지원사업
학술연구/단체지원/교육 등 연구자 활동을 지속하도록 DBpia가 지원하고 있어요.
커뮤니티
연구자들이 자신의 연구와 전문성을 널리 알리고, 새로운 협력의 기회를 만들 수 있는 네트워킹 공간이에요.
논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 이종대
- 발행연도
- 2015
- 저작권
- 충북대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수3
이 논문의 연구 히스토리 (2)
- 이 논문의 후속연구가 궁금하신가요?
- 연관 학술논문 또는 학술발표를 통해 보다 발전된 연구결과를 확인하실 수 있습니다.
- 이 논문의 연구 히스토리 확인하기
초록· 키워드
오류제보하기
본 연구에서는 폴리이소시아네이트의 고분자 사슬에 불소 원소를 도입하여 탄소와 불소 원자의 분자간 상호인력에 의한 뒤틀림 현상 및 큰 결합에너지를 이용하여 강력한 오존의 산화력을 상쇄시켜 기존 폴리우레아 도막의 내오존성을 극대화시키는데 주안점을 두었다.
합성순서는 공시험으로 기존의 범용적으로 사용되는 다이올 3종과 1,6-hexamethylene diisocyanate(1,6-HDI)의 부가중합에 의해 NCO % 함량을 13.1 %로 고정시킨, 폴리이소시아네이트(PDI-adduct)를 합성하고, 단일 분자구조내 불소 원소를 도입시킬 목적으로, 중간체 합성용 다이올로서 purfluoropolyether-diol(PFPE-diol)을 사용하여 불소 원소의 함량을 10, 20, 30 wt%로 변화시키고, 폴리올로서는 내수성 보완을 위해 폴리에테르계 poly(tetramethylene) glycol(PTMEG)과 내열성 향상을 위한 폴리에스테르계 polypropylene glycol(PPG)을 사용하였으며, 고분자 주쇄의 결정성 증가를 위해 1,4-butanediol(1,4-BD), 최종적으로 경화제와 2차 반응을 고려하여 과량의 1,6-HDI를 넣고 부가반응시켜 단일 분자구조내에 불소 원소가 도입된 변성폴리이소시아네이트 (PFDI-10C, -20C, -30C)를 합성하였다.
각 단계 합성물의 구조 및 물질 특성을 FT-IR, GPC, TGA 분석을 통하여 확인하였다. PFDI류 합성에서 PFPE-diol의 함량이 많아질수록 FT-IR 스펙트럼의 1250 cm-1 부근에서 피크가 증가하는 것으로 불소 원소가 용이하게 도입된 것을 확인하였고, GPC분석에서는 불소원자간 상호반발력이 크고, 짧은 불소와 탄소간의 원자간 거리로 결합에너지가 커서 분자간 반응성을 저하시켜 다분산도 값이 저하되었고, 또한, 2성분계 도료로서의 2차 반응을 위해 저분자량 화합물임을 확인하였다. PFDI류의 열적성질에서 불소 원소의 함량이 증가함에 따라 고온에서의 열적안정성이 향상됨을 알 수 있었다.
2성분계 변성폴리우레아 내오존 도료를 제조하기 위해 경화제로 제1, 2 asparticester-diamine 2종과 기타 첨가제류를 블렌드하여 당량 약 600의 경화제 4종의 Polydiamine (PDA-adduct) 중간체를 제조하였다. PDA-4의 경화시간 및 가사시간이 양호한 결과를 보여줌으로서 최적의 경화조건 및 배합조건으로 선정하였다.
상기에서 제조된 주제(PFDI류)와 경화제(PDA-4)를 NCO : NH의 당량비를 1 : 1로 반응시키기 위해 질량비 2 : 1로 혼합하여 상온경화시켜 변성폴리우레아 내오존도료의 도막 물성 측정용 도막시험체를 각 시험항목에 적합하게 제작하였다.
