• 공업화학
• /
• 제9권7호
• /
• pp.1079-1084
• /
• 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.

• 폴리머
• /
• 제30권3호
• /
• pp.230-237
• /
• 2006

단량체로 methyl methacrylate, n-butyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate와 도막물성 향상 및 가교밀도를 극대화시켜 줄 관능성 단량체인 acetoacetoxyethyl methacrylate (AAEM)를 반응시켜 4원공중합체인 고형분 80%의 아크릴수지 (HSA-98-20, HSA-98-0, HSA-98+20)를 합성하였다. AAEM 성분이 함유된 아크릴수지의 점성도는 $1420\sim5760cps$, 수평균분자량 $2080\sim2300g/mol$, 다분산도 $2.07\sim2.19$ 및 전환율 $88\sim93%$이었다. 고형분 80%인 아크릴수지와 이소시아네이트 경화제를 상온에서 경화시켜 하이솔리드 도료(HSA-98-20C, HSA-98-0C, HSA-98+20C)를 제조하고 도막시편을 제작하여 각종 물성 시험을 수행한 결과, 제조된 하이솔리드 도료내에 AAEM 도입 전후의 도막물성이 비교실험에서 AAEM 도입후에 내마모성과 내용제성이 증진됨으로써 자동차 상도용 도료에의 적용이 가능케 되었다. 또한 점탄성 측정에 의한 도막의 경화거동에서 HSA-98+20C > HSA-98-0C > HSA-98-20C의 순서로 경화가 빨리 진행됨으로써, 유리 전이 온도 값의 증가함에 따라 경화속도가 빨라짐을 알 수 있었다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제33권2호
• /
• pp.692-694
• /
• 2012

• Macromolecular Research
• /
• 제14권6호
• /
• pp.634-639
• /
• 2006

Waterborne polyurethane (WBPU) adhesive with varying amounts of dimethylol propionic acid (DMPA) was synthesized by prepolymer process and blended with polyisocyanate hardener. The mean particle size of the WBPU dispersion decreased with increasing DMPA content. $^1H$ NMR spectroscopy confirmed the formation of allophanate bonds and biuret bonds due to the reaction of hardener NCO with urethane/urea groups. The optimum NCO content with the greatest adhesive strength was dependent on the total content of urethane/urea groups in the WBPU molecules. The optimum NCO content increased with increasing number of urethane groups (DMPA content). The adhesion strength of WBPU adhesives was maximized at a molar ratio of hardener NCO to urethane/urea of about 0.28.

• Macromolecular Research
• /
• 제16권5호
• /
• pp.467-472
• /
• 2008

Rigid polyurethane foams (RPUFs) were fabricated from crude MDI (CMDI) and polypropylene glycols (PPGs) of various isocyanate indices with a physical blowing agent (HFC 365mfc). There was a tendency for the gel time to decrease and the tack-free time to increase with increasing index value. With increasing index value the foam density and compression strength decreased and the glass transition temperature, dimension stability and thermal insulation increased, while the cell size and closed cell content were virtually unchanged. Allophanate crosslinks and condensation reactions between the isocyanate groups, which are favored with a high index value, exerted significant effects on the properties of RPUFs.

• Elastomers and Composites
• /
• 제34권4호
• /
• pp.285-291
• /
• 1999

Effects of catalysts on network structure, hard segment length and distribution of polyurethane foams in the absence of catalysts were investigated. CFC free all MDI-based poly urethane foams were prepared from poly(ethylene adipate)glycol, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, and water. Amino catalysts used were 1,4-diazabicyclo[2,2,2]octane(DABCO), N, N,N',N'-tetramethyl--hexane-1,6-diamine(MR), bis(2-methylamino ethyl)ether(ET), 1,8-diazabicyclo-[5,4,0]-undecene-7(DBU). Dibutyltindilaurate(DBTL) as control was also used. Hard segment components of polyurethane foams were obtained by a selective degradation of polyester chains with 0.01N KOH-methanol solution. The PUFs with DBU catalyst contained more amount of isocyanurate components than other PUFs. On the other hand, the PUFs with ET, MR, DBTL catalysts contained more amount of allophanate and biuret component than the other PUFs.

