초록 ▼

연구개발 결과
■ 기초문헌조사 및 나노윙구조 기반 덴드리틱 대체가소제 중합방법 선정
▶ 생체적합성을 지녀 인체에 무해하며 덴드리틱한 고분자 구조로 우수한 가소화 효율과 유출 억제성을 지니는 올리고글리세롤 선정
▶ 글리시돌을 단량체로 사용하는 음이온 개환 중합방법 이용
■ 대체가소제 중합조건 최적화를 통한 대체가소제 제조
▶ 최적화된 온도, 시간, 용매에서 대체가소제 제조
▶ 수율 90% 이상, 가지화도 0.4~0.5, 수평균 분자량 1,000~2,000 g/mol의 대체가소제 합성
■ 중합된 대

연구개발 결과
■ 기초문헌조사 및 나노윙구조 기반 덴드리틱 대체가소제 중합방법 선정
▶ 생체적합성을 지녀 인체에 무해하며 덴드리틱한 고분자 구조로 우수한 가소화 효율과 유출 억제성을 지니는 올리고글리세롤 선정
▶ 글리시돌을 단량체로 사용하는 음이온 개환 중합방법 이용
■ 대체가소제 중합조건 최적화를 통한 대체가소제 제조
▶ 최적화된 온도, 시간, 용매에서 대체가소제 제조
▶ 수율 90% 이상, 가지화도 0.4~0.5, 수평균 분자량 1,000~2,000 g/mol의 대체가소제 합성
■ 중합된 대체가소제의 일반물성 평가
▶ 유리전이온도(Tg): -86.6~-74.7 ℃, 색: 투명하고 엷은 노란 빛
▶ 10% 열중량 감소 온도(Td10): 219~260 ℃, 비중: 1.02~1.08
■ 대체가소제 대량 중합을 위한 소형 파일롯 설계
▶ 대량생산 체제 전환 적합성 실험을 위한 소형 파일롯(5 L) 설계도 작성
■ 대체가소제를 이용한 연질 PVC의 가공조건 평가 및 확립
▶ 겔 시작 온도: 55 ℃, 겔 완료 온도: 165 ℃, 퓨전 완료 온도: 193 ℃
■ PVC와의 상용성을 고려하여 말단 개질제의 종류 및 당량 조절 실험 실시
▶ PVC와의 상용성을 고려하여 말단 개질제의 당량 조절 실험 실시
▶ 치환도가 78.4% 이상에서 PVC와 상용성을 지님을 확인
■ 대체가소제를 범용 PVC 수지에 직접 적용하여 연질 PVC 제조
▶ 겔-퓨전법 또는 용융혼합법을 이용하여 연질 PVC 제조
■ 연질 PVC의 상용성 및 가소화 성능 평가
▶ 스핀-격자 완화시간(ms): 104~124, 평균 확산 거리(nm): 7.9~8.6
▶ 시차주사열량계법(DSC) 가소화 성능: 92.5~100%
■ 연질 PVC의 광학적, 열적, 기계적 특성 평가
▶ 투과도(%): 88.6~91.1, T_g(℃): -22.3~-14.3, Td10(℃): 251~272 신율(%): 420~489
■ 연질 PVC의 가소제 이행ㆍ유출억제성 평가
▶ 용매추출성(%): 0.20~3.16, 대기휘발성(%): 0.09~4.45, 고체전이성(%): 0.12~2.31
■ 국내ㆍ외 공인 분석기관에 의한 가소제 이행ㆍ유출억제 효과 인증
▶ 유출억제성 평가 결과(%): 4.17~4.90, 미국식약청 승인 기준 5.5% 통과
■ 대체가소제 대량중합 연구를 위한 소형 파일롯 제작
▶ 10 L 규모의 소형 파일롯 제작
■ 소형 파일롯 단위 대체가소제 중합조건 최적화를 통한 경제성 확보
▶ 글리시돌 주입 속도 변경(0.025 → 0.35 mL/분), 말단 개질제 변경: butyric anhydride → 황산 촉매, butyric acid)
▶ 수율: 90% 이상, 치환율: 90% 이상, 평균 분자량: 764~3,246 g/mol
■ 소형 파일롯으로부터 제조된 대체가소제의 일반물성 평가
▶ T_g(℃): -76.7~-64.8, T_d10(℃): 261~318, 비중: 1.06~1.08, 색(APHA): 46~216, 에스테르가(KOHmg/g): 60~86, 굴절률: 1.450~1.455, 점도(cP): 159~454
■ 대체가소제를 이용한 연질 PVC 제조 및 특성 평가
▶ T_g(℃): -18.2~-13.2, T_g로부터의 가소화 효율(%): 90.2~94.8, 신율(%): 323-341, 신율로부터의 가소화 효율(%): 93.0~98.7, 쇼어 A 경도: 83~85, 쇼어 D 경도: 35~36, 투과도(%): 88.2~89.3, T_d10(℃): 252~256
■ 소형 파일롯으로부터 제조된 대체가소제의 국내ㆍ외 공인 분석기관에 의한 가소제 이행ㆍ유출억제 효과 인증
▶ 유출억제성 평가 결과(%): 1.95~2.39, 미국식약청 승인 기준 5.5% 통과
■ 소형 파일롯으로부터 제조된 대체가소제의 국내ㆍ외 공인 분석기관에 의한 일반독성 평가 및 인증
▶ LD₅₀이 3,000 mg/kg 상회
■ 대체가소제의 시제품 개발과 수요예측 및 제품가치 평가
▶ 대형파일럿을 이용한 시작품 제작
▶ 가소제 시장 분석, 판매를 위한 수요기업 예측 완료

Abstract ▼

Ⅳ. Results
■ Investigation of basic literature and selection of polymerization methods
