초록 ▼

● Thiol-ene 반응을 최적화함을 통하여 구조 제어가 가능한 식물유 폴리올의 합성 방법을 도출함 (최고 전환율 ~ 100% 달성).
● OH 기능성도가 제어된 식물유 폴리올을 이용하여 thermoplastic polyurethane(TPU)을 성공적으로 합성하고, hyperbranch 구조, 우수한 물성 및 형상기억특성(elongation at break > 600%, tension set < 8.3%, transparency > 88%, Rf & Rr ~100%)을 확인함.
● 식물유 폴리올을 이용하여 분자량 10

● Thiol-ene 반응을 최적화함을 통하여 구조 제어가 가능한 식물유 폴리올의 합성 방법을 도출함 (최고 전환율 ~ 100% 달성).
● OH 기능성도가 제어된 식물유 폴리올을 이용하여 thermoplastic polyurethane(TPU)을 성공적으로 합성하고, hyperbranch 구조, 우수한 물성 및 형상기억특성(elongation at break > 600%, tension set < 8.3%, transparency > 88%, Rf & Rr ~100%)을 확인함.
● 식물유 폴리올을 이용하여 분자량 105,000 g/mol 이상, 바이오매스 개질도 7 wt% 이상의 TPU를 성공적으로 합성함 (정량적 연구목표 100% 달성).
● 추가적으로 바이오매스 기반 isocyanate 및 사슬연장제를 도입하여, TPU의 분자량 107,000 g/mol 이상, 바이오매스 개질도 16 wt% 이상을 달성함.
● 도출된 thiol-ene 반응 조건을 바탕으로, ethylene oxide 기능화 식물유 폴리올, TPU와 수분산 폴리우레탄을 성공적으로 합성함.
● 창상피복재, PU 코팅재 및 다기능성 폴리올 등을 응용으로 예시함.
(출처:요약서 3p)

Abstract ▼

IV. Research content and conclusion
A RAFT agent terminated polymer or macro-chain transfer agent containing DBTTC units are successfully prepared through living radical polymerization technique such as RAFT (PDI< 1.3, Mn > 6000 g/mol). The end group of RAFT polymer were successfully and quantita

IV. Research content and conclusion
A RAFT agent terminated polymer or macro-chain transfer agent containing DBTTC units are successfully prepared through living radical polymerization technique such as RAFT (PDI< 1.3, Mn > 6000 g/mol). The end group of RAFT polymer were successfully and quantitatively converted to thiol (-SH) group by hydrazinolysis. Thiol-ene reaction by using vegetable oil (castor oil and soybean oil) and thiol terminated RAFT polymer or 2-mercaptoethanol as a model thiol compound were studied. A quantitative and complete conversion (~ 100%) of C=C of the vegetable oils to OH functionalities were achieved through the optimization on the thiol-ene reaction conditions. The quantitative transformation of the carbon-carbon double bonds to hydroxyl groups allowed for the preparation of polyols with predetermined hydroxyl functionalities (2~ 4 OH per polyol). The polyols were successfully incorporated into TPUs, affording elastomers with hyperbranched chain architectures and improved mechanical properties (elongation at break > 600%, tension set < 8.3%, transparency > 88%). The TPUs also exhibited excellent shape memory characteristics (Rf & Rr ~ 100%). TPU with molecular weight of 105,000 g/mol and biomass content (content of bio-carbon) of 7 wt% was successfully prepared, which completely meet the quantitative research target of this study. In addition, through the incorporation of bio-based diisocyanate and chain extender, TPU with molecular weight of 107,000 g/mol and biomass content (content of bio-carbon) of 16 wt% was achieved. Through the thiol-ene synthetic procedures, ethylene oxide functionalized polyols, TPUs and waterborne PUs were successfully prepared. A wound healing patch was demonstrated as an application of the ethylene oxide functionalized PUs. A PU coating and multi-functionalized polyols were also demonstrated as examples of the application of the vegetable oil based polyols and PUs. This study demonstrates an efficient and controlled synthetic pathway for the preparation of unique polyols and polymers from renewable resources, enabling new applications of eco-friendly materials in high value-added technologies.
(출처:SUMMARY 6~7p)

