• Elastomers and Composites
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• 제58권2호
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• pp.70-80
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• 2023

The effect of phenylphosphonic acid (PPOA) on polyurethane (PU) thermal stability was studied through Fourier transform infrared spectroscopy and Thermogravimetric analysis. To synthesize PPOA-modified PUs (PPOA-PUs), polyether-type diols (Mw=62, 106, 190, 419, 605) were chemically modified with PPOA and then reacted with 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate (H₁₂MDI) and 4,4-diphenylmethane diisocyanate (MDI). During thermal decomposition in air, the PPOA embedded in the PUs formed intumescent phosphocarbonaceous char. Below 400℃, PPOA-H₁₂MDI-PUs were more unstable, as PPOA decomposed at lower temperatures than phenyl groups and aliphatic ethers. Above 550℃, the thermal stability of PUs followed this order: PPOA-MDI-PUs > PPOA-H₁₂MDI-PUs > MDI-PUs > H₁₂MDI-PUs. At 700℃, unmodified PUs had no residue, while the PPOA-MDI-PU residue was 4.4~23.0 wt.% and the PPOA-H₁₂MDI-PU residue was 1.5~17.5 wt.%. The enhanced thermal stability of PPOA-MDI-PUs at high temperatures can be attributed to the synergetic effect of PPOA and phenyl groups on the formation of phosphocarbonaceous char.

• 폴리머
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• 제29권3호
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• pp.253-259
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• 2005

본 연구에서는 섬유의 구김을 방지하기 위해 첨가제인 폴리우레탄을 2단계 중합반응을 통하여 합성하였으며, 단계 반응 중합체의 구조와 합성된 폴리우레탄의 구조를 FT-IR과 $^1H-NMR$ 스펙트럼으로 확인하였다. 방향족 이소시아네이트인 4,4-diphenylmethane diisocyanate(MDI)로 합성한 폴리우레탄의 평균 분자량이 지방족 이소시아네이트인 hexamethylene diisocyanate(HDI), 4,4-dicyclohexylmethane diisocyanate($H_{12}$MDI)로 합성한 폴리우레탄의 분자량보다 크게 증가하였다. 또한 MDI, HDI, $H_{12}MDI$로 합성한 폴리우레탄의 유리전이온도($T_g$)는 각각 -25, -42, -50$^{circ}C$로 나타났다. 합성 폴리우레탄의 경질부분 함량이 증가함에 따라 열 안정성과 인장강도는 증가하였고, 파괴점에서의 연신율은 감소하였다.

• Elastomers and Composites
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• 제58권3호
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• pp.121-127
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• 2023

The effect of diisocyanate type on the decomposition temperature of polyurethane (PU) hydrolysis was investigated in a subcritical water medium up to 250℃. PU samples were prepared using different types of diisocyanate: two aromatic diisocyanates (4,4'-methylene diphenyl diisocyanate (MDI) and methyl phenylene diisocyanate (TDI)), one unbranched aliphatic diisocyanate (hexamethylene diisocyanate (HDI)), and two cyclic aliphatic diisocyanates (4,4'-methylene dicyclohexyl diisocyanate (H₁₂MDI) and isophorone diisocyanate (IPDI)). The pressure had no effect on hydrolysis in the range of 70-250 bar. The decomposition temperature of the PU samples increased in the following order: TDI-PU (199℃) < H₁₂MDI ≈ IPDI ≈ HDI (218-220℃) < MDI-PU (237℃). This order of increase in temperature is related to the electron-donating ability of the group to connected to the nitrogen of the urethane unit. When the temperature of the (PU + water) mixture reached the specific decomposition temperature, the PU samples hydrolyzed completely within 5 min into primary amine and 1,4-butanediol. The hydrolysis products from MDI-PU and H₁₂MDI-PU were separated into a liquid phase rich in (BD + water) and a solid low phase rich in amine, whereas the products from TDI-, IPDI-, and HDI-PU existed in a single aqueous phase.

• 한국재료학회지
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• 제29권5호
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• pp.277-281
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• 2019

The objective of this research is to evaluate the effect of adhesive types on dimensional stability of bamboo-oriented particleboard. The materials used in this research are bamboo tali(Gigantochloa apus J.A & J.H. Schult. Kurz), UF/MDI(8, 10, 12 % level), and MF, MDI, and PF at 7 % level. Particle and adhesive are mixed using a blending machine; then, mat forming and hot pressing processes are performed using adhesive-suitable temperature and time references. MDI resin is set at $160^{\circ}C$ temperature for 5 minutes. PF resin and MF resin are pressed at $170^{\circ}C$ for 10 minutes, and $140^{\circ}C$ for 10 minutes, respectively, while UF/MDI sets at temperature of $140^{\circ}C$ for 10 minutes. The results show that particleboard using PF resin produces the lowest thickness swelling value. The particleboard using UF/MDI resin also produces good response for thickness swelling value. Interesting things happen in that UF/MDI adhesive produces a thickness swelling value better than that of MDI resin. FTIR analysis on particleboard bonded by UF/MDI resin combination shows the presence of carbonyl group C=O vibration on multi substitution of urea at wave number of around $1,700cm^{-1}$.