▶ Selection of biocompatible, nontoxic oligoglycerol which has excellent plasticizing efficiency and suppresses migration of plasticizers with its dendritic polymer structure.
▶ Anionic ring-opening polym

Ⅳ. Results
■ Investigation of basic literature and selection of polymerization methods
▶ Selection of biocompatible, nontoxic oligoglycerol which has excellent plasticizing efficiency and suppresses migration of plasticizers with its dendritic polymer structure.
▶ Anionic ring-opening polymerization using glycidol as monomer
■ Optimization of polymerization conditions for the alternative plasticizer
▶ Synthesis of alternative plasticizers in optimized temperature, time, solvent
▶ Yield above 90%, degree of branching 0.4~0.5, M_n 1,000~2,000 g/mol
■ Evaluation of general properties of the alternative plasticizer
▶ Glass transition temperature (T_g): -86.6~-74.7 ℃, color: transparent and slightly yellowish
▶ 10% thermal weight loss temperature (T_d10): 219~260 ℃, specific gravity: 1.02~1.08
■ Design of small-sized pilot for large scale polymerization
▶ Drawing up blueprint of small-sized pilot (5 L) for large scale polymerization
■ Evaluation and establishment of flexible PVC processing conditions
▶ Gel starting temperature: 55 ℃, gel complete temperature: 165 ℃, fusion complete temperature: 193 ℃
■ Control of the kind and equivalent ratio of end-capping agents considering the miscibility with PVC
▶ Confirm that plasticizers with more than 78.4% degree of substitution are miscible with PVC
■ Fabrication of the flexible PVC from the alternative plasticizers and widely used PVC by plastisol or blending method
▶ Fabrication of the flexible PVC by ge-fusion or melt blending method
■ Evaluation of a miscibility and a plasticization efficiency of flexible PVC
▶ Spin-lattic relaxation time(ms): 104~124, average diffusive distance(nm): 7.9~8.6
▶ Plasticization efficiency from Differential scanning calorimetry (DSC): 92.5~100%
■ Evaluation of general properties of the flexible PVC
▶ Transmittance (%): 88.6~91.1, T_g (℃): -22.3~-14.3, T_d10 (℃): 251~272 elongation (%): 420~489
■ Evaluation of migration resistance of the flexible PVC
▶ Solution extraction (%): 0.20~3.16, atmosphere volatilization (%): 0.09~4.45, solid exudation (%): 0.12~2.31
■ Certification of migration resistance by global testingㆍcertification institute
