화학공학소재연구정보센터
홈 로그인 로그아웃 연락처 사이트맵
Polymer(Korea), Vol.27, No.5, 470-476, September, 2003
Export Citation
새로운 폴리(티오우레탄)의 합성 및 특성
Synthesis and Characterization of Novel Polythiourethanes
김경만†, 허영태, 박인환, 이범재1
  • 한국화학연구원 화학소재연구부, 대전 305-600
  • 1충남대학교 공업화학과, 대전 305-764
Kyoung-Mahn Kim†, Young Tae Heo, In Hwan Park, and Bum Jae Lee1
  • Advanced Materials Division, Korea Research Institute of Chemical Technology, P.O. Box 107, Yeseong, Daejeon 305-600, Korea
  • 1Department of Engineering Chemistry, Chungnam National University, 220 Gung-dong, Yuseong-gu, Yusung, Daejeon 305-764, Korea
E-mail:
초록
고굴절률을 갖는 플라스틱 재료를 얻기 위하여 1,2-에틸렌디설파닐비스(2-머캅토메틸-1-에탄티올) (ESTT)을 1,2-에틸렌디설파닐비스(2-브로모메틸-1-에탄티올) (ESTB)과 티오우레아의 반응과 암모니아 용액으로 가수분해 반응을 해서 높은 수율로 새로이 합성하였고, 1H-NMR, 13C-NMR, FT-IR 및 Mass Spectroscopy 등에 의해 1.7 ppm에서 -SH, 28.4 ppm에서 -CH2SH, 2540 cm-1에서 -SH 등의 관능기 구조를 확인하였다. 이어서, 폴리티오우레탄 (PTU)들은 디부틸틴 디라울레이트 존재하에서 ESTT와 4,4'-메틸렌비스(페놀이소시아네이트) (MDI), 톨릴렌 2,4-디이소시아네이트 (TDI), 이소포론 디이소시아네이트 (IPDI), m-자일렌디이소시아네이트 (XDI) 및 1,6-디이소시아네이토헥산 (HMDI) 등을 일정한 틀에 넣고 주형중합을 하고, FT-IR로 N = C = O의 존재를 확인하였다. 이어서, PTU 수지들의 열적, 기계적 및 광학적 성질을 살펴보기 위하여 열주사분석 (DSC)과 열중량분석 (TGA), 경도 및 굴절률 측정 등을 행하여, PTU 시편들이 DSC상에서 융점이 없고 XRD상으로 무정형임을 관찰하였다. 또, 110 ℃ 이상의 유리 전이 온도를 갖는 PTU 수지들은 86 ~ 89 범위의 양호한 경도 (Shore D)를 나타냈으며, 방향족 고리를 함유하는 디이소시아네이트와 ESTT를 원료로 했던 PTU 수지들의 내열성이 특별히 양호하였다. 무정형 PTU 수지들은 400 ~ 600 nm 범위의 UV-vis 광원에 의한 광투과율 들도 양호하게 나타났다. PTU 수지들은 1.60 이상의 굴절률을 보였으며, 황함량이 증가하면 굴절률도 점차 증가하는 것이 관찰되었다.
In order to obtain high refractive plastic materials, 1,2-ethylenedisulfanylbis(2-mercaptomethyl-1-ethanthiol) (ESTT) was newly prepared in good yield by the reaction of 1,2-ethylenedisulfanylbis(2-bromomethyl-1-ethanthiol) (ESTB) with thiourea followed by hydrolysis using an aqueous ammonia solution and characterized by 1H-NMR (-SH at 1.7 ppm), 13C-NMR (-CH2SH at 28.4 ppm) and FT-IR (-SH at 2540 cm-1) spectroscopy, etc. Polythiourethanes (PTU) were obtained from the combinations of ESTT with each of 4,4'-methylenebis(phenylisocyanate) (MDI), tolyene 2,4-diisocyanate (TDI), isophorone diisocyanate (IPDI), m-xylene diisocyanate (XDI), and 1,6-diisocyanatohexane (HMDI) in the presence of dibutyltin dilaurylate as a catalyst, in a casting mold, and characterized by FT-IR (existence of N = C = O) spectroscopy and elemental analyzer (sulfur content). Accordingly, their thermal, mechanical and optical properties were investigated by using DSC, TGA, hardness tester and refractometer. both the melting point on DSC and crystallinity on X-ray diffraction (XRD) for specimens of PTUs were not observed. PTUs with Tgs above 110 ℃ showed good hardness (Shore D) in the range of 86 to 89. Thermal stabilities of PTUs obtained by using ESTT and each of diisocyanates containing aromatic rings were especially good. Also, the optical transmittances of amorphous PTUs through UV-visible source in the range of 400 to 600 nm were good. PTUs showed refractive indexes above 1.60, and their refractive indexes gradually increased with increase of sulfur contents.
Keywords:polythiol;refractive index;polythiourethane;optical property;plastic lens
  1. Dislich H, Angew. Chem.-Int. Edit., 18, 49 (1979) 
  2. Muskat IE, Strain F, U.S. Patent, 2,370,565 (1945)
  3. Masahiko K, Hiroyuki Y, Teruyuki N, Japan Patent, 60019901 (1985)
  4. Mitsuki O, Teruyuki N, Mamoru T, Japan Patent, 02027085 (1990)
  5. Yoshihiro I, Shinichi U, Yoshinobu K, Teruyuki N, European Patent, 751161 (1997)
  6. Ghatge ND, Murthy RAN, J. Appl. Polym. Sci., 27, 1557 (1982) 
  7. Kim KM, Park IH, in manuscript
  8. John Speziale A, Org. Synth. Coll., 4, 401 (1963)
  9. Gunasegaram DR, Bidhendi IM, McCaffrey NJ, Int. J. Machine Tools Manufacture, 40, 623 (2000) 
  10. Gunatillake PA, Meijs GF, McCarthy SJ, Adhikari R, J. Appl. Polym. Sci., 76(14), 2026 (2000) 
  11. Hock CW, Arbogast JF, Anal. Chem., 33, 462 (1961) 
  12. Schreyer G, Kunstoffe, 51, 569 (1961)
  13. Dislich H, Jacobsen A, Angew. Chem.-Int. Edit., 12, 439 (1973)