도막 물성 측정 결과, 공시험체 PDI/PDA-4와 PFPE-diol을 10, 20 wt% 함유한 PFDI-10C/PDA-4, -20C/PDA-4의 도막 물성은 대체적으로 양호한 판정을 받았으나, PFPE-diol 30 wt% 함유한 PFDI-30C/PDA-4의 물성은 상대적으로 저하되는 것으로 나타났다. 하지만, 촉진내후성 및 내오염성 시험에서는 PFPE-diol 함량 증가에 따라 물성이 향상되는 결과를 얻어, 불소 원소의 독특한 특징을 확인하였다. 내오존 성능 시험을 실시한 결과, 10 ppm × 336 h 침지 후 도막 표면을 육안관찰과 300 배 확대하여 확인한 결과 PFPE-diol의 함량이 20 wt% 이상 증가함에 따라 균열 및 탈색이 감소하였고, 질량감소량도 최소 0.069 g 으로 가장 양호한 결과를 보여줌으로서 불소화합물의 우수한 내오존 성능을 확인할 수 있었다.
합성순서는 공시험으로 기존의 범용적으로 사용되는 다이올 3종과 1,6-hexamethylene diisocyanate(1,6-HDI)의 부가중합에 의해 NCO % 함량을 13.1 %로 고정시킨, 폴리이소시아네이트(PDI-adduct)를 합성하고, 단일 분자구조내 불소 원소를 도입시킬 목적으로, 중간체 합성용 다이올로서 purfluoropolyether-diol(PFPE-diol)을 사용하여 불소 원소의 함량을 10, 20, 30 wt%로 변화시키고, 폴리올로서는 내수성 보완을 위해 폴리에테르계 poly(tetramethylene) glycol(PTMEG)과 내열성 향상을 위한 폴리에스테르계 polypropylene glycol(PPG)을 사용하였으며, 고분자 주쇄의 결정성 증가를 위해 1,4-butanediol(1,4-BD), 최종적으로 경화제와 2차 반응을 고려하여 과량의 1,6-HDI를 넣고 부가반응시켜 단일 분자구조내에 불소 원소가 도입된 변성폴리이소시아네이트 (PFDI-10C, -20C, -30C)를 합성하였다.
각 단계 합성물의 구조 및 물질 특성을 FT-IR, GPC, TGA 분석을 통하여 확인하였다. PFDI류 합성에서 PFPE-diol의 함량이 많아질수록 FT-IR 스펙트럼의 1250 cm-1 부근에서 피크가 증가하는 것으로 불소 원소가 용이하게 도입된 것을 확인하였고, GPC분석에서는 불소원자간 상호반발력이 크고, 짧은 불소와 탄소간의 원자간 거리로 결합에너지가 커서 분자간 반응성을 저하시켜 다분산도 값이 저하되었고, 또한, 2성분계 도료로서의 2차 반응을 위해 저분자량 화합물임을 확인하였다. PFDI류의 열적성질에서 불소 원소의 함량이 증가함에 따라 고온에서의 열적안정성이 향상됨을 알 수 있었다.
2성분계 변성폴리우레아 내오존 도료를 제조하기 위해 경화제로 제1, 2 asparticester-diamine 2종과 기타 첨가제류를 블렌드하여 당량 약 600의 경화제 4종의 Polydiamine (PDA-adduct) 중간체를 제조하였다. PDA-4의 경화시간 및 가사시간이 양호한 결과를 보여줌으로서 최적의 경화조건 및 배합조건으로 선정하였다.
상기에서 제조된 주제(PFDI류)와 경화제(PDA-4)를 NCO : NH의 당량비를 1 : 1로 반응시키기 위해 질량비 2 : 1로 혼합하여 상온경화시켜 변성폴리우레아 내오존도료의 도막 물성 측정용 도막시험체를 각 시험항목에 적합하게 제작하였다.
