| 학회 | 한국고분자학회 |
| 학술대회 | 2005년 봄 (04/14 ~ 04/15, 전경련회관) |
| 권호 | 30권 1호, p.426 |
| 발표분야 | 기능성 고분자 |
| 제목 | 수소작용기 비율조절에 의한 실록산 계면활성제 구조변화와 미세 부분 개방 우레탄 폼 발포에 미치는 영향 |
| 초록 | 실록산 계면활성제는 현재 우레탄 폼 생산에 첨가제로써 가장 많이 사용되고 있다. 따라서 실록산 계면활성제 개발은 우레탄 산업의 성장과 밀접한 관계를 맺고 있다. 폴리우레탄은 1937년 독일의 Otto Bayer에 의해 상업적인 용도로 개발되었다. 개발초기 polyester계 폴리올(polyol)은 가공성, 경제성, 폼의 물성 등의 문제로 인하여 다른 형태의 hydroxl 화합물에 대한 연구가 꾸준히 진행되었으며, 그 결과 polyether계 polyol이 1957년 미국에서 처음으로 개발되었다. 석유화학공업을 기반으로 propyleneoxide(PO)와 ehtyleneoxide(EO)의 대량 생산으로 싸고 폼 물성이 우수한 polyol 공급이 가능하게 되었다. 실록산 계면활성제의 구조는 넓은 범위의 물리적 성질을 갖는 폴리우레탄 폼 생산에 사용되는 polyol과 촉매류, isocyanate 및 기타 첨가제들을 잘 섞이게 하여 안정화 시키는 성질이 필요하다. 실록산 계면활성제의 구조적 다양성은 여러 폼 조성에서 다른 물리적 작용을 수행하기 위하여 요구된다. 다행히 siloxane 화학의 유연성은 넓은 범위의 계면활성제의 구조의 합성을 가능하게 한다. 따라서 특정 기능과 물리적 성질이 요구되는 다양한 폴리우레탄 폼에 적용할 수 있는 폭넓은 구조를 갖는 실록산 계면활성제를 만들 수 있다. 폴리우레탄 폼에서 실록산 계면활성제가 발포 효과에 영향을 미치는 주요 변수는 siloxane 주사슬의 길이, siloxane D/D'의 비율, 폴리옥시알킬렌의 길이, 폴리옥시알킬렌의 EO/PO 비율의 변화, 폴리옥시알킬렌의 말단기 변화 등을 들 수 있다. 본 연구에서는 폴리우레탄 폼용 미세 셀 제어용 실록산 계면활성제의 합성을 위해 poly(methyl-hydrogensiloxane)에 수소규소화반응을 이용하여 수소 작용기에 다양한 polyalkyleneoxide을 치환하여 합성하였다. Polyalkyleneoxide는 EO(ethyleneoxide) 또는 EO(ethyleneoxide)/PO(propyleneoxide)가 반복되는 구조에 말단기는 methyl 또는 hydroxyl기를 갖는 물질들을 이용하였다. 이 구조는 일반적으로 존재하는 계면활성제의 구조 중에 가장 널리 이용되는 구조이다. 소수성 성분인 polydimethylsiloxane과 친수성 성분인 폴리옥시알킬렌을 공중합 시키는 방법은 여러 가지 방법이 있으나 speir's 촉매 하에서 SI-H결합을 갖는 실리콘 오일과 알릴기를 포함하는 폴리옥시알킬렌을 수소규소화반응을 통하여 합성하였다. 이때 poly(methyl-hydrogensiloxane) 구조의 수소작용기 비율 제어는 D(dimethylsiloxane groups의 평균 수)와 D'(methylpropylene siloxane groups의 평균 수)의 비율인 D/D'를 변화시켜서 합성하였다. 이 수소 작용기 비율 변화를 갖는 실록산 계면활성제는 NMR과 GPC를 이용하여 구조와 합성수율을 확인하였다. 이 siloxane 계면활성제를 폴리우레탄 메모리 폼 발포 조성에 적용하여 cell size, air flow, recovery time, 폼 겉보기 밀도, 탄성력 등을 측정하여 폼의 물의 물리적 특성 변화를 측정해서 실록산 계면활성제의 구조 변화가 폴리우레탄 폼 물성 변화에 대한 영향을 살펴보고자 한다. |
| 저자 | 김대흠, 여승병, 김영환, 임선애 |
| 소속 | 광운대 |
| 키워드 | 계면활성제; 우레탄폼; 수소규소화반응 |
