초록 ▼

○ 연구결과
- 제1세부과제
폐식용유의 오염물질을 최대한 침전시킨 후 필터를 이용하여 순수액체를 얻는다. 산화된 부분은 활성탄 필터를 이용하여 제거하였으며, 분리방법은 셀라이트를 통과하여 이물질을 제거하였다. 이를 가수분해하여 글리세롤과 지방산을 분리된 층을 용매로 추출하여 불포화 지방산을 얻었다.
얻어진 글리세롤과 카르복시산을 반응성이 우수한 MDI와 각각 반응하여 글리세롤은 MDI와 반응하여 우레탄구조를 이루며 또한 글리세롤 한 분자에 아마이드와 우레탄이 같이 붙을 수도 있다. 카르복시산은 MDI와 반응하여 아마

○ 연구결과
- 제1세부과제
폐식용유의 오염물질을 최대한 침전시킨 후 필터를 이용하여 순수액체를 얻는다. 산화된 부분은 활성탄 필터를 이용하여 제거하였으며, 분리방법은 셀라이트를 통과하여 이물질을 제거하였다. 이를 가수분해하여 글리세롤과 지방산을 분리된 층을 용매로 추출하여 불포화 지방산을 얻었다.
얻어진 글리세롤과 카르복시산을 반응성이 우수한 MDI와 각각 반응하여 글리세롤은 MDI와 반응하여 우레탄구조를 이루며 또한 글리세롤 한 분자에 아마이드와 우레탄이 같이 붙을 수도 있다. 카르복시산은 MDI와 반응하여 아마이드구조를 이루며 산 촉매로 작용하기 때문에 다른 촉매가 필요하지 않는 장점을 지니고 있음을 밝혀냈다. 카르복시산은 산(H⁺)을 배출하여 MDI의 isocyanate의 -N=C=O 기 중 N에 붙어 반응성 즉 활성화 에너지를 낮추어 줌으로서 반응을 촉진한다. 이는 카르복시산이 자체 촉매(self-catalyst)의 역할뿐만 아니라 반응에 참여하는 첨가제 역할도 하고 있음을 나타낸다.
따라서 폐식용유는 폴리올 대체용으로 가능성이 있다고 판단된다.
지방산/글리세롤/PMDI의 당량비에 따른 IR스펙트럼 조사한 결과, 1:1:2에서 가장 반응성이 우수하였으며 1:1:4에서는 잔존하는 -NCO가 많은 것으로 나타났다. 열분석에서는 경화 반응성을 조사한 결과, 1:1:4에서는 172℃에서 2치경화가 일어났으며 열량은 4.9711.89J/g이었다. 1:1:4에서는 167℃에서 2차 경화가 나타났고 열량은 11.89J/g이었다.
- 제2세부과제
제조한 접착제의 접착 성능은 접착시험용 합판을 제조하여 두가지 방법으로 조사하였다. 첫번째 방법은 글리세롤/지방산 비율 고정, PMDI 비율 다양화하여 시험한 결과, 지방산, 글리세롤, PMDI의 각 혼합비율 1:1:4일때 가장 우수하게 나타났다. 두번째 방법은 PMDI 고정, 글리세롤/지방산 비율 다양화하여 접착제를 제조하여 접착시험을 실시한 결과, 지방산 : 글리세롤 : PMDI = 1:1:4일 때 역시 가장 우수한 것으로 나타났다. 침지박리접착시험에서는 박리현상은 나타나지 않았다. 포름알데히드 방출은 완전무취수준으로 나타났다. (요소-멜라민 접착제의 포름알데히드 방출량 8.5854mg/L)
플레이크보드 제조를 위하여 접착제를 유화형으로 변성시키고 DSC로 경화온도를 측정한 결과 73.06℃로 나타났다. 이와 함께 접착제 도포량을 1.5%, 2.5%, 5%(전건 파티클 무게 기준)로 하고 플레이크 함수율을 3%, 11%, 20%로 하여 제조 조건을 조사한 결과 휨성질, 박리강도, 두께팽창율 모두 함수율 20%에서 접착제 도표량 5%일 때 가장 우수한 것으로 나타났다. 그리고 포름알데히드 방출량은 전반적으로 E₀ 수준으로 나타났다.
각 마루판에 무늬목을 저착 시킨 후, 각 마루판의 침지박리접착시험을 한 결과 박리현상은 나타나지 않았다. 평면인장강도 시험에서는 강화마루판이 10.27kgf/cm²였으며, 합판마루판은 9.48kgf/cm²였다. 포름알데히드 방출량에서 강화마루판의 포름알데히드 방출량은 1.3587mg/ℓ, 합판마루판은 0.6994mg/ℓ 였다.

