바이오매스 유래 이소소르비드를 이용한 폴리우레탄-우레아 공중합체의 제조 및 특성 비교 :Preparation and Physical Properties of Poly(urethane-urea) Using Biomass Derived Isosorbide

박지현

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자료유형: 학위논문

저자정보: 박지현 (부산대학교, 부산대학교 대학원)

지도교수: 박종승

발행연도: 2020

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2020

바이오매스 유래 이소소르비드를 이용한 폴리우레탄-우레아 공중합체의 제조 및 특성 비교

박지현 유기소재시스템공학과 2020.01 학위논문

2019

바이오매스 유래 이소소르비드를 이용한 폴리우레탄-우레아의 제조 및 특성 비교

박지현 , 박종승 , 최필준 외 3명 한국염색가공학회지 2019.09 학술저널

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본 연구에서는 isocyanate로 4,4′-methylene dicyclohexyl diisocyanate (H12MDI)를 사용하였고 polyol로 poly(tetramethylene ether glycol) (PTMG)를 사용하였다. 기존 석유 유래의 diol과 바이오 유래 isosorbide를 포함한 5종에 따른 폴리우레탄-우레아(poly(urethane-urea), PUU) 공중합체의 특성을 분석하였다. PUU는 촉매 조건하에 prepolymer법을 이용하여 합성하였고, solvent casting을 통해 필름을 제조하였다. FT-IR, XRD 분석을 통해 PUU 공중합체의 화학구조와 결정성을 확인하고 기능기를 분석하여 성공적으로 합성이 되었음을 확인하였다. DSC, TGA, DMA 분석을 이용하여 열적 거동을 확인하였고, 기존 대비 비슷한 수준의 Tg를 갖는 것을 확인하였다. 또한, Stress-Strain curves를 통해 기계적 특성을, UV-Vis를 통해 광학적 성질을 알아보았다. 그 결과 역학적 성질과 광학적 성질이 크게 향상된 PUU를 얻을 수 있었다. 생분해 실험으로 기존 대비 4 %대의 무게 감소를 통해 바이오 원료로서 분해 특성을 확인하였고, 그 모폴로지는 SEM 분석을 통해 확인하였다. 또한, thin-walled carbon nanotubes (TWCNT)를 함량별로 분산 첨가하여 PUU/TWCNT 복합체를 제조하였다. FT-IR, XRD를 통해 구조적 특성을 확인하였고, TWCNT 첨가에 따른 열적 특성과 기계적 특성의 변화를 확인하였다. UV-Vis를 통해 우수한 투과도와 투명도 확인하였고, 표면 저항값 측정을 통해 대전방지용 코팅제로 활용성을 확인하였다. matrix내 분산 특성과 함께 그 모폴로지 변화는 SEM을 이용하여 관찰하였다.

#바이오매스 #폴리우레탄-우레아 #Isosorbide #polyurethane #biopolymer #biodegradability #coating

목차 ⅰ
List of Tables ⅳ
List of Figures ⅴ
요약 ⅶ
Chapter 1 바이오매스 유래 이소소르비드를 이용한 폴리우레탄-
우레아(poly(urethane-urea)) 공중합체의 제조 및 특성 비교 1
Ⅰ. 서론 1
Ⅱ. 실험 17
1. 시약 및 재료 17
2. 폴리우레탄-우레아(Poly(urethane-urea), PUU) 공중합체의 합성 19
3. 폴리우레탄-우레아(Poly(urethane-urea), PUU) 공중합체의 필름 제조 21
4. 특성 분석 및 방법 23
Ⅲ. 결과 및 고찰 27
1. 구조적 특성 27
1.1. Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) 27
1.2. X-ray diffraction (XRD) 30
2. 열적 특성 32
2.1. Differential scanning calorimetry (DSC) 32
2.2. Thermogravimetric analysis (TGA) 32
2.3. Dynamic mechanical analysis (DMA) 33
3. 기계적 특성 40
3.1. Stress-strain Curve 40
4. 광학적 특성 43
4.1. Ultraviolet-visible spectroscopy (UV-Vis) 43
4.2. Transparency 43
5. 생분해성 46
5.1. In vitro biodegradation test 46
6. 표면 특성 48
6.1. Scanning electron microscope (SEM) 48
Ⅳ. 결론 50
Chapter 2 Poly(urethane-urea)/Thin-walled carbon nanotubes 나노복합체의 제조 및 특성 비교 51
Ⅰ. 서론 51
Ⅱ. 실험 63
1. 실험 재료 및 시약 63
2. 기능화 된 poly(urethane-urea)/thin-walled carbon nanotubes 제조 64
3. 특성 분석 및 방법 64
Ⅲ. 결과 및 고찰 70
1. 구조적 특성 70
1.1. Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) 70
1.2. X-ray diffraction (XRD) 72
2. 열적 특성 74
2.1. Thermogravimetric analysis (TGA) 74
3. 기계적 특성 76
3.1. Stress-strain curve 76
4. 광학적 특성 79
4.1. Ultraviolet-visible spectroscopy (UV-Vis) 79
4.2. Transparency 79
5. 전기적 특성 82
5.1. Electrical surface resistivity 82
6. 표면 특성 84
6.1. Scanning electron microscope (SEM) 84
Ⅳ. 결론 86
참고문헌 87
영문초록 92

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