Preparation and Properties of Modified Polyethylenes: 1. Preparation and Properties of Dispersions in Water

변성 폴리에틸렌의 제조 및 물성 : 1. 제조 및 수분산 특성

Modified polyethylenes with polar side groups of -COOK, $-CONH_2$, and -COOH were prepared at a dispersion state in water by reacting poly(ethylene-co-methylacrylate) (PEMA) with aqueous solution of KOH and ammonia. Types and their contents of side groups were investigated by infrared spectroscopy, elemental analysis and atomic absorption analysis. Solution viscosity and surface tension were also measured as a function of solid contents. Stability and transparency of the dispersions were greatly affected by the content of COOK in the side groups. The stable dispersion could be prepared at a composition of COOK of 20 mole% at least. The transparency was increased with increasing the COOK contents, but decreased with increasing the amide content at a constant composition of COOK. Solution viscosities increased abruptly at a lower solid content when the COOK contents were increased, implying higher entanglement between the chains in dispersions with higher content of hydrophilic COOK group. The dispersions of higher COOK content revealed lower surface tension values.

Poly(ethylene-co-methylacrylate)(PEMA)를 KOH, 암모니아 수용액으로 가수분해, ammonolysis 시켜서 측기에 -COOK, $-CONH_2$, -COOH를 갖는 수분산 형태의 변성 폴리에틸렌(m-PE)을 제조하였다. Infrared spectroscopy, 원소 분석 및 atomic absorption 분석 등을 통하여 m-PE 측기의 종류 및 조성비를 조사하였으며 수분산액의 고형분 함량에 따른 점도 및 표면장력을 측정하였다. 제조된 수분산액은 측기의 조성에 따라 안정도, 투명도 등이 변화하였다. 측기 중에서 -COOK가 수분산에 가장 큰 영향을 주었으며 -COOK 조성비가 20 mol% 이상이 되어야 안정한 분산을 얻을 수 있었고 또한 -COOK 조성비가 높을수록 수분산액은 투명하였다. 동일 -COOK 조성비에서는 아마이드의 농도가 높을수록 탁도가 증가하여 친수성이 떨어짐을 알 수 있었다. 분산액의 고형분 함량에 따른 점도를 측정하면 -COOK 조성비가 클 경우 낮은 고형분 함량에서 급격한 점도 증가가 일어나 고분자 사슬사이의 얽힘이 쉽게 일어남을 알 수 있으며 표면장력은 -COOK 조성비가 클 경우 작은 값을 나타내었다.