도막 물성 측정 결과, 공시험체 PDI/PDA-4와 PFPE-diol을 10, 20 wt% 함유한 PFDI-10C/PDA-4, -20C/PDA-4의 도막 물성은 대체적으로 양호한 판정을 받았으나, PFPE-diol 30 wt% 함유한 PFDI-30C/PDA-4의 물성은 상대적으로 저하되는 것으로 나타났다. 하지만, 촉진내후성 및 내오염성 시험에서는 PFPE-diol 함량 증가에 따라 물성이 향상되는 결과를 얻어, 불소 원소의 독특한 특징을 확인하였다. 내오존 성능 시험을 실시한 결과, 10 ppm × 336 h 침지 후 도막 표면을 육안관찰과 300 배 확대하여 확인한 결과 PFPE-diol의 함량이 20 wt% 이상 증가함에 따라 균열 및 탈색이 감소하였고, 질량감소량도 최소 0.069 g 으로 가장 양호한 결과를 보여줌으로서 불소화합물의 우수한 내오존 성능을 확인할 수 있었다.
목차
제 1장 서론 1제 2장 이론적 배경 82.1. 폴리 우레아 수지의 특징 82.2. 불소 수지의 특징 122.3. 고도처리시설의 기술 분석 172.3.1 국내 고도처리시설의 도입 및 기술 202.3.2 국외 고도처리시설의 도입 및 기술 222.3.2.1 북아메리카 232.3.2.2 유럽 262.3.2.3 일본 292.4. 기존 고도정수처리시설용 표면 보호재의 기술 분석 322.5. 오존에 의한 열화 메커니즘 분석 382.5.1. 오존 수처리의 특성 382.5.2. 오존처리 반응 생성물 402.5.3. 오존의 특성 402.5.4. 오존 수중 분해 기작 412.5.5. 오존의 반응성 432.5.6. 오존의 산화 분해 반응 452.5.6.1. 오존의 직접 산화 반응 472.5.6.2. 간접 산화 반응 522.5.6.3. 확산 속도와 반응 속도의 특성 532.5.7. 다른 산화제와의 공용 효과 54제 3장 실험 573.1. 시약 573.2. PTMEG/PPG/1,4-BD/1,6-HDI의 폴리 이소시아네이트 합성 583.3. PFPE-diol/1,6-HDI의 불소 부가중합 613.4. 불소 함량에 따른 변성폴리이소시아네이트 합성 613.5. 이소시아네이트(NCO%) 함량 측정 방법 633.6. 기기분석 643.7. 폴리디아민 경화제 제조 643.8. 이성분계 내 오존도료 제조 663.9. 내 오존도료의 물성 시험 663.9.1. 부착강도(Adhesion strength) 673.9.2. 경도(Durometer D) 683.9.3. 내 마모성(Taber abraser) 683.9.4. 화학저항성(Chemical resistance) 693.9.5. 가사시간(Pot-life) 703.9.6. 경화시간(Curing time) 703.9.7. 음극박리(Cathodic disbonding) 713.9.8. 촉진내후성(Accelerated exposure-discoloration) 723.9.9. 내 굴곡성(Bending resistance) 723.9.10. 인장강도, 신장율, 인열강도(Tensile strength, Elongation, Tear strength) 733.9.11. 내 오염성(Pollution resistance performance) 743.10. 도료의 오존저항시험(Ozone resistance testing of paint) 74제 4장 결과 및 검토 784.1. PDI(Polydiisocyanate)-adduct 합성 특성 784.2. PFDI(Polyfluorinediisocyanate)-adduct 합성 특성 834.3. PFDI-adducts 열적 특성 1054.4. PDA-adduct 경화제의 배합 최적화 1074.5. 이성분계 불소함유 내 오존도료의 배합 특성 조사 1144.6. 도막물성 비교 검토 1244.7. 도료의 내 오존성 특성 조사 133제 5장 결 론 145참고문헌 147Appendix 158A.1. Measurement results of the adhesion strength 159A.2. Measurement results of hardness (Type D) 161A.3. Measurement results of abrasion resistance 162A.4. Measurement results of chemical resistance 163A.5. Measurement results of pot-life 165A.6. Measurement results of curing time 166A.7. Measurement results of cathodic disbonding 167A.8. Results of accelerated exposure-discoloration 169A.9. Measurement results of bending resistance 171A.10. Measurement results of tensile strength, elongation 171A.11. Measurement results of tear strength 174A.12. Results of pollution resistance performance 176A.13. Results of ozone resistance testing of paint 177
최근 본 자료
댓글(0)
0