• 한국응용과학기술학회지
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• 제29권3호
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• pp.531-542
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• 2012

본 논문은 바이오폴리우레탄의 연구동향에 관한 것이다. 바이오폴리우레탄은 원료 중의 식물유 폴리올과 이소시아네이트의 중부가 고분자이다. 피마자유의 주성분은 히드록시기를 갖는 리시놀산의 트리글리세라이드이다. 이외의 히드록시기가 없는 식물유는 이중결합 위치에서 에폭시화 후 고리열림, 히드로포르밀화 후 수소첨가, 가오존분해 후 수소첨가, 티올-엔 반응으로 히드록시기를 부여한다. 폴리올의 반응성 및 마이크로도메인의 모폴로지 조절을 위한 하이퍼브랜치 폴리올, 일차 알코올 폴리올, 다당류 폴리올이 있다. 의료용의 생분해성 폴리락트산 폴리올, 가수분해 방지용 지방산 다이머 폴리올, 이온성 기를 함유한 수 분산 폴리우레탄용 폴리올이 있다. 바이오폴리올을 이용한 바이오폴리우레탄은 경질 및 연질 폼, 코팅제, 접착제, 실런트, 엘라스토머에 쓰인다.

• 공업화학
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• 제24권6호
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• pp.579-586
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• 2013

화석 연료의 고갈 및 온실가스 배출문제로 인해 보다 환경 친화적인 바이오매스 유래의 고분자 생산에 대한 연구가 진행되고 있다. 폴리우레탄은 -OH 화합물과 -NCO 화합물의 중합반응에 의해 생성된 우레탄(-NHCOO-) 결합을 포함하는 고분자 화합물을 통칭하며 자동차, 건축, 화학 분야에서 가장 광범위하게 사용된다. 폴리우레탄의 원료인 폴리올과 이소시아네이트는 식물성 천연유지, 셀룰로오스, 리그닌 등 재생 가능한 바이오매스로부터 생산이 가능하다. 식물성 천연유지 유래의 바이오폴리올은 이미 상업적 규모로 생산되고 있다. 본 총설은 다양한 바이오매스로부터 바이오폴리올, 바이오이소시아네이트, 이소시아네이트 대체화합물 관련 최신 기술개발 동향 및 이를 기반으로 합성된 바이오폴리우레탄의 특성을 평가하고, 바이오폴리우레탄의 응용분야와 함께 전망을 분석하였다.

• 청정기술
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• 제25권2호
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• pp.114-122
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• 2019

최근 재생자원으로부터 바이오 폴리올을 합성하는 것이 주목을 받고 있다. 특히 고분자의 합성에서 이러한 바이오 폴리올을 활용하는 것은 대단히 중요한 과제이다. 폴리카보네이트 폴리올/바이오 폴리올(PO3G: 옥수수 당의 발효에 의해 제조된 1,3-프로판 디올로부터 제조된 폴리트리메틸렌 에터 글리콜), 메틸렌디페닐디이소시아네이트 및 1,4-부탄디올을 사용하여 일련의 디메틸포름아미드(DMF) 기반 폴리우레탄을 합성하였다. 본 연구에서는 폴리우레탄 필름의 특성과 습식 인조피혁의 셀(cell) 특성을 조사하였다. 폴리카보네이트 폴리올/바이오 폴리올에서 바이오 폴리올의 함량이 증가할수록 폴리우레탄 필름의 인장강도는 감소하지만 연신율은 증가하였으며, 유리전이온도는 낮아짐을 알 수 있었다. 또한 습식공법에 의한 인조피혁 단면을 분석한 결과 폴리카보네이트 폴리올 함량이 증가함에 따라 인조피혁에 형성된 셀의 수와 균일성이 증가함을 알 수 있었다. 이 결과로부터 적정량의 바이오 폴리올을 사용한 DMF 기반 폴리우레탄의 경우에 충분히 인조피혁에 사용할 수 있음을 알 수 있었다. 바이오 탄소 함량은 폴리우레탄의 제조에 사용한 바이오 폴리올의 함량 증가에 따라 비례하여 증가하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권4호
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• pp.372-377
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• 2007

본 연구에서는 생물학적 공정을 사용하여 황화수소를 제거하는데 있어 망상구조의 폴리우레탄 담체의 바이오필터 충진물로서의 특성을 유입가스농도와 유입가스량의 두 변수를 대상으로 조사하였다. 실험결과 망상구조의 폴리우레탄 담체를 적용한 바이오필터의 황화수소 최대제거용량은 $488.3g-H_2S/m^3{\cdot}h$이었으며, 추정된 임계부하속도는 $330.1g-H_2S/m^3{\cdot}h$이었다. 본 연구의 결과 망상구조의 폴리우레탄 담체를 황화수소의 생물학적 처리를 위한 바이오필터의 담체로서 적용가능성을 확인하였다.

