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친환경 유기 소재로서 열가소성 탄성체의 오늘과 내일
Present and Future of Thermoplastic Elastomers As Environmentally Friendly Organic Materials 원문보기

Elastomers and composites = 엘라스토머 및 콤포지트, v.45 no.3, 2010년, pp.170 - 187  

최은지 (부산대학교 고분자공학과) ,  윤지환 (부산대학교 고분자공학과) ,  조정규 (부산대학교 고분자공학과) ,  심상은 (인하대학교 화학공학과) ,  윤주호 (자동차부품연구원) ,  김일 (부산대학교 고분자공학과)

초록
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열가소성 탄성체(thermoplastic elastomer, TPE)는 학술적 기초 및 응용은 물론이고 산업적, 상업적으로 매우 중요한 유기 소재의 하나이다. TPE는 블록 공중합체뿐만 아니라 많은 다른 고분자분야에서도 중요한 한 영역으로 생각할 수 있다. 가황 고무가 갖고 있는 성질과 열가소성 플라스틱이 보이는 성질을 동시에 갖고 있기 때문이다. 또한 블록과 그라프트 공중합체, 이들 혼합물, 가황 물질에서 비롯된 일련의 성질을 보여주기 때문이다. 이 소재의 중요성은 출판되는 간행물(논문, 특허, 보고서 등)의 수에서도 알 수 있다. 'thermoplastic elastomer'를 키워드로, 열가소성 탄성체의 개념이 들어간 간행물의 숫자를 SciFinderScholar를 이용하여 조사한 결과, 1939년 ~ 2010년 7월 10일 사이에 18,508편에 이르렀으며, 특히 1990년 중반부터 그 숫자가 기하급수적으로 늘었다. 열가소성 플라스틱의 성질과 가교탄성체의 성질을 동시에 갖고 있는 TPE의 영역을 설명할 때 과학적, 기술적, 상업적인 관점을 모두 고려해야 한다. 본 보문에서는 TPE의 역사적인 관점을 먼저 설명하고, 화학적, 구조적 및 모폴러지 연구 동향을 다루고자 한다. 또한 주요 제조법과 현대적 분석 기술을 다룰 것이다. 이어 TPE의 성질과 가공성, 유기소재 사이에서의 입지와 응용에 대해도 분석한 후, 향후의 발전 방향에 대하여 논의하고자 한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Much interest on the thermoplastic elastomers (TPEs) has recently been attracted in commercial fields as well as scientific and applied researches. The TPEs have their own characteristic area especially in relation with block copolymers as well as many other polymeric materials, since they show inte...

주제어

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
TPE가 블록 공중합체 뿐 아니라, 다른 고분자 영역에서도 중요한 이유는? TPE는 블록 공중합체뿐만 아니라 많은 다른 고분자분야에서도 중요한 한 영역으로 생각할 수 있다. 가황 고무가 갖고 있는 성질과 열가소성 플라스틱이 보이는 성질을 동시에 갖고 있기 때문이다. 또한 블록과 그라프트 공중합체, 이들 혼합물, 가황 물질에서 비롯된 일련의 성질을 보여주기 때문이다. 이 소재의 중요성은 출판되는 간행물(논문, 특허, 보고서 등)의 수에서도 알 수 있다.
Tobolsky는 TPE와 관련된 어떤 연구를 수행했는가? 여러 상을 가진 TPE 재료는 화학분야뿐만 아니라 구조와 모폴러지 분야에까지 이론적, 실험적 연구 동기를 유발시켰다. 특히 에틸렌 프로필렌 디엔단량체(M-class) 고무(EPDM)를 집중적으로 연구하여 열가소성 탄성체의 논리적 관점을 완성시킨 Tobolsky는 TPE의 역사를 언급할 때 빠뜨릴 수 없는 인물이다.9 그의 기초 연구에 근거하여 서로 다른 합성법으로 TPE의 특성을 지닌 여러 가지 TPE가 제조되었고, 일부는 상업화되었다.
폴리에스터 기반 TPE 합성은 어떤 물질들의 중축합으로 시도되었는가? 두 단계 과정으로 합성되는 이 TPE가 시장에 소개되었을 때 시장에 주는 충격은 적지 않았다. 같은 방법에 의해 테레프탈산/옥탄디오익산(octanedioic acid)/프로판-1,3-디올 및 테레프탈산/에탄-1,2-디올을 중축합하여 폴리에스터 기반 TPE 합성이 연이어 시도된 것은 당연한 일이라 할 수 있다.3 얻어진 두 가지의 중축합물을 혼합, 반응시키면 탄성체와 플라스틱의 성질을 동시에 갖는 TPE가 얻어지며, 용융상태에서 압출할 수 있고, 용액 상태로 스핀 가공할 수 있다 (Figure 3).
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참고문헌 (69)

