화학공학소재연구정보센터
Clean Technology, Vol.24, No.3, 190-197, September, 2018
다양한 폴리올을 갖는 수분산 폴리우레탄의 특성 비교
Comparison of Properties of Waterborne Polyurethanes Containing Various Polyols
E-mail:
초록
3-Methyl-1,5-pentanediol (MPD)/1,6-hexane diol (HD)/1,4-butanediol (BD)과 adipic acid (A)로부터 얻어진 에스터 폴리올 (A/BD/MPD 및 A/BD)과 카보네이트 폴리올(C/HD/MPD, C/HD, C/BD)과 에터 폴리올 [poly(tetramethylene oxide glycol), PTMG]과 같은 3 종류의 폴리올을 사용한 수 분산 폴리우레탄(WPU) 에멀젼(평균 입도: 59 ~ 71 nm)을 제조하였다. 본 연구는 폴리올 분자구조(소프트 세그먼트의 분자구조)가 WPU의 특성에 미치는 영향에 대하여 초점을 맞추었다. 소프트 세그먼트 Tg (Tgs), 100% 탄성률 및 인장강도는 카보네이트 폴리올을 사용한 경우가 가장 높고 그 다음이 에스터 폴리올이며 에터폴리올이 가장 낮게 나타났으나, 신도의 경우는 이와 반대의 경향을 나타내었다. 그리고 MPD가 함유된 폴리올을 이용하여 합성된 WPU의 경우가 MPD를 함유하지 않은 경우보다 Tgs, 100% 탄성률 및 강도는 낮고 신장률은 보다 높게 나타났다. MPD 성분을 함유한 WPU 필름의 투명도는 MPD 성분을 함유하지 않은 WPU 필름보다 광 투광도 및 투명도가 우수함을 알 수 있었으며, 카보네이트 폴리올 기반의 WPU 필름의 광 투광도 및 투명도가 에스터 폴리올 및 에터 폴리올 기반의 WPU 필름보다 약간 우수함을 알 수 있었다.
Various waterborne polyurethanes (WPU) with three different types of polyol such as ester type polyol [adipic acid (A)/BD/3-methyl-1,5-pentandiol (MPD) and A/BD]//carbonate type polyol (C/HD/MPD, C/HD, C/BD)//ether type polyol (PTMG) were prepared in this study. This study focused on the effect of polyol type on the properties of WPU. Soft segment Tg (Tgs), 100% elastic modulus and tensile strength were highest when using carbonate polyol, followed by ester polyol and ether polyol, while those of elongation showed the opposite trend. The WPU synthesized with MPD - containing polyol showed lower Tgs, 100% elasticity and strength, and higher elongation than MPD - free WPU. The % transmittance and transparency of the WPU film containing the MPD component was superior to that of the WPU film containing no MPD component, and it was found that the film based on carbonate polyol was slightly better than the film based on ester polyol and ether polyol.
  1. Woods G, “The ICI Polyurethane Book,” ICI Polyurethanes, New Jersey, 88-100 (1987).
  2. Oertel G, “Polyurethane Handbook,” Car; Hanser Verlag, Munich, 555-564 (1985).
  3. Kim BK, Kim TK, J. Appl. Polym. Sci., 43, 393 (1991)
  4. Kim CK, Kim BK, J. Appl. Polym. Sci., 43, 2295 (1991)
  5. Kang SG, Jang JS, Park CJ, Ryu H, J. Korean Ind. Eng. Chem., 12(8), 902 (2001)
  6. Goos HC, Overbeek GC, “Aqueous Dispersions,” U.S. Patent No. 5,137,961 (1992).
  7. Tatsuhiko K, “Process for Producing Aqueous Polyurethane Coating and Coat Therefrom,” U. S. Patent No. 5,662,966 (1997).
  8. Muller HP, Gruttmann H, Petzoldt J, muller H, meixner J, Kurek G, “Coating Composition Comprising Diverse Anionic Polyurethane-Polyurea Dispersions,” U. S. Patent No. 6,482,885 (2002).
  9. Krol P, Prog. Mater. Sci., 52(6), 915 (2007)
  10. Zdrahala RJ, Zdrahala IJ, J. Biomater. Appl., 14, 67 (1999)
  11. Xiu Y, Wang D, HU, Ying S, Li J, J. Appl. Polym. Sci., 48, 867 (1993)
  12. Chen CT, Eaton RF, Chang YJ, Tobolsky AV, J. Appl. Polym. Sci., 16, 2105 (1972)
  13. Phillips RA, Stevenson JC, Nagarajan MR, Cooper SL, J. Macromol. Sci.-Phys., 27, 245 (1988)
  14. Yu XH, Nagarajan MR, Grasel TG, Gibson PE, Cooper SL, J. Macromol. Sci. Phys. B, 23, 2319 (1985)
  15. Ahn TO, Jung SU, Jeong HM, Lee SW, J. Appl. Polym. Sci., 51(1), 43 (1994)
  16. Yen MS, Kuo SC, J. Appl. Polym. Sci., 61(10), 1639 (1996)
  17. Yen MS, Kuo SC, J. Appl. Polym. Sci., 65(5), 883 (1997)
  18. Yen MS, Kuo SC, J. Appl. Polym. Sci., 67(7), 1301 (1998)
  19. Kwak YS, Park SW, Lee YH, Kim HD, J. Appl. Polym. Sci., 89(1), 123 (2003)
  20. Kwak YS, Kim HD, Fibers. Polym., 3, 153 (2002)
  21. Poreba R, Spirkova M, Hrdlicka Z, Proc. Appl. Ceram., 5, 155 (2011)
  22. Gunatillake PA, Meijs GF, McCarthy SJ, Adhikari R, Sherriff N, J. Appl. Polym. Sci., 69(8), 1621 (1998)
  23. Tanaka H, Kunimura M, Polym. Eng. Sci., 42(6), 1333 (2002)
  24. Spirkova M, Pavlicevic J, strachota A, Poreba R, Bera O, Kapralkova L, Baldrian J, Slouf M, Lazicand N, Budinski-Simendic J, Eur. Polym. J., 47, 959 (2011)
  25. Eceiza A, Larranaga M, de la Caba K, Kortaberria G, Marieta C, Corcuera MA, Mondragon I, J. Appl. Polym. Sci., 108(5), 3092 (2008)
  26. Eceiza A, Martin MD, de la Caba K, Kortaberria G, Gabilondo N, Corcuera MA, Mondragon I, Polym. Eng. Sci., 48(2), 297 (2008)
  27. Delpech MC, Coutinho FMB, Polym. Test, 19, 939 (2000)
  28. Chen H, Chen DZ, Fan QL, Yu XH, J. Appl. Polym. Sci., 76(14), 2049 (2000)