• 고무기술
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• 제16권2호
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• pp.75-80
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• 2015

• 청정기술
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• 제25권1호
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• pp.7-13
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• 2019

일련의 dimethylformamide (DMF) 기반 폴리우레탄은 메틸렌 디 페닐 디 이소시아네이트(MDI) 1,4-부탄 디올 및 바이오 폴리올(1,3-프로판 디올: B-POL)에 기초한 폴리 트리 메틸렌 에테르 글리콜/폴리 에스터 폴리올(1,4-부탄디올: H-PET)으로 부터 합성하였다. 본 연구에서는 바이오 폴리올(B-POL)/폴리에스터 폴리올(H-PET)의 조성이 폴리우레탄의 물성에 미치는 영향을 조사하였다. B-POL/H-PET 혼합물의 B-POL 함량이 증가할수록 폴리우레탄의 소프트 세그먼트의 유리전이온도(Tgs)와 인장 강도는 감소하는 반면, 파괴 신도 및 인열 강도는 증가하였다. 한편 합성된 DMF 기반 폴리우레탄을 이용하여 습식공정으로 인조피혁을 제조하였다. 인조피혁에 형성된 다공성 셀의 평균 크기 및 밀도(단위부피당 셀의 수)에 미치는 B-POL/H-PET 조성의 영향의 차이는 거의 없는 것을 알 수 있었다. 이러한 결과들로부터 바이오 폴리올 기반 폴리우레탄을 습식공정으로 제조되는 인조피혁용으로 사용하는데 별 문제가 없음을 알 수 있었다.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2019년도 정기학술대회 발표논문집
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• pp.152-152
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• 2019

• 한국응용과학기술학회지
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• 제39권2호
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• pp.161-168
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• 2022

피마자 기반 수성 폴리우레탄(CPUD)을 얻기 위해 무 변성 피마자유 (CO) 와 투명 필름을 얻기 위해 이소포론 디이소시아네이트(IPDI)를 사용했다. 유연성을 증가시키기 위해 폴리프로필렌글리콜(PPG)의 혼합 효과를 분석하였다. 또한, 사슬연장제로 에틸렌다이아민(EDA)을 사용했다. 각각 피마자유 함유에 따른 변화와 사슬연장제 변화에 따른 인장강도, 연신율 내마모성을 측정했다. 피마자유 함유가 많은 시료의 인장강도가 1.112kgf/㎟, 연신율 88%로 나타났으며, 사슬연장제 함유가 많은 시료의 인장강도가 3.33kgf/㎟, 연신율 99%로 측정되었다. 표면강도는 SEM을 통해 육안으로 확인하였다.

• KSBB Journal
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• 제18권6호
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• pp.448-454
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• 2003

세 가지 다른 공극률을 가진 담체를 충전한 바이오필터에서 기상의 톨루엔 제거실험을 수행하였다. 유입 유량과 유입 농도의 변화에 따른 바이오필터의 제거성능을 조사하고 공극률에 따른 영향을 알아보았다. 15일 동안 수행된 실험을 통해 빠른 환경변화에 대한 각 바이오필터의 동특성을 파악할 수 있었다. 바이오필터 설계에 중요한 변수인 제거량은 BF2 (25 PPI)가 115g/㎥h로 가장 큰 값은 나타내었다. 이는 제거량과 밀접한 관련이 있는 미생물 균체량이 초기 고정화 단계에서 각 바이오필터가 공극의 크기별로 각각 다른 부착 특성을 가져서 그 양과 수분 함량에 영향을 주었기 때문이다. 과도한 바이오매스의 축적은 바이오필터 성능을 저하시키는 요인임을 확인할 수 있었고 초기에 담체의 공극률이 장기적인 바이오필터 운전에 있어서 일정한 공기 흐름을 주기 위해서 매우 중요한 변수로 작용함을 알 수 있었다. 마지막으로 폴리우레탄 폼 담체는 균일하고 충분한 공극을 제공하므로 미생물의 흡탈착이 유리하고 충분한 미생물 서식공간을 제공함으로써 많은 미생물을 담지할 수 있어 단일 담체로 상업적 적용 가능성을 가지고 있다고 사료된다.

• 청정기술
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• 제18권2호
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• pp.209-215
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• 2012

분말활성탄과 제올라이트가 담지된 폴리우레탄 담체를 충진한 파일롯 규모의 바이오필터를 이용하여 암모니아와 황화수소의 처리 성능을 평가하였다. 약 10개월간 하수처리장 슬러지 농축조에서 발생하는 악취를 대상으로 바이오필터 유입 암모니아 농도는 0.1~1.5 $ppm_v$, 황화수소 농도는 2~20 $ppm_v$ 범위에서 운전되었다. 바이오필터의 공탑체류시간 3.6~5초 범위에서 초기 순응기간을 제외하고는 거의 모든 경우 100%에 가까운 악취 제거율을 보여주었다. 바이오필터에서의 기체흐름에 의한 압력손실도 매우 낮아 10개월 동안 최대 31 mm $H_2O$ 정도의 차압이 발생하였다. 이것은 본 연구에 이용된 바이오필터의 막힘이나 담체의 압착 현상이 거의 일어나지 않아 장기간의 운전에도 안정성을 확인할 수 있었다. 담체에 부착하여 서식하는 미생물군집은 바이오필터의 처리 성능에 중요한 영향을 미치는데 특히 암모니아나 황화수소를 제거하기 위한 암모니아 산화균과 황산화균의 분포가 중요하다. FISH (Fluorescence in Situ Hybridization) 방법으로 확인한 결과 질산화를 주관하는 암모니아 산화균인 Nitrosomonas sp.와 황산화균인 Thiobacillus ferroxidans가 검출되었다. 또한 바이오필터의 운전기간이 길어질수록, 그리고 악취의 유입부분이 유출부분에 비해 미생물 분포량이 더 많음을 확인하였다.