▶ Weight loss from migration test (%): 4.17~4.90, USA FDA admission standard 5.5% pass
■ Manufacture of small-sized pilot for large scale polymerization
▶ Manufacture of small-sized pilot (10 L scale)
■ Procurance of economic efficiency by optimizing the polymerization conditions from small-sized pilot
▶ Change of glycidol dropping rate: 0.025 → 0.35 mL/min, Alteration of end-capping agent: butyric anhydride → H₂SO₄ catalyst, butyric acid
▶ Yield: above 90%, degree of modification: above 90%, Mn: 764~3,246 g/mol
■ Evaluation of general properties of the alternative plasticizer synthesized from small-sized pilot
▶ T_g (℃): -76.7~-64.8, Td10 (℃): 261~318, specific gravity: 1.06~1.08 color (APHA): 46~216, ester value (KOHmg/g): 60~86, refractive index: 1.450~1.455, viscosity (cP): 159~454
■ Fabrication of the flexible PVC and evaluation of its characteristics
▶ T_g (℃): -18.2~-13.2, plasticization efficiency from T_g (%): 90.2~94.8, elongation (%): 323-341, plasticization efficiency from elongation (%): 93.0~98.7, shore A hardness: 83~85, shore D hardness: 35~36, transmittance(%): 88.2~89.3, T_d10(℃): 252~256
■ Certification of migration resistance of plasticizers synthesized from small-sized pilot by global testingㆍcertification institute
▶ Weight loss from migration test (%): 1.95~2.39, USA FDA admission standard 5.5% pass
■ Certification of general toxicity of plasticizers synthesized from small-sized pilot by global testingㆍcertification institute
▶ LD₅₀ above 3,000 mg/kg
■ Development of the alternative plasticizer protypes and prediction of demand and evaluation of the product value
▶ Estimation of plasticizers market size and forecast consumers for product sales

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 3
• 요약서 ... 4
• 요 약 문 ... 8
• SUMMARY ... 16
• 목 차 ... 22
• 표 목 차 ... 26
• 그 림 목 차 ... 28
• 제1장 서 론 ... 35
• 제1절 연구개발과제의 개요 ... 37
• 1. 연구개발의 중요성(필요성) ... 37
• 2. 연구개발의 국내외 현황 ... 47
• 가. 국내의 기술개발동향 ... 47
• 나. 해외의 기술개발동향 ... 50
• 3. 연구개발 대상 기술의 차별성 ... 52
• 제2절 연구개발의 목표 및 추진전략 ... 58
• 1. 연구개발의 목표 ... 58
• 가. 연구개발의 최종목표 ... 58
• 나. 연구개발의 연차별 목표 ... 59
• 2. 연구개발의 추진전략ㆍ체계 및 연구수행방법 ... 61
• 가. 연구개발의 추진전략 ... 61
• 나. 연차별 추진체계 ... 64
• 다. 연차별 연구수행방법 ... 65
• 제 2 장 연구개발 수행내용 및 결과 ... 95
• 제1절 실험실 규모에서의 대체가소제 합성 최적화 및 특성 평가 ... 97
• 1. 기초문헌조사 및 나노윙구조 기반 덴드리틱 대체가소제 중합방법 선정 ... 97