  1. C. P. Rader, "Thermoplastic elastomers", in Elastomer Technology? Compounding and Testing for Performance (Ed. J. Dick), Hanser Publ., 2001, Ch.10, pp. 264?283. 

  2. R. E. Christ and W. E. Hanford, "Treatment of polyesters such as those for sheets or coatings", US patent 2,333,639, du Pont de Nemours & Co., 1943. 

  3. M. D. Snyder, "Elastic linear copolyesters", US patent 2,623,031, du Pont de Nemours & Co., 1952. 

  4. C. S. Schollenberger, "Simulated vulcanisates of polyurethane elastomers", US patent 2,871,218, B F Goodrich, 1959. 

  5. M. Szwarc, M. Levy, and R. Milkovich, "Polymerization initiated by electron transfer to monomer. A new method of formation of block polymers", J. Am. Chem. Soc., 78, 2656 (1956). 

  6. M. Szwarc, "Living polymers", Nature, 178, 1168 (1956). 

  7. J. T. Bailey, E. T. Bishop, W. R. Hendricks, G. Holden, and N. R. Legge, "Thermoplastic elastomers. Physical properties and applications", Rubber Age, 98, 69 (1966). 

  8. G. Holden, E. T. Bishop, and N. R. Legge, "Thermoplastic elastomers", J. Polym. Sci. Part C: Polym. Symp., 26, 37 (1969). 

  9. A. V. Tobolsky, "Trends in rubber research", Rubber World, 139, 857 (1959). 

  10. E. G. Kontos, E. K. Easterbrook, and R. D. Gilbert, "Block copolymers of $\alpha$ -olefins prepared from macromolecules with long-chain lifetimes", J. Polym. Sci, 61, 69 (1962). 

  11. E. Muller, S. Petersen, and O. Bayer, German patent 76,584, IG Farben, 1944. 

  12. O. Bayer, E. Muller, S. Petersen, H. F. Piepenbrink, and E. Windemuth, "Polyurethanes. VI. New highly elastic synthesis. Vulcollans", Angew. Chem., 62, 57 (1950). 

  13. C. S. Schollenberger, H. Scott, and G. R. Moore, "Polyurethan VC, a virtually crosslinked elastomer", Rubber World, 137, 549 (1958). 

  14. A. T. Chen, R. G. Nelb II, and K. Onder, "New high-temperature thermoplastic elastomers", Rubber Chem. Technol., 59, 615 (1986). 

  15. G. Deleens, P. Foy, and E. Marechal, "Synthese et caracterisation de copolycondensats sequences polyamide-seq-ether)", Eur. Polym. J., 13, 353 (1977) and references therein. 

  16. J. C. Shivers, Jr, "Linear elastic copolymers", US patent 3,023,192, du Pont de Nemours, 1962. 

  17. A. Y. Coran and R. P. Patel, "Thermoplastic elastomers based on dynamically vulcanized elastomer-thermoplastic blends" in Thermoplastic Elastomers (Eds. G. Holden, N. R. Legge, R. P. Quirk, and H. E. Schroeder), Hanser/Garner Publications, Munich, Vienna, New York, 1996, Ch. 7, p. 153. 

  18. E. Marechal, "Block copolymers with polyethers as flexible blocks; Future trendsin block copolymers", in Block Copolymers (Eds. F. J. B. Calleja and Z. Roslianec), Marcel Dekker, 2000, pp. 29?541. 

