• 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.

• 청정기술
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• 제24권3호
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• pp.190-197
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• 2018

3-Methyl-1,5-pentanediol (MPD)/1,6-hexane diol (HD)/1,4-butanediol (BD)과 adipic acid (A)로부터 얻어진 에스터 폴리올(A/BD/MPD 및 A/BD)과 카보네이트 폴리올(C/HD/MPD, C/HD, C/BD)과 에터 폴리올 [poly(tetramethylene oxide glycol), PTMG]과 같은 3 종류의 폴리올을 사용한 수 분산 폴리우레탄(WPU) 에멀젼(평균 입도: 59 ~ 71 nm)을 제조하였다. 본 연구는 폴리올 분자구조(소프트 세그먼트의 분자구조)가 WPU의 특성에 미치는 영향에 대하여 초점을 맞추었다. 소프트 세그먼트 Tg (Tgs), 100% 탄성률 및 인장강도는 카보네이트 폴리올을 사용한 경우가 가장 높고 그 다음이 에스터 폴리올이며 에터 폴리올이 가장 낮게 나타났으나, 신도의 경우는 이와 반대의 경향을 나타내었다. 그리고 MPD가 함유된 폴리올을 이용하여 합성된 WPU의 경우가 MPD를 함유하지 않은 경우보다 Tgs, 100% 탄성률 및 강도는 낮고 신장률은 보다 높게 나타났다. MPD 성분을 함유한 WPU 필름의 투명도는 MPD 성분을 함유하지 않은 WPU 필름보다 광 투광도 및 투명도가 우수함을 알 수 있었으며, 카보네이트 폴리올 기반의 WPU 필름의 광 투광도 및 투명도가 에스터 폴리올 및 에터 폴리올 기반의 WPU 필름보다 약간 우수함을 알 수 있었다.

• 공업화학
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• 제19권4호
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• pp.388-396
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• 2008

2액형 폴리우레탄(Polyurethane)도료는 폴리올과 폴리이소시아네이트가 반응하여 분자간 3차원 망상구조를 형성하기 때문에 도막물성 및 작업성이 매우 우수하여 공업용 소재의 도장용으로 많이 사용하고 있다. 2액형 폴리우레탄도료는 사용목적에 따라 크게 알키드 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 폴리에스테르 변성 아크릴 폴리올 및 아크릴 폴리올로 분류되고 있으며, 수지의 화학적 특성에 따라 반응성 및 건조조건에 따라 도막의 물성차이가 많이 발생하기 때문에 현장적용에 어려움이 있다. 따라서 본 연구는 폴리우레탄 도료의 균일한 반응성 및 물성을 개선하기 위하여 수지의 점도, 용제 및 산가를 동일한 조건으로 하고, 폴리올의 화학적 조성에 따라 분자 중 OH 함유량과 촉매를 다르게 하고, 여기에 폴리이소시아네이트를 경화제로 하여 각각의 반응속도 및 반응 정도를 Rheometer, DMA, FTIR 등을 이용하여 측정하였다. 그 결과 폴리우레탄 도료에서 폴리올과 폴리이소시아네이트와의 반응성은 촉매, 폴리올 중 OH 함유량 및 화학적 조성에 따라 각각 다른 결과를 나타내었으며, 반응 온도 및 촉매에 따라 폴리에스테르 폴리올이 가장 빨랐고, 알키드 폴리올이 가장 늦었다. 그리고 아크릴 폴리올과 변성 아크릴 폴리올은 반응온도 및 촉매에 따라 반응이 다르게 나타났고, OH 함량에 따른 반응성은 OH 함량이 높을수록 빠른 것을 알 수 있었다. 이상의 결과로부터 반응성 및 도막의 물성이 우수한 조건을 선택하면 현장적용의 어려움이 개선될 것으로 판단된다.

• 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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• 제19권5호
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• pp.547-553
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• 2008

도막의 기능은 피도물의 노출 환경 및 요구되는 물성에 따라 수지종류와 경화제는 적절하게 설계되어야 그 기능을 충분히 발휘할 수 있다. 본 연구에서는 동일한 OH 함량을 가진 알키드 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 폴리에스테르 변성아크릴 폴리올 등과 $T_g$ 및 OH 함량이 다른 아크릴 폴리올 수지 등 6가지 폴리올수지를 사용하고, 경화제는 알리파틱 이소시아네트와 아로마틱 이소시아네트를 사용하였다. 총 12종류의 투명도료를 제조 후, 화학적, 기계적 물성시험과 DMA 및 Rheometer를 이용하여 폴리올 수지타입 및 경화제 타입에 따른 폴리우레탄 도료의 종류별 도막물성 및 작업성을 관찰하였다. 그 결과 폴리올수지에 있어서 각각 다른 물리적, 화학적 성질을 가지는 도료개발 및 도장작업성의 개선 시 적절한 폴리올수지 종류 및 경화제를 선택하여 상 하도의 물성 및 도장 시스템에 합리적으로 응용할 수 있는 결과를 얻었다.

