[고분자소재공학실험A+] 폴리우레탄폼 제조

소개글

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목차

1. Title
2. Principle
3. Apparatus & Reagents
4. Procedure(Flow chart)
5. Results
6. Disccution
7. Reference

본문내용

1. Title
폴리우레탄폼 제조

2. Principle
1) Polyurethane[1][2][3]
-아이소시아네이트기(-N=C=O)와 수산기(-OH)가 축중합 반응을 통해 결합함으로써 형성하는 우레탄 결합으로 형성된 선형 고분자로서 산업적으로, polyurethane은 polyisocyanate와 polyol (also called polyalcohol)사이의 반응에 의해 생성된다.
-열경화성 수지는 아니나 유사한 3차원 구조를 가진 플라스틱으로, 그 특성은 반응물인 이소사인염과 폴리올의 종류에 따라 좌우되는데, 폴리올에 함유된 긴 결합들은 부드러운 탄성 중합체가 될 수 있게 도와주고, 엄청난 양의 결합은 경질 중합체가 될 수 있게 도와준다. 또한, 두 결합의 중간정도 길이를 유지하게 되면 매우 신축성 있으면서도 적당한 단단함을 유지할 수 있다.
-단량체(polyol 및 polyisocyanate 분자)의 완전한 중합을 위해서는 반응물인 isocyanate(-N=C=O) 및 alcohol(-OH) 기의 양이 같아야 한다.

<중 략>

5. Results
1) 실험 과정 요약
폴리우레탄폼(polyurethane foam) 제조 실험을 통해 Flat-bottom polyethylene Beaker에 각각 분자량 1500g/mol의 PEG, H2O(가교제), Silicon oil(계면활성제-?액체-기체 에멀젼 안정화), DBTL(di-n-butyltin dilaurate, 촉매)을 혼합하여 중탕으로 녹인 혼합 용액을 제조하고, vial에서 별도로 녹인 MDI를 첨가하여 임펠러(Impellar-machanical stirrer, overhead stirrer)를 이용해 교반함에 따라 폴리우레탄폼을 합성했다. 이 때, 조작 변인으로서 H2O의 양(가교제의 양)을 설정(밀도/분자량/폼 제조 속도와 반비례)했고, 각각 0.4ml, 0.6ml, 0.8ml 사용하여 총 3종류의 폴리우레탄폼을 합성함으로써 첨가한 물의 양에 따른 3가지 합성 과정에서의 차이점을 관찰한 후 비교해보았다.

참고 자료

Moises L. Pinto, Journal of Chemical Education, Vol. 87 No. 2, (2010), p.212-215
Robert J. Young 외 1명, 고분자과학 제3판, 자유아카데미, p.38-40, (2013)
https://en.wikipedia.org/wiki/Polyurethane, 폴리우레탄
https://www.europur.org/applications/what-is-polyurethane-foam, 폴리우레탄 폼
이병준 외 3명, Applied Chemistry for Engineering, Vol.28, No.1, (2017), p.57-63
https://en.wikipedia.org/wiki/Methylene_diphenyl_diisocyanate, MDI
https://en.wikipedia.org/wiki/Dibutyltin_dilaurate, DBTL
https://en.wikipedia.org/wiki/Silicone_oil, Silicon oil