  19. D. T. Williamson, J. R. Lizotte, and T. E. Long, "Facile living anionic polymerization processes: new monomers and polymer architectures containing 1,3-cyclohexadiene without a high vacuum line", Polym. Mater. Sci. Eng., 84, 837 (2001). 

  20. D. G. Barrett and M. N. Yousaf, "Design and Applications of Biodegradable Polyester Tissue Scaffolds Based on Endogenous Monomers Found in Human Metabolis", Molecules, 14, 4022 (2009). 

  21. J. P. Kennedy, "Living cationic polymerization of olefins", How did the discovery come about?, J. Polym. Sci. PartA: Polym. Chem., 37, 2285 (1999). 

  22. X. Cao, L. Sipos, and R. Faust, "Polyisobutylene based thermoplastic elastomers: VI. Poly( $\alpha$ -methylstyrene-b-isobutylene-b- $\alpha$ -methylstyrene) triblock copolymers by coupling of living poly ( $\alpha$ -methylstyrene-b-isobutylene) diblockcopolymers", Polym. Bull., 45, 121 (2000). 

  23. J. Feldthusen, I. Bela, and A. H. E. Mueller, "Synthesis of linear and star-shaped block copolymers of isobutylene and methacrylates by combination of living cationic and anionic polymerizations", Macromolecules, 31, 578 (1998). 

  24. B. Ameduri, B. Boutevin, and P. Gramain, "Synthesis of block copolymers by radical polymerization and telomerization", Adv. Polym. Sci., 127, 87 (1997). 

  25. K. Matyjaszewski, "Environmental aspects of controlled radical polymerization", Macromol. Symp., 152, 29 (2000). 

  26. A. Nese, J. Mosnacek, A. Juhari, J. A. Yoon, K. Koynov, T. Kowalewski, and K. Matyjaszewski, "Synthesis, Characterization, and Properties of Starlike Poly(n-butyl acrylate)-b-poly(methyl methacrylate) Block Copolymers", Macromolecules, 43, 1227 (2010). 

  27. S. Fakirov, "Handbook of Condensation Thermoplastic Elastomer", Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2005. 

  28. H. Ding and F. W. Harris, "Synthesis and characterization of a novel nylon 6-bpolyimide-b-nylon 6 copolymers", Pure. Appl. Chem., 67, 1997 (1995). 

  29. T. Yokozawa, M. Ogawa, A. Sekino, R. Sugi, and A. Yokoyama, "Synthesis of well defined poly(p-benzamide) from chain-growth polycondensation and its application to block copolymers", Macromol. Symp., 199, 187 (2003). 

  30. H. R. Kricheldorf, T. Wollheim, V. Altstadt, C. E. Koning and G. M. W. Buning, "Thermoplastic elastomers", Polymer, 42, 6699 (2001). 

  31. P. J Madec and E. Marechal, "Block copolymers by polycondensation of $\alpha$ , $\omega$ -difunctional-oligomers", Prace Naujowe Polytechniki Szczecinskiej, 514, 11 (1994). 

  32. S. G. Gaynor, P. Balchandhani, A. Kulfan, M. Podwika, and K. Matyjaszewski, "Architectural control in acrylic polymers by atom transfer radical polymerization", Abstract of the 213th ACS Natl. Meet., San Francisco, CA, USA, Poly-340, 1997. 

  33. M. Baumert, J. Heinemann, R. Thomann, and R. Mulhaupt, "Highly branched polyethylene graft copolymers prepared by means of migratory insertion polymerization combined with TEMPO-mediated controlled radical polymerization", Macromol. Rapid Commun., 21, 271 (2000). 

  34. G. H. Hofmann, "Thermoplastic elastomers based on halogen- containing polyolefins", in Thermoplastic Elastomers (Eds. G. Holden, N. R. Legge, R. P. Quirk, and H. E. Schroeder), Hanser/Garner Publications, Munich, Vienna, New York, 1996, Ch. 6, p. 129. 