목차 Contents

• 표지 ... 1제 출 문 ... 2보고서 요약서 ... 3요 약 문 ... 4SUMMARY ... 6CONTENTS ... 9목차 ... 12제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 14 제 1 절 연구개발의 목적 ... 14 제 2 절 연구개발의 개요 및 필요성 ... 14 1. 연구개발의 개요 ... 14 2. 연구개발대상 기술의 경제적 산업적 중요성 및 연구개발의 필요성 ... 15제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 21 제 1 절 연구개발대상 기술의 세계적 현황 ... 21 1. 식물유 기반 thiol-ene chemistry의 연구동향 ... 21 2. 식물유 기반 폴리우레탄의 개발동향 ... 22 3. CO2 기반 폴리우레탄의 개발 동향 ... 22 제 2 절 연구개발대상 기술의 국내 현황 ... 23제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 25 제 1 절 리빙라디칼중합법 기반 pre-polymerization modification을 통한 폴리우레탄의 기능화 ... 25 1. Poly(polyethylene glycol methacrylate)(PPEGMA)의 합성 ... 27 2. RAFT법에 의하여 합성된 고분자의 말단 thiol 기능화 ... 30 3. Thiol 말단 고분자와 피마자유와의 thiol-ene 반응에 대한 이해 ... 33 제 2 절 리빙라디칼중합법 기반 post-polymerization modification을 통한 폴리우레탄의 기능화 ... 36 1. DBTTC를 이용한 모델 공중합체의 RAFT합성 ... 37 2. 사슬이동반응을 이용한 “grafting-onto” 반응에 대한 이해 ... 38 제 3 절 Thiol-ene 반응에 대한 이해를 통한 식물유 기반 모델 폴리올 및 모델 eco-TPU 합성 ... 39 1. 피마자유의 모델 반응을 통한 thiol-ene 반응 조건 연구 및 피마자유 기반 폴리올(modified castor oil, MCO)의 합성 ... 40 2. 대두유의 모델 반응을 통한 thiol-ene 반응 조건 연구 및 대두유 기반 폴리올(modified soybean oil, MSO)의 합성 ... 44 3. 식물유계 폴리올기반 모델 eco-TPU 합성 ... 48 제 4 절 대두유 기반 구조제어 폴리올 및 이를 이용한 eco-TPU의 합성 ... 55 1. Thiol-ene 반응을 이용한 대두유 기반 구조제어 폴리올의 합성 ... 55 2. 대두유 기반 구조제어 폴리올을 이용한 eco-TPU의 합성 ... 61 3. 1차 OH와 2차 OH의 거동 비교 ... 70 4. 식물유 기반 폴리올을 이용한 eco-TPU의 정량적인 연구목표 검증: 바이오매스 개질도 및 분자량 ... 71 제 5 절 기능화 eco-TPU의 합성: Thiol-ene 반응을 이용한 ethylene oxide 기능화 대두유 기반 폴리올 ... 74 1. Poly(ethylene glycol) 기반 thiol 화합물의 합성 - michael addition 반응 ... 74 2. PEGMA-SH와 대두유의 thiol-ene 반응을 통한 ethylene oxide 기능화 대두유 폴리올(PEGMSO)의 제조 ... 76 3. Ethylene oxide로 기능화된 열가소성 폴리우레탄 (FPU) 제조 ... 77 제 6 절 Thiol-ene 반응을 통한 식물유 폴리올 기반 PU의 응용 가능성 탐색 ... 82 1. 창상피복재 - ethylene oxide 기능화 TPU 및 waterborne 폴리우레탄 (WPU) ... 82 2. PU 코팅재 ... 87 3. 다기능성 폴리올 ... 88제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 95 제 1 절 연도별 연구목표 및 평가착안점 ... 95 제 2 절 연구개발목표의 달성도 및 자체평가 ... 95 1. 연구개발목표의 달성도 ... 95 2. 평가착안점에 따른 목표달성도에 대한 자체평가 ... 97 제 3 절 연구 성과 ... 98 1. 평가 착안점별 달성도 ... 98 2. 정량적 목표 달성도 (본 연구과제 사사 기준) ... 98 제 4 절 종합의견 ... 100 1. 연구개발결과에 대한 종합의견 ... 100 2. 평가시 고려할 사항 ... 100 3. 연구개발결과의 활용 방안 및 향후 조치에 대한 의견 ... 101제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 102 제 1 절 연구개발결과 활용 계획 및 산업분야 상품으로의 접근 ... 102제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 104제 7 장 참고문헌 ... 105끝페이지 ... 109