• 공업화학
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• 제9권7호
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• pp.1079-1084
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• 1998

우레탄 생성반응의 동역학을 조사하기 위해 지방족 이소시아네이트인 4,4'-dihexyl methane diisocyanate($H_{12}MDI$)와 1 관능기 알코올인 n-hexanol간의 반응을 실험적 측정과 수학적 모델링을 통해 연구하였다. 실험은 dibutyltin dilaurate(DBTDL)을 촉매로, 톨루엔을 용매로 온도, 촉매농도, [NCO]/[OH] 비 등을 변화시키면서 실시하였고, 반응동역학은 NCO기와 OH기의 반응에 의한 우레탄 생성반응 및 NCO기와 우레탄간의 반응에 의한 allophanate 생성반응 등 2가지 2차반응식으로 모사하였다. 반응속도상수는 Runge-Kutta 4th order 방법에 의한 전산모사방법으로 계산하였다. 대부분의 조건에서 실험치와 계산치가 잘 일치하여 본 연구에서 제안하는 반응 모델과 속도상수 계산방법이 적절함을 알 수 있었다. 또한 NCO기 90% 전환율에서 allophante/urethane의 비를 계산하였는데 대부분의 조건에서 20% 이상의 높은 값이 얻어져 allophanate 생성반응이 우레탄 물성에 중요한 영향을 미칠 수 있음을 알 수 있었다.

• Macromolecular Research
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• 제13권5호
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• pp.427-434
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• 2005

To improve the performance and reduce raw material costs, blocked isocyanates were prepared with mixture of blocking agents in many industries. Three blocked isocyanates (adducts) namely $\varepsilon$-caprolactam/benzotriazole-blocked 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI), toluene-2,4-diisocyanate (TDI) and 4,4'-dicyclohexyl-methane diisocyanate ($H_{12}$MDI) were synthesized. Six reference adducts were also prepared by blocking MDI, TDI, and $H_{12}$MDI with $\varepsilon$-caprolactam ($\varepsilon$-CL) or benzotriazole. The reactions were carried out in acetone medium and dibutyltin dilaurate (DBTDL) was used as a catalyst. The progress of the blocking reaction was monitored by IR spectroscopy. De-blocking temperatures (dissociation temperatures) of these adducts were studied using DSC and TGA and the results were correlated. As expected, the thermal analysis data showed that de-blocking temperature of blocked aromatic isocyanates was lower than that of the blocked aliphatic isocyanates. The low de-blocking temperature of blocked aromatic isocyanate could be due to electron withdrawing benzene ring present in the blocked isocyanates. It was also found that benzotriazole-blocked adducts de-blocked at higher temperature compared with $\varepsilon$-CL-blocked adducts.

• Elastomers and Composites
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• 제47권3호
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• pp.238-245
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• 2012

천연 흑연으로부터 Graphene oxide(GO)를 합성한 후 diisocyanatodicyclohexylmethane($H_{12}MDI$)를 이용하여 GO의 표면을 기능화하였고, hydrazine monohydrate에 의한 환원을 통해 isocyanate-graphene sheet(i-RGO)를 얻었다. 폴리우레탄과 적합한 나노복합체를 형성하기 위하여 GO, i-RGO, 천연흑연 및 열적환원된 graphene을 서로 비교분석하였으며, i-RGO가 가장 적합한 나노충전제로 선정되었다. 선정된 i-RGO의 함량에 따른 폴리우레탄의 물성 향상을 확인하기 위하여 충전제의 함량을 다르게 하여 PU/i-RGO 나노복합체를 합성하였다. 물성 평가에서, i-RGO의 함량이 증가할수록 열적 안정성, 경도 및 접촉각(발수력)이 향상되었는데, 이는 i-RGO의 물성 특성 및 가교점 작용에 기인한 것으로 판단되었다. 다만, 인장강도와 신장률의 경우 함량이 4 wt%를 넘어갈 경우 오히려 물성이 감소하는 것을 확인할 수 있었는데, 이는 과량의 가교점 형성이 원인인 것으로 해석되었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제45권5호
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• pp.580-587
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• 2017