• 접착 및 계면
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• 제22권2호
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• pp.39-46
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• 2021

가지형 구조의 3-Methyl-1,5-pentanediol (MPD)을 함유한 폴리에스테르 폴리올 및 폴리카보네이트 폴리올을 이용하여 수분산 폴리우레탄(WPU)을 합성하였다. 물리적 특성 비교를 위하여 1,4-butanediol (BD)과 adipic acid로부터 얻어진 폴리에스테르 폴리올 및 1,6-hexane diol (HD)/ 1,4-butanediol (BD)로부터 얻어진 폴리카보네이트 폴리올을 이용하여 수분산 폴리우레탄 수지를 합성하였다. 본 연구는 폴리올 분자구조(소프트 세그먼트의 분자구조)가 WPU의 물리적 특성에 미치는 영향을 조사하였으며, MPD가 함유된 폴리올을 이용하여 합성된 WPU의 경우가 MPD를 함유하지 않은 경우보다 100% 탄성률 및 인장 강도는 낮게 나타났으며, 신장률은 높게 나타났다. MPD 성분을 함유한 WPU 필름의 투명도는 MPD 성분을 함유하지 않은 WPU 필름보다 광 투광도가 우수함을 알 수 있었다.

• 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.

• Elastomers and Composites
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• 제46권2호
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• pp.158-163
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• 2011

해수 하에서 경시 변화에 따른 경질 폴리우레탄 폼(PUF)의 물성 변화를 알아보기 위해 방향족 폴리에스테르 폴리올, 지방족 폴리에스테르 폴리올과 지방족 폴리에테르 폴리올 함량에 따라 경질 폴리우레탄 폼을 합성하였다. 해수 하에서 PUF의 물성변화를 고찰하기 위해 만능시험기, 시차 주사 열량계, 경도 측정기, 적외선 분광계를 이용하였다. 방향족 폴리에스테르 폴리올의 함량이 증가함에 따라 해수 하에서 경시 변화에 따라 PUF의 압축강도와 경도의 감소폭은 증가하였다. 해수 하에서 PUF의 유리전이온도는 증가하였는데 적외선 스펙트럼 분석 결과 우레탄과 우레아의 피크는 감소하고, 알로파네이트와 바이우렛의 피크는 증가한 것을 알 수 있었다. 해수 하에서 PUF는 가교도가 증가하여 폼이 brittle하게 형성됨에 따라 유리전이온도가 증가하였지만 가수 분해로 인하여 기계적 물성이 저하된 것으로 사료 된다.

• 청정기술
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• 제17권3호
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• pp.238-243
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• 2011

본 연구에서는 폴리우레탄을 위한 친환경 폴리올 합성을 위하여 피마자유 기반의 폴리올을 합성하였다. 피마자유의 2차 알콜에 다른 촉매 없이 무수말레산을 이용하여 카르복실기를 도입하고, 이를 1차 알콜로 전환하기 위하여 아미노알콜($H_2N$-R-OH) 유도체를 반응시켜 친환경 폴리올을 제조하였다. 다양한 비율의 피마자유와 무수말레산의 반응이 시험 되었으며, 전체 반응은 상대적으로 낮은 공정온도와 무촉매 반응을 기반으로 수행되었다. 긴 곁가지가 도입되어 유동성을 가지고 있는 피마자유 기반의 천연폴리올이 기존의 합성폴리올과 가장 우수한 상용성을 나타내었다.

• 한국가스학회지
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• 제12권3호
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• pp.38-42
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• 2008

본 연구에서는 폴리에스테르 폴리올의 구조와 이소시아네이트 인덱스의 변화에 따라 초저온($-190^{\circ}C$)과 상온($25^{\circ}C$)에서 폴리우레탄 접착제의 접착강도변화를 고찰하였다. 전단강도는 폴리우레탄 접착제를 plywood에 접착하여 측정하였으며, 접착제의 화학적, 기계적 물성 변화를 UTM, DSC, FT-IR로 비교 분석 하였다. 지방족 폴리에스테르 폴리올을 사용하여 합성한 폴리우레탄은 초저온에서의 전단강도가 상온에서의 전단강도보다 증가하였으나 방향족 폴리에스테르 폴리올을 사용하여 합성한 폴리우레탄의 경우는 초저온에서의 전단강도가 상온에서보다 작아지는 경향을 나타내었다. 또한 접착강도는 사용된 MDI의 양에 비례하여 증가하였으며, 지방족계 폴리올은 초저온에서 그리고 방향족계 폴리올은 상온에서 높은 접착 강도를 보임을 알 수 있었다.