  35. A. K. Jain, A. K. Nagpal, R. Singhal and N. K. Gupta, "Effect of dynamic crosslinking on impact strength and other mechanical properties of polypropylene/ethylene propylene diene rubber blends", J. Appl. Polym. Sci., 78, 2089 (2000). 

  36. H. Pash, "Liquid chromatography at the critical point of adsorption ?A new technique for polymer characterization", Macromol. Symp., 110, 107 (1996). 

  37. P. Kilz, R. P. Kruger, H. Much, and G. Schulz, "2-Dimensional chromatography for the deformulation of complex copolymers", Adv. Chem., 247, 223 (1995). 

  38. N. Aust and G. Gobec, "Size exclusion chromatography as a method routine checkup and quality control of industrial thermoplastic polyurethane systems?correlation between molecular weight and mechanical and thermal properties", Macromol. Mater. Eng., 286, 119 (2001). 

  39. B. R. Nair, V. G. Gregoriou, and P. T. Hammond, "FT-IR studies of side chain liquid crystalline thermoplastic elastomers", Polymer, 41, 2961 (2000). 

  40. H. Wang, D. K. Graff, J. R. Schoonover, and R. A. Palmer, "Static and dynamic infrared linear dichroic study of polyester/ polyurethane copolymer using step-scan FT-IR and photoelastic modulator", Appl. Spectr., 53, 687 (1999). 

  41. A. Boulares, L. Rozes, M. Tessier, and E. Marechal, "Synthesis and characterization of poly(copolyethers-b-polyamides). I. Structural study of polyether precursors", J. Macromol. Sci?Pure. Appl. Chem., A35, 933 (1998). 

  42. E. M. Frick and M. A. Hillmeyer, "Morphological, rheological and mechanical characterization of polylactide-b-polyisopreneb-polylactidetriblock copolymers: New partially biodegradable thermoplastic elastomers", Polym. Mat. Sci. Eng., 87, 110 (2002). 

  43. P. Stepanek and T. P. Lodge, "Dynamic light scattering from block copolymers", NATO. ASI. Series, Ser. 3: High Technology, 40, 189 (1997). 

  44. Q. Guo, P. Figueiredo, R. Thomann, and W. Gronski, "Phase behavior, morphology and interfacial structure in thermoset/ thermoplastic elastomer blends of poly(propylene glycol)- type epoxy resin and polystyrene-b-polybutadiene", Polymer, 42, 10101 (2001). 

  45. H. Veenstra, R. M. Hoogvliet, B. Norder, and A. P. De Boer, "Microphase separation and rheology of a semicrystalline poly(ether-ester) multiblock copolymer", J. Polym. Sci. Part B: Polym. Phys., 36, 1795 (1998). 

  46. S. Muramatsu and J. B. Lando, "Reversible crystal deformation of poly(tetramethylene terephthalate) segments in semicrystalline segmented poly(ether-ester) thermoplastic elastomers", Macromolecules, 31, 1866 (1998). 

  47. J. Chen, J. Zhang, T. Zhu, Z. Hua, Q. Chen, and X. Yu, "Blends of thermoplastic polyurethane and polyether-polyimide: preparation and properties", Polymer, 42, 1493 (2000). 

  48. M. J. Park and K. Char, "Gelation of PEO-PLGA-PEO triblock copolymers induced by macroscopic phase separation", Langmuir, 20, 2456 (2004). 

  49. M. D. Foster, M. Sikka, N. Singh, F. S. Bates, S. K. Satija, and C. F. Majkrzak, "Structure of symmetric polyolefin block copolymer thin films", J. Chem. Phys., 96, 8605 (1992). 

  50. F-j. Huang and T-l. Wang, "Synthesis and characterization of new segmented polyurethanes with side-chain, liquid-crystalline chain extenders", J. Polym. Sci. Part A: Polym. Chem. Ed., 42, 290 (2003). 

  51. P. Svodoba, H. Saito, T. Chiba, T. Inoue, and Y. Takemura, "Morphology and elastomeric properties of isotactic polypropylene/ hydrogenated polybutadiene blends", Polym. J., 32, 915 (2000). 

