Synthesis of Fluorine-Containing Water-Soluble Polyurethane with Environmental Affinity

환경친화적 수용성 불소계 폴리우레탄의 합성

The influence of the reactant composition on the surface free energy and on the dispersity in water was investigated by using the fluorine-containing water-soluble polyurethane synthesized with the fluorine-containing diol and hydrophilic diol. The diol donating ionic characteristics was more effective than polyol, and stable emulsion with the diameter of 610~310 nm was obtained in the range of 0.3~0.7 molar ratio of the diol to polyol. According to the increment of fluorine-containing compound up to 10 wt %, the surface free energy of polyurethane was dramatically decreased from 22.3 to 12.6 dyn/cm, and the diameter of water dispersed polyurethane increased from 380 to 860 nm due to the strong interaction between polymer molecules because fluorine segments are arranged on the surface of molecules. The macromonomer with perfluoroalkyl group was more effective in complement of the weak point of water-soluble polyurethane, which is a decrease of hydrophobicity, because of strong hydrophobicity.

불소 함유 디올(diol)과 친수성기 함유 디올을 사용하여 수용성 불소계 폴리우레탄을 합성하여, 반응물의 조성이 합성된 폴리우레탄의 대표적 물성인 표면자유에너지와 수분산성에 미치는 영향을 조사하였다. 폴리올보다 이온성부여 디올이 분산성 향상에 효과적이었으며, 전체 폴리올(polyol)에 대한 이온성 친수성기 함유 디올의 몰 비가 0.3~0.7의 범위를 가질 때, 합성된 폴리우레탄의 수용액에 분산된 입자 지름이 610~310nm로 안정된 유화물을 형성하였다. 폴리우레탄내의 불소 함량이 10 wt%까지 증가함에 따라 표면자유에너지는 22.3 dyn/cm에서 12.6 dyn/cm로 급격히 감소하였으며, 수분산된 입자의 지름은 380 nm에서 860nm로 증가하였다. 그 이유는 낮은 표면에너지와 강한 소수성을 갖는 불소집합체의 표면 배열로써 분자 상호간의 결합력이 증가하기 때문이다. 과불소알킬기를 포함하는 매크로단량체(macromonomer)의 강한 소수성 때문에 수용성 폴리우레탄의 단점인 소수성 하락의 보완에 더 효과적이었다.