폴리프로필렌纖維는 他纖維에 比하여 機械的, 化學的性質이 매우 優秀하나 難染性 때문에 衣料用으로는 別로 쓰여지지 않고 있다. 폴리프로필렌의 染色性을 向上시키기 爲한 많은 硏究와 特許가 나와있으나 이들 大部分은 纖維의 개질등에 의한 방법으로서, 纖維에 직접, 견고한 染色을 할 수 있는 染料의 硏究는 거의 없다. 著者들은 카르벤을 生成시키므로써 他 纖維에는 勿論 폴리프로필렌纖維에 直接 染色될 수 있는 새로운형의 反應性染料를 合成하였다. 卽 알데히드基를 가지는 分散染料와 토실히드라진으로부터 合成한 새로운 反應性染料로서 폴리프로필렌을 染色한 結果, 濃色의 堅固한 染色物을 얻을 수 있었다.
폐타이어고무분말을 재활용하기 위하여 방수시트용 고무분말 복합체를 제조하였으며, 수지 종류와 가교제의 함량이 복합체의 기계적 특성에 미치는 영향을 고찰하였다. EPDM이 부가됨에 따라 고무분말 PE 복합체의 신장율이 3배 이상 증가하는 현상을 나타내었다. 고무분말 충전 복합체에 가교제의 농도가 증가함에 따라 복합체의 강도가 증가하였으며, 특히 재생 폴리프로필렌을 사용한 경우 3배 이상 인장강도가 현저하게 높게 나타났다. 따라서 폴리프로필렌 블렌드물로 고무분말 복합체를 제조하는 경우 신재 폴리프로필렌을 사용하는 것 보다 재생 폴리프로필렌을 사용하는 것이 기계적 특성면에서 효과적인 것으로 나타났다.
難染性纖維인 폴리프로필렌用 反應性染料를 開發하기 위하여 反應部位로서 카르벤을 染料에 生成케하여 폴리프로필렌의 C-H結合에 揷入反應을 시켜 堅固한 染着物을 얻을 수 있었다. 反應性카르벤染料의 前驅體로서 알데히드係, 메틸케톤係 및 페닐케톤係 反應性染料를 合成하고 카보닐基에 토실히드라진 및 부틸리튬을 各各 作用하여 各種染料의 토실히드라존리튬鹽을 만들어 폴리프로필렌상에서 加熱分解시킴으로써 染料分子에 生成된 카르벤이 폴리프로필렌에 共有結合을 하여 染着하였다. 여기에서 合成한 各種 카르벤染料들은 카르벤이 生成되는 隣接位에 있는 置換基의 種類와 位置에 따라 反應性에 差異點을 나타내었다. 특히 페닐케톤係 反應性染料가 反應性이 優秀하였으며 이들 페닐케톤係 反應性染料의 前驅體中에서도 클로로基를 가지는 클로로아미노벤조페논으로부터 合成한 染料가 他에 비해 反應性이 良好하였다.
유리섬유로 강화된 폴리프로필렌 복합재료를 이축압출장치를 이용하여 제조하였으며 폴리프로필렌 수지와 유리섬유간의 결합성을 증대시키고 가공성을 향상시킬 목적으로 말레익 안하이드라이드(maleic anhydride) 결합기를 가지는 상용화제를 첨가하였다. 제조된 폴리프로필렌/유리섬유 복합재료에 대한 전단유동과 신장유동의 특성을 조사하였으며, 특히 상용화제 첨가와 유리섬유의 함량에 대한 영향을 주로 평가하였다. 전단유동에서 상용화제는 폴리프로필렌과 유리섬유간의 결합력을 증대시키고, 흐름성을 개선시키는 역할을 하였으며, 신장유동에서는 유리섬유의 함량이 증가됨에 따라서 신장점도를 더욱 증가시켜주는 역할을 하였다. 그러나 신장속도가 증가함에 따라서 유리섬유 사이에서 형성되는 미세한 전단유동의 영향으로 오히려 신장점도는 감소하였다.
전력수요의 증가 및 친환경 규제 강화에 대응할 수 있는 고내열, 비가교 특징을 가진 폴리프로필렌 절연 케이블을 개발하여 열화특성을 파악하기 위해 열열화 시험을 수행하고 물성적, 전기적 특성을 분석하였다. 온도별로 열화된 폴리프로필렌과 가교폴리에틸렌 절연체를 비교평가하였으며 이 결과는 향후 폴리프로필렌 절연 케이블의 표준규격 및 운전기준을 수립하는데 활용될 것으로 기대된다.
