폴리우레탄폼 제조 [ 고분자 공학실험, A+ 레포트]

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목차

1. Title
2. Principle
3. Apparatus and Reagents
4. Procedure
5. Result
6. Discussion
7. Reference

본문내용

1. Title
폴리우레탄폼 제조

2. Principle
- 폴리우레탄
폴리우레탄은 isocyanate를 polyol과 반응시킴으로써 제조되는데, 두 종류의 단량체를 포함하고 있어 차례대로 중합되므로 교대 공중합체로 분류된다. 폴리우레탄을 제조할 때 사용되는 두 단량체는 모두 분자당 둘 이상의 작용기를 함유한다. 중합체는 일반적으로 가교된 분자 구조를 가지고, 일부 열가소성 폴리우레탄도 생산되지만 가열 시 용융되지 않는 열경화성 물질을 초래한다. 생성된 foam의 유형은 blowing agent의 양 조절과 계면활성제 첨가에 의해 조절된다. 거품은 세포의 대부분이 손상되지 않은 ‘closed-cell’과 거품이 부서졌지만 거품의 가장자리 모양을 유지할 만큼 단단한 ‘open-cell’이 존재한다. ‘열린 셀’의 거품은 부드럽고 공기가 잘 흐르기 때문에 쿠션이나 매트리스에 사용되고, 반면에 ‘닫힌 셀’의 거품은 단단한 단열재로 사용된다. [1]
폴리우레탄은 polyisocyanate와 polyol 사이에 반응으로 생성된다. 폴리우레탄 제조를 위한 중합 반응으로 polyisocyanate와 polyol의 축합 반응을 포함한다. 이때 monomer(polyol 및 polyisocyanate)의 완전한 중합을 위해 isocyanate(NCO)와 alcohol(OH)의 양은 동일해야 한다. 실제로 isocyanate의 과잉은 polyol에 일반적으로 존재하는 수분을 보상하기 위해 사용되며, NCO의 지수는 (NCO의 양)/(OH의 양)의 비율에 대해 측정한다.

거품을 생산하기 위해서는 중합이 일어나는 것과 같은 시간에서 가스를 주입하거나 형성해야 한다. 물과 isocyanate는 중간체를 형성하고, 중간체인 carbamic acid는 아민과 이산화탄소로 분해된다. 그리고 아민은 다른 isocyanate와 반응하여 urea를 형성한다. 이때 1mol의 물분자는 2mol의 isocyanate를 소비하면서 1mol의 이산화탄소를 생성한다.

참고 자료

김형중, ‘폴리우레탄 접착제’, Rubber Technology Vol 4, No2, 2003, p84 외