Synthesis and Characterization of Novel Polythiourethanes

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 $^1$H-NMR (-SH at 1.7 ppm), $\^$13/C-NMR(-CH$_2$SH at 28.4 ppm) and FT-IR (-SH at 2540 cm$\^$-1/) spectroscopy, etc. Polythiourethanes (PTU) were obtained from the combinations of ESTT with each of 4,4＇-methylenebis(phenylisocyanate) (MDI), tolyene 2,4-diisocyanate (TDI), isophorone diisocyanate (IPDI), mxylene diisocyanate (XDI), and 1,6-diisocyanatohexane (HMDI) in the presence of dibutyltin dilaurylate as a catalyst, in a casting mold, and characterized by FT-IR (existence of N=C=O) spectroscopy and elemental analyzer (sulfur content). Accordingly, their thermal, mechanical and optical properties were investigated by using DSC, TGA, hardness tester and refractometer: both the melting point on DSC and crystallinity on X -ray diffraction (XRD) for specimens of PTUs were not observed. PTUs with T$\_$g/s above 110 $^{\circ}C$ 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.

새로운 폴리(티오우레탄)의 합성 및 특성

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, $^1$H-NMR, $^{13}$C-NMR, FT-IR및 Mass Specooscopy 등에 의해 1.7 ppm에서 -SH, 28.4 ppm에서 -CH$_2$SH, 2540 $cm^{-1}$ /에서 -SH등의 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 $^{\circ}C$ 이상의 유리 전이 온도를 갖는 PTU 수지들은 86∼89 범위의 양호한 경도 (Shore D)를 나타냈으며, 방향족 고리를 함유하는 디이소시아네이트와 ESTT를 원료로 했던 PTU수지들의 내열성이 특별히 양호하였다. 무정형 PTU 수지들은 400∼600 m 범위의 UV-vis 광원에 의한 광투과율 들도 양호하게 나타났다. PTU 수지들은 1.60 이상의 굴절률을 보였으며, 황함량이 증가하면 굴절률도 점차 증가하는 것이 관찰되었다.