• 2. 대체가소제 중합조건 최적화를 통한 대체가소제 제조 ... 101
• 3. 중합된 대체가소제의 일반물성 평가 ... 123
• 4. PVC와의 상용성을 고려하여 말단 개질제의 종류 및 당량 조절 실험 실시 ... 135
• 5. 대체가소제를 이용한 연질 PVC의 가공조건 평가 및 확립 ... 153
• 6. 대체가소제 대량 중합을 위한 소형 파일롯 설계 ... 155
• 제2절 실험실 규모에서 합성한 대체가소제를 적용한 연질 PVC 특성 평가 ... 157
• 1. 대체가소제를 범용 PVC수지에 직접 적용하여 연질 PVC 제조 ... 157
• 2. 연질 PVC의 상용성 평가 ... 160
• 3. 연질 PVC의 가소화 성능 평가 ... 169
• 4. 연질 PVC의 기계적 특성 평가 ... 174
• 5. 연질 PVC의 광학적 특성 평가 ... 179
• 6. 연질 PVC의 열적 안정성 평가 ... 183
• 7. 연질 PVC 필름의 유출억제성 평가 ... 187
• 8. 국내ㆍ외 공인 분석기관에 의한 가소제 이행ㆍ유출억제 효과 인증 ... 193
• 9. 대체가소제 대량중합 연구를 위한 소형 파일롯 제작 ... 195
• 제3절 파일롯을 이용한 대체가소제 합성 및 연질 PVC 특성 평가 ... 198
• 1. 소형 파일롯 단위 대체가소제 중합조건 최적화를 통한 경제성 확보 ... 198
• 2. 소형 파일롯으로부터 제조된 대체가소제의 일반물성 평가 ... 199
• 3. 대체가소제를 이용한 연질 PVC 제조 및 특성 평가 ... 202
• 4. 소형 파일롯으로부터 제조된 대체가소제의 국내ㆍ외 공인 분석기관에 의한 가소제 이행ㆍ유출억제 효과 인증 ... 207
• 5. 소형 파일롯으로부터 제조된 대체가소제의 국내ㆍ외 공인 분석기관에 의한 일반독성 평가 및 인증 ... 208
• 6. 대체가소제의 시제품 개발과 수요예측 및 제품가치 평가 ... 209
• 제 3 장 목표 달성도 및 관련분야 기여도 ... 215
• 제1절 연도별 연구개발목표의 달성도 ... 217
• 1. 최종목표 ... 217
• 2. 1차년도(2011~2012년) ... 236
• 3. 2차년도(2012~2013년) ... 237
• 4. 3차년도(2013~2014년) ... 239
• 제2절 관련분야의 기술발전 기여도(환경적 성과 포함) ... 241
• 1. 기술적 측면 ... 241
• 2. 환경적 측면 ... 242
• 3. 경제적ㆍ산업적 측면 ... 243
• 4. 일자리 창출 측면 ... 243
• 제 4 장 연구개발결과의 활용계획 ... 248
• 제1절 연구성과 활용계획 ... 250
• 1. 경제사회적 성과달성 계획 ... 250
• 가. 사업화 추진계획 ... 250
• 나. 고용창출 계획 ... 253
• 다. 비용절감 계획 ... 253
• 라. 기술이전 계획 ... 254
• 마. 매출추진 계획 ... 254
• 2. 과학기술적 성과달성 계획 ... 255
• 가. 지식재산권 획득 계획 ... 255
• 나. 국내외 신기술 신제품 등 관련 인증 계획 ... 255
• 다. 국내외 전문학술지 게재 계획 ... 256
• 라. 국내외 학술회의(세미나) 발표 계획 ... 256
• 3. 국제협력 계획 ... 256
• 가. 기술무역 계획 ... 256
• 나. 인력교류 ... 256
• 다. 국제협력 기반 계획 ... 256
• 라. 국제학술회의 개최 계획 ... 257
• 제2절 NTIS에 등록한 연구시설ㆍ장비현황 ... 257
• 1. 등록장비 현황 ... 257
• 제 5 장 참고문헌 ... 260
• 1. 국외문헌 ... 262
• 부록 ... 266
• <부 록 1> 나노윙구조 대체가소제의 일반독성 시험에 대한 최종보고서 ... 268
• 1. 나노윙구조 대체가소제(TMP3-1.5) 최종보고서 ... 268
• 2. 나노윙구조 대체가소제(TMP3-1.5) 최종보고서 ... 270
• 3. 나노윙구조 대체가소제(TMP21-1.5) 최종보고서 ... 272
• <부 록 2> 연질 PVC 시트의 가소제 유출안전성 평가 시험성적서 ... 274
• 1. 나노윙구조 대체가소제(TMP3-1.5) 시험성적서 ... 274
• 2. 나노윙구조 대체가소제(TMP9-1.5) 시험성적서 ... 275
• 3. 나노윙구조 대체가소제(TMP21-1.5) 시험성적서 ... 276
• <부 록 3> 연질 PVC 시트의 프탈레이트 함유량 시험성적서 ... 277
• 1. 나노윙구조 대체가소제(TMP3-1.5) 시험성적서 ... 277
• 2. 나노윙구조 대체가소제(TMP9-1.5) 시험성적서 ... 278
• 3. 나노윙구조 대체가소제(TMP21-1.5) 시험성적서 ... 279
• 끝페이지 ... 280