소되었으나 TDI의 양이 0.4 g일 때 점착성이 현저히 감소하는 현상을 보였다. 이것은 가교제의 양이 증가하면점착제 내부응집력이 증가함으로서 순간적인부착성인 점착성이 저하되는 것으로 생각된다.
- 4원 용액형 아크릴계 중합체(BEMM-3,BEMA-3)을 합성한 후 TDI을 사용하여 가교제의 양에 따른 이소시아네이트 가교 점착제(BEMMT, BEMAT)를 합성하여 점착제의 접착력, 응집력, 점착성과 내후성 시험을 통해 실제 산업에 적용할 수 있는지의 유무를 살펴보았다. 먼저 BEMM, BEMA 합성에서는 점도는MAA를 사용 하였을 때 높게 나타났으며 전환율과 고형분 함량은 AA를 사용 하였을 때 높게 나타남을 알 수 있었으며 가교제의 양이 증가할수록 점착제 내부응집력이 증가하고 점착성은 저하됨을 알 수 있었다. 유도가교체 중BEMMT(0.
- 먼저 BEMM, BEMA 합성에서는 점도는MAA를 사용 하였을 때 높게 나타났으며 전환율과 고형분 함량은 AA를 사용 하였을 때 높게 나타남을 알 수 있었으며 가교제의 양이 증가할수록 점착제 내부응집력이 증가하고 점착성은 저하됨을 알 수 있었다. 유도가교체 중BEMMT(0.6, 0.8), BEMAT(0.6)는 각각 접착력이 200 gf/ 25 mm, 110 gf/ 25 mm, 300 gf/ 25mm을 가지며 응집력은 2210 min, 3540 min,1473 min, 점착성은 4/32～6/32 그리고 점착테이프로서 사용유무를 확인하는 1000시간 경과 후 접착력이 160 gf / 25 mm, 180 gf / 25 mm,160 gf / 25 mm을 유지하여 재박리형 점착제로서 사용가능하였다.
후속연구
- 그리고 BEMA-3이 BEMM-3보다 접착력이 높은 것은 Tg 측정결과 BEMA-3의 Tg가 BEMM-3의 Tg보다 낮기 때문이다. 여기서 관능성 단량체인 MAA와 AA의 경우 자기가교가 발생할 수 있고, 단량체의 조성 차이에 의한 Tg의 변화도 접착력에 영향을 미칠 수 있으므로 이에 대한 계속적인 연구가 필요하다고 생각된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.