  52. G. Sundararajan, V. Vasudevan, and K. A. Reddy, "Synthesis of triblock copolymers-(polyA-polybutadiene-polyA) via metathesis polymerization", J. Polym. Sci. Part A: Polym. Chem. Ed., 36, 2601 (1998). 

  53. S. Anandhan, P. P. De, S. K. De, and A. K. Bhowmick, "Thermoplastic elastomeric blend of nitrile rubber and poly(styrene- co-acrylonitrile).I. Effect of mixing sequence and dynamic vulcanization on mechanical properties complexes", J. Appl. Polym. Sci, 88, 1976 (2003). 

  54. S. S. Pesestkii, B. Jurkowski, Y. A. Olkhov, O. M. Olkhova, I. P. Storozhuk, and U. M. Mozheiko, "Molecular and topological structures in polyester block copolymers", Eur. Polym. J., 37, 2187 (2001). 

  55. P. P. C. G. Martin, M. Van Duin, and M. Van Gurp, "Process for making thermoplastic composition comprising dynamic crosslinking", PCT Int. Appl. WO 099927, to DSM Ip Assets B V Neth, 2003. 

  56. S. P. Sutton, "Molding of thermoplastic elastomer compositions and heating apparatus for the process", US patent 193,116, 2003. 

  57. M. Tasaka and T. Suka, "Thermoplastic elastomer compositions with good flowability for powder molding and their powders", Jpn. Kokai Tokkyo Koho JP 246,887, to Riken Technos Corporation, Japan, 2003. 

  58. Q. Zhang, A. G. MacDiarmid, J. Su, Wang P-C, and K. J. Wynne, "Polymeric electrostrictive Systems", PCT Int. Appl. WO 9,917,929, to the trustees of Uni Pennsylvania, 1999. 

  59. K. D. Ziegel, "Gas transport in segmented block copolymers", J. Macromol. Sci. Phys., B5, 11 (1971). 

  60. S. Auguste and N. Desmaison, "Solid emulsions based on thermoplastic elastomers for medical goods and cosmetics", PCT Int. Appl. WO 087,220, to Laboratoires Ugo, 2003. 

  61. A. Steinbuchel A and B. Fuchtenbusch, "Bacterial and other biological systems for polyester production", Trends. Biotech., 16, 419 (1998). 

  62. W. Klingensmith, T. Dendringer, A. McConnell, P. Standley, J. Beckett,R. Eller, C. Otterstedt, and J. Walker, "Elastomers for automotive applications, in Elastomer Technology: Special Topics (Eds. K. C. Baranwal and H. L. Stephens)", ACS Rubber Division, Akron, Ohio, 2003, pp. 455?91. 

  63. B. G. G. Lohmeijer and U. S. Schubert U S, "Playing LEGO with macromolecules: Design, synthesis, and self-organization with metal complexes", J. Polym. Sci. Part A: Polym. Chem. Ed., 41, 1413 (2003). 

  64. T. Yokozawa and A. Yokoyama, "Chain-growth polycondensation: polymerization nature in polycondensation and approach to condensation polymer architecture", Polym. J., 36, 65 (2004). 

  65. T. Lalot and E. Marechal, "Enzyme-catalyzed polyester synthesis", Int. J. Polym. Mater., 50, 267 (2001). 

  66. B. Hazer, "Amphiphilic poly(3-hydroxy alkanoate)s: potential candidates for medical applications", Energy & Power Eng., 31 (2010). 

  67. B. R. Nair, V. G. Gregoriou, and P.T. Hammond, "FT-IR studies of side chain liquid crystalline elastomers", Polymer, 41, 2961 (2000). 

  68. P. Antony, J. E. Puskas, and C. Paulo, "Arborescent polyolefinic thermoplastic elastomers and products therefrom", PCT Int. Appl. WO 096,967, to the authors and the Uni Western Ontario, Canada, 2002. 

  69. H. Koerner, G. Price, N. A. Pearce, M. Alexander, and R. A. Vaia, "Remotely actuated polymer nanocomposites-stress-recovery of carbon-nanotube-filled thermoplastic elastomers", Nature Mater., 3, 115 (2004). 

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