폴리프로필렌 섬유는 강도, 인성, 내마모성, 레질리언스 등의 물리적 성질이 우수하여 각종 산업용 소재로 폭 넓게 사용되고 있다[1]. 그러나 폴리프로필렌은 장점도 많지만 분자구조 특성으로 인하여 대전방지성, 소수성 등과 같은 표면특성들이 좋지 안은 단점도 있다[2,3]. 따라서 폴리프로필렌의 표면특성을 개질 하기 위하여 금속화합물, 고분자 첨가제를 혼합시키는 방법[4,5], 물리적ㆍ화학적으로 섬유를 처리하는 방법, 공중합과 벨렌드에 의한 방법 등이 사용되어 왔으며, 최근에는 유기물 고분자에 비하여 내열성, 내절연성, 그리고 표면특성이 우수한 실리콘을 공중합하여 변성수지를 개발하거나 블렌드하는 방법등이 이용되고 있다. (중략)
폴리올레핀 섬유인 폴리프로필렌과 초고분자량 폴리에틸렌 섬유는 경량성, 속건성, 보온성, 고강도와 같은 여러 장점에도 불구하고 융점(폴리프로필렌: 약 $160^{\circ}C$, 초고분자량 폴리에틸렌: 약 $150^{\circ}C$)이 다른 섬유에 비해 낮아 내열성이 약하여 제품으로서의 가공공정이나 사용 시에 고온을 피해야 하는 주의를 필요로 하고, 곁가지가 거의 없어 섬유분자의 구조가 매우 조밀하며 탄소와 수소로만 이루어진 분자구조에 의한 극단적인 소수성성질은 현재 상용화되어 있는 염료와 염색방법으로의 후염 염색이 거의 불가능한 것으로 알려져 왔다. 이에 본 연구팀에서는 폴리프로필렌과 초고분자량 폴리에틸렌 섬유에 염색 가능한 청색염료를 합성하였다. 염료의 합성에는 leucoquinizarine과 alkylamine(hexyl, heptyl, octyl)의 1:2mole 반응을 이용하여 안트라퀴노이드 구조의 알킬기가 치환된 소수성 염료를 합성하였다. 합성된 염료를 섬유에 염색해본 결과 폴리프로필렌의 경우 농색의 색상강도를 나타냈으며 초고분자량 폴리에틸렌에서는 중색의 색상 강도를 보이는 것으로 확인되었다. 견뢰도 측면에서는 폴리프로필렌의 경우 세탁, 마찰 및 일광견뢰도에서 모두 4~5등급 우수한 결과를 보였다. 초고분자량 폴리에틸렌의 경우 4~5등급의 세탁, 마찰 견뢰도를 가지는 것으로 나타났고, 일광견뢰도는 3~4등급으로 비교적 낮게 나타났지만 공업적으로 널리 이용되는 분산염료에 의해 염색된 제품의 일광견뢰도와 비슷한 수준임을 알 수 있었다.
본 논문에서는 Kaminsky 촉매계 ($Et(Ind)_2ZrCl_2$와 MAO(methylaluminoxane))를 합성하여 $60^{\circ}C$에서 폴리프로필렌을 중합하였다. 본 연구에서는 중합한 폴리프로필렌의 미세구조를 $^{13}C$ NMR 분석 결과로부터 meso와 racemo I 구조가 나타난 것으로 보아 프로필렌의 2, 1-삽입은 Kaminsky 촉매에 의해 입체 특이적으로 조절됨을 알 수 있다. 그리고 2, 1-삽입후에 체인 말단에 1, 2-삽입되는 프로필렌은 입체 특이적인 조절이 덜 됨을 알수 있다.
셀룰로오스는 그린 복합재의 보강재로서 많은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 용융혼합 및 압축성형에 의해 폴리프로필렌/셀룰로오스 복합재를 제조하였다. 폴리프로필렌과 셀룰로오스의 계면결합을 향상시키기 위해 말레산 무수물로 개질된 폴리프로필렌(MAPP)을 사용하였다. 폴리프로필렌/셀룰로오스 복합재의 기계적 특성을 알아보기 위해 만능재료시험기와 아이조드 충격시험기를 사용하였고 열적 특성을 조사하기 위해 TGA와 DSC를 사용하였다. 전자현미경(SEM)을 이용한 복합재의 파단면 관찰 결과 MAPP가 폴리프로필렌/셀룰로오스 계면결합 향상에 효과적인 것으로 나타났다. 셀룰로오스 함량 대비 MAPP의 함량이 3 wt%일 때 복합재의 인장강도와 인장탄성률이 최고치를 나타냈다. 셀룰로오스의 함량이 증가할수록 복합재의 충격강도는 감소하는 반면 인장강도와 인장탄성률은 증가하였다.
본 연구에서는 고강도콘크리트의 폭렬 방지를 위해 사용되고 있는 폴리프로필렌섬유의 혼입량에 따른 60 MPa 고강도 기둥 콘크리트의 폭렬현상 및 기둥 내부온도 특성을 평가하였다. 고강도 기둥 콘크리트 공시체의 내화특성 평가를 위하여 ISO-834 가열 곡선을 적용하여 실물 기둥 실험체에 대한 실험을 실시하였다. 폴리프로필렌섬유 혼입량은 1.0, 1.2 및 $1.5\;kg/m^3$을 고려하였다. 실험결과 폴리프로필렌섬유의 혼입량에 따른 최고 내부온도 결과의 차이는 보이지 않았으나 평균 내부온도 결과에 있어서는 폴리프로필렌섬유의 혼입량이 증가할수록 낮아지는 결과를 나타냈다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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