Abstract ▼

This study was peformed in order to investigate the possibility of wood adhesives by reacting PMDI and the used vegetable oils. The vegetable oils are easily hydrolized and produced to glycerol and fattic acid. The produced materials have very reactive functional groups, hydroxy of glycerol and carb

This study was peformed in order to investigate the possibility of wood adhesives by reacting PMDI and the used vegetable oils. The vegetable oils are easily hydrolized and produced to glycerol and fattic acid. The produced materials have very reactive functional groups, hydroxy of glycerol and carboxylic acid group of fattic acid and effectively react with isocyanate group of PMDI.
This study was seperated to two subjects. First subject was investigated the seperating technology, chemical modification and reaction with MDI from waste cooking oil. Second subject was studied for the bonding properties and manufacturing of panel bonded with waste cooking oil and MDI as application.
Studies of seperating technology, chemical modification and reaction with MDI from waste cooking oil
The adhesives were made according to each ratio of the PMDI, glycerol, and fattic acid. The reactions were monitored by FT-IR (Fourier Transform Infrared) and DSC, and. studied the executed structure analysis, and investigated the adhesion properties of each adhesives.
Reactivity by FT-IR spectra was most supenor in 1 : 1 : 2 mole ratio(fattic acid : glycerol : PMDI). And Reactivity of fattic acid and PMDI by FT-IR spectra was most siperior in 1 1. At Tg by DSC, 1 : 1 : 2 and 1 : 1 : 4 mole ratio were about 73℃. But 2nd curing at 1 : 1 : 2 mole ratio was 172℃ and 1 : 1 : 4 mole ratio was 167℃. And heat capacities were 4.97J/g and 11.89J/g, respectively. These results were explained that 1 : 1 : 4 mole ratio was much unreacted -NCO of adhesive.
Studies of bonding properties and manufacturing of panel bonded with waste cooking oil and MDI.
This sLudy was conducted to evaluate the bonding properties and manufacturing of panel bonded with waste cooking oil and MDI. In properties of adhesive, based on curing time, pot-life, and gel time the mole ratio (1 : 1 : 2) of PMDI/glycerolFor flakeboard manufacturing, the adhesive of 1:1:4 mole ratio was emulsified for modification. Curing temperature of adhesive by DSC was 73.06℃. Flakeboards were manufactured with 3, 11 and 20% particle MC and emulsified adhesive (resin content 1.5%, 2.5%, 5%(O.D. furnish weight of particle)). In properties of FB, bending strength, Internal bond, thickness swelling were good for 20% particle MC and 5% resin content. The formaldehyde release amount was E_o level generally.
In the test of fancy veneer and floorings bonded with adhesive reacted PMDI with vegetable oil, laminated shear strength of HDF flooring was 10.27kgf/cm² and plywood flooring was 9.48kgf/cm². In formaldehyde release amount. HDF flooring was 1.3587 mg/ℓ, and plywood flooring was 0.6994 mg/ℓ.
The prepared adhesive has excellent properties and show great possibility to open up commercial materials, and this materials has a potential to use in area of surface coating, foam, electric materials. etc.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약문 ... 3
• I. 제목 ... 3
• II. 연구개발의 목적 및 필요성 ... 3
• III. 연구개발 내용 및 범위 ... 4
• IV. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의 ... 5
• SUMMARY ... 7
• CONTENTS ... 9
• 목차 ... 10
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 12
• 제1절 연구개발의 배경 및 필요성 ... 12
• 제2절 연구개발의 목적과 범위 ... 14
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 16
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 23
• 제1절 폐식용유의 분리기술과 화학적 변형 및 MDI와의 반응성 연구 ... 23
• 제1항 재료 및 방법 ... 24
• 제2항 실험 결과 ... 30
• 제3항 결론 ... 44
• 제2절 폐식용유와 MDI로 구성된 접착제의 접착성능 및 패널 제조 연구 ... 46
• 제1항 재료 및 방법 ... 49
• 제2항 실험결과 ... 62
• 제3항 결론 ... 88
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 90
• 제1절 목표달성도 ... 90
• 제2절 관련분야에 대한 기여도 ... 91
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 93
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 95
• 제7장 참고문헌 ... 96
• 끝페이지 ... 108