• 폴리머
• /
• 제24권2호
• /
• pp.149-158
• /
• 2000

흡유성이 우수한 발포 폴리우레탄(EPU)을 제조하기 위하여 soft segment로는 친유성 polyol인 polypropyleneglycol (PPG)를 사용하고 hard segment로는 toluenediisocyanate (TDI)와 $H_2O$를 사용하였다. Soft segment 함량이 흡유성과 발포체의 기계적 특성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 PPG 평균 분자량((equation omitted) 1000, 2000, 3000)에 따라 one-shot법으로 EPU를 제조한 결과 PPG 평균분자량이 3000에서 1000으로 감소할수록 흡유량과 인장강도는 각각 1460%에서 3010%, 0.26 $kg_{f}$ /$cm^2$에서 0.55 $kg_{f}$ /$cm^2$로 동시에 증가하였다. Hard segment 함량비인 (isocyanate index, r=[NCO]/[OH] r이 1.0에서 1.2로 증가할수록 allophanate와 biuret 결합 형성에 기인하여 EPU의 인장강도가 0.56$kg_{f}$ /$cm^2$에서 0.95 $kg_{f}$ /$cm^2$로 증가하였으나, surfactant (S-A)의 함량은 1.0 pbw에서 2.5 pbw로 증가할수록 closed cell 구조의 형성으로 인하여 흡유량이 3634%에서 3312%로 감소됨을 알 수 있었다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제32권spc8호
• /
• pp.2988-2996
• /
• 2011

Shape memory polyurethane (SMPU), grafted with a fluorescent dye (Rhodamine, Mehylene violet, or Fluorescein) through an allophanate linking, was tested for the fluorescence and the shape recovery effect. The main chain of SMPU was composed of 4,4'-methylenebis(phenylisocyanate) (MDI), poly(tetramethyleneglycol) (PTMG), and 1,4-butanediol (BD), and a fluorescent dye was connected through a second MDI linked to the carbamate moiety of the main chain. Three series of SMPU, differing according to their dye content, were prepared to compare their shape recovery and fluorescence properties. In tensile mechanical property, maximum stress increased up to 350% compared to the linear SMPU, and strain remained above 2000%. Shape recovery went to as high as 97%, and remained almost same after repetitive shape recovery test cycles. Finally, the fluorescence emission of SMPU was demonstrated in the luminescence spectrum and fluorescent light emission pictures. In addition, the response of SMPU to external stimuli such as metal ions was investigated.

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

• Elastomers and Composites
• /
• 제50권2호
• /
• pp.92-97
• /
• 2015

A study on reaction kinetics for a PTMG/TDI prepolymer with 2,2'-dichloro-4,4'-methylenedianiline (MOCA), of which formulations may be generally used for fabricating high performance polyurethane elastomers, was peformed using non-isothermal differential scanning calorimetry (DSC). A number of thermograms were obtained at several constant heating rates, and analysed using Flynn-Wall-Ozawa (FWO) isoconversional method for activation energy, $E_a$ and extended-Avrami equation for reaction order, n. Urea formation reaction of the present system was observed to occur through the simple exothermic reaction process in the temperature range of $100{\sim}130^{\circ}C$ for the heating rate of $3{\sim}7^{\circ}C/min$. and could be well-fitted with generalized sigmoid function. Though activation energy was nearly constant as $53.0{\pm}0.5kJ/mol$, it tended to increase a little at initial stage, but it decreases at later stage by the transformation into diffusion-controlled reaction due to the increased viscosity. Reaction order was evaluated as about 2.8, which was somewhat higher than the generally well-known $2^{nd}$ order values for the various urea reactions. Both the reaction order and reaction rate explicitly increased with temperature, which was considered as the indication of occurring the side reactions such as allophanate or biuret formation.