목섬유 단열재는 친환경 고단열성에 기인하여 저에너지 및 쾌적하고 안전한 주거 공간 형성을 위한 핵심 건축재료로 고려된다. 본 연구에서는 서로 다른 접착제로 제조한 단열재용 저밀도섬유판의 폼알데하이드(HCHO) 총휘발성유기화합물(TVOC) 방출 및 화염에 의한 연소 형상을 조사하였다. 멜라민 요소 폼알데하이드(MUF), 페놀 폼알데하이드(PF), emulsified methylene diphenyl diisocyanate (eMDI) 및 라텍스 수지 접착제 등으로 제조한 저밀도섬유판 4종의 HCHO TVOC 방출 특성 및 연소 형상은 각각 챔버법과 화염실험을 통하여 분석하였다. 그 결과 MUF, eMDI, 라텍스 수지 접착제로 제조한 저밀도섬유판들은 Super $E_0$급의 우수한 HCHO 저방출 성능을 나타냈다. 반면 PF 수지로 제조된 저밀도섬유판은 $E_0$급 성능을 나타내었다. TVOC 방출량은 모든 저밀도섬유판이 국내 실내공기질 기준(이하 $400{\mu}g/m^2{\cdot}h$)을 만족하였으며, 기존 석유계 합성원료 기반의 단열재보다 낮은 수치를 나타냈다. 그중에서도 특히 eMDI 수지 접착제로 제조한 경우에서는 HCHO 및 TVOC 방출량이 각각 $0.14mg/{\ell}$, $12{\mu}g/m^2{\cdot}h$로 가장 낮게 측정되었다. 그러나 eMDI로 제조한 저밀도섬유판에서 방출된 VOC의 성분을 조사한 결과, 톨루엔 성분($3{\mu}g/m^2{\cdot}h$)이 소량 검출되었다. 화염에 의한 연소시험에서는 MUF 수지 접착제로 제조한 저밀도섬유판이 다른 경우에 비하여 연소 후 비교적 가장 양호한 형상을 나타내었다. HCHO 및 TVOC 방출 특성, 연소 형상을 고려하였을 때 단열재용 저밀도섬유판은 MUF 수지 접착제가 가장 적합할 것으로 판단된다.

• 접착 및 계면
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• 제18권1호
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• pp.8-12
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• 2017

본 연구에서는 polyester polyol을 사용한 수성 폴리우레탄의 내수성을 향상시키기 위해 polyester polyol, poly(propylene carbonate) (PPC), 4,4-dicyclohexylmethane diisocyanate ($H_{12}MDI$), dimethylol propionic acid (DMPA)를 사용하여 수성 폴리우레탄을 합성하였다. PPC를 사용하여 합성된 수성 폴리우레탄의 물성은 FT-IR, GPC, DSC 및 UTM 등을 통해 평가하였다. PPC의 함량이 증가함에 따라 합성된 수성 폴리우레탄의 기계적 물성은 증가하였으며 polyester polyol과 PPC의 비가 9 : 1일 때 가장 높은 값의 내수성을 나타내었다.

• 공업화학
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• 제20권3호
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• pp.258-265
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• 2009

Poly(tetramethylene glycol) (PTMG, Mw = 2000), dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate $(H_{12}-MDI)$와 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI)의 이소시아네이트 혼합물, 그리고 음이온기로서 dimethylol propionic acid (DMPA)를 사용하여 프리폴리머 혼합법으로 음이온성 폴리우레탄 분산체(PUD)를 합성하였다. 프리폴리머의 중화제로서는 triethylamine (TEA)을, 그리고 프리폴리머의 가지연장제로는 ethylene diamine (EDA)를 사용하였다. DMPA의 몰비율과 혼합이소시아네이트에서 방향족 이소시아네이트의 함양이 PUD의 입자크기와 점도변화에 미치는 영향을 연구하였다. 그리고 또한 DMPA의 몰비율과 방향족 이소시아네이트 함양 변화에 따른 PUD 도막의 기계적 성질과 열적 성질에 대해서도 논의하였다. DMPA의 몰비율이 증가할수록 음이온성 PUD의 입자크기와 점도가 감소하였으나, 동일한 DMPA 함량에서는 이소시아네이트 혼합물 중 방향족 이소시아네이트의 함량이 증가 할수록 입자의 크기와 점도가 증가하는 경향을 나타냈다. 혼합 이소시아네이트의 몰비율이 일정할 때 PUD 도막의 인장강도는 DMPA의 함량이 증가함에 따라 증가하였으나, 신장율은 감소하였다. PUD 도막의 열분해 온도에 있어서, DMPA 함량에 대한 영향은 크게 나타났으나, 방향족 이소시아네이트 함양의 영향은 DMPA 함량이 낮은 조건에서는 상대적으로 크지 않았다.