표제지
초록
목차
제1장 서론 10
1.1. 폴리우레탄 개념 및 시장 동향 10
1.2. 자가 치유의 메커니즘 11
1.3. 폴리우레탄 탄성체의 중요성 13
1.4. 폴리우레탄 기계적 물성 측정 13
1.5. 폴리우레탄 합성 및 필름 제작 15
제2장 연구의 전략 16
2.1. Photo-iniferter 중합 16
2.2. 소프트 세그먼트 엔지니어링 19
제3장 결과 및 논의 21
3.1. 폴리우레탄의 기본적 성질 파악 21
3.1.1. 하이드록시 말단의 CTA 합성 21
3.1.2. 폴리우레탄의 구조별 물성 24
3.1.3. 폴리우레탄의 구조적 특성 선택 26
3.1.4. 사슬 연장제 도입 28
3.1.5. 폴리아크릴레이트 폴리올 도입 30
3.2. 소프트 세그먼트 엔지니어링 및 사슬 연장제 효과 37
3.2.1. 폴리아크릴레이트 폴리올의 효과 37
3.2.2. 다양성 사슬 연장제 도입 40
제4장 결론 44
4.1. 소프트 세그먼트 엔지니어링 및 사슬 연장제 효과 44
4.1.1. Disulfide기를 가지는 사슬 연장제 효과 44
4.1.2. Oxime 다양성 사슬 연장제 도입 45
4.2. 연구의 확장성 47
4.2.1. 다양한 폴리아크릴레이트 적용 효과 47
4.2.2. 본 연구의 우수성 및 확장성 50
참고 문헌 51
Abstract 56
표 1. 폴리아크릴레이트 폴리올 기반 폴리우레탄의 분자량, PDI 32
표 2. 소프트 세그먼트 치환을 통한 스크리닝 37
그림 1. 폴리우레탄의 개요 및 다양한 종류의 폴리올과 다이아이소사이아네이트 10
그림 2. 폴리우레탄의 하드와 소프트 세그먼트 구조 11
그림 3. 그랜드 뷰 리서치에 따른 폴리우레탄 시장의 동향 11
그림 4. 자가 치유 메커니즘의 세대별 특징 12
그림 5. Universal testing machine 및 기계적 물성 측정용 시편 규격 13
그림 6. 자가 치유력 평가를 위한 시편 준비 14
그림 7. One pot 1 step reaction for polyurethane 15
그림 8. One pot 2 step reaction for polyurethane 15
그림 9. 폴리우레탄 필름 제작 및 건조 과정 16
그림 10. 연쇄이동반응제(Chain transfer agent)의 광분해 메커니즘 16
그림 11. 연쇄이동반응제(CTA)의 가역반응 17
그림 12. 연쇄이동반응제(CTA)를 이용한 아크릴레이트 고분자 합성 17
그림 13. CDTPA를 통한 다양한 아크릴레이트 고분자 합성 결과 18
그림 14. 양 말단이 -OH기로 끝나는 연쇄이동반응제(CTA) 합성 과정 19
그림 15. 다양한 관능기를 가지는 폴리아크릴레이트 폴리올(Polyacrylate polyol) 20
그림 16. Trithiocarbonate-diol(TTC-OH) 합성 과정 21
그림 17. 1번 물질 ¹H NMR data 22
그림 18. 2번 물질 ¹H NMR data 22
그림 19. 3번 물질 ¹H NMR data 23
그림 20. 4번 물질 ¹H NMR data 23
그림 21. 5번 물질(TTC-OH) ¹H NMR data 24
그림 22. 폴리우레탄 합성에 사용된 폴리올 및 다이아이소사이아네이트 25
그림 23. 다이아이소사이아네이트에 따른 기계적 물성 26
그림 24. 폴리올과 다이아이소사이아네이트 구조 및 특징 27
그림 25. 폴리우레탄 하드 세그먼트의 무게 비율에 따른 상 분리 28
그림 26. 기존의 폴리우레탄 합성 방법 29
그림 27. 사슬 연장제 도입 폴리우레탄 합성 방법 29
그림 28. 사슬 연장제 도입에 따른 기계적 물성 변화 30
그림 29. 폴리아크릴레이트 폴리올을 소프트 세그먼트로 도입 31
그림 30. Poly(butyl)acrylate polyol 기반의 폴리우레탄의 ¹H NMR data 32
그림 31. Polymethylmethacrylate polyol 기반의 폴리우레탄 ¹H NMR data 33
그림 32. Poly(cyclohexyl)acrylate polyol 기반의 폴리우레탄 ¹H NMR data 33
그림 33. Poly(butyl, methyl) acrylate polyol 기반의 폴리우레탄 ¹H NMR data 34
그림 34. Poly(butyl) acrylate, acrylic acid polyol 기반의 폴리우레탄 ¹H NMR data 34
그림 35. 폴리아크릴레이트 폴리올 기반의 폴리우레탄 GPC data 35
그림 36. 폴리우레탄의 탄성을 가지지 못하는 필름의 모습 36
그림 37. 폴리아크릴레이트 폴리올 도입의 새로운 전략 36
그림 38. 폴리뷰틸아크릴레이트 폴리올 5mol % 도입시 효과 38
그림 39. 기존의 폴리우레탄 상충 관계를 벗어난 기계적 물성 39
그림 40. (좌) 광학 현미경을 통한 스크레치 회복력 확인 (우) 60℃에서 세 가지 폴리우레탄의 Stress relaxation 값 비교 40
그림 41. 상온에서 자가 치유가 가능한 폴리우레탄의 합성 과정 및 결과 41
그림 42. Disulfide 결합을 통한 인성 향상 41
그림 43. 다양성 사슬 연장제 도입 42
그림 44. DBTDL 촉매와 DABCO 촉매의 비교 실험 GPC data 43
그림 45. DBTDL로 만든 폴리우레탄의 ¹H NMR data 43
그림 46. DABCO로 만든 폴리우레탄의 ¹H NMR data 43
그림 47. Disulfide기 사슬 연장제가 도입된 폴리우레탄 합성 44
그림 48. Disulfide기 사슬 연장제가 도입된 폴리우레탄의 기계적 물성 및 자가 치유력 45
그림 49. Dimethylglyoxime 사슬 연장제가 도입된 폴리우레탄 합성 46
그림 50. Dimethylglyoxime 사슬 연장제가 도입된 폴리우레탄과 PBA 5mol % 치환 이후 기계적 물성 및 자가 치유력 46
그림 51. 소프트 세그먼트 가교 결합을 이용 기계적 물성 향상 48
그림 52. 가교 결합을 통해 패턴이 생긴 폴리우레탄 49
그림 53. 소수성 단량체를 이용한 폴리우레탄 49
그림 54. 폴리우레탄의 표면 에너지 감소 50