KR101126573B1

KR101126573B1 - 카다놀 유도체 혼합물, 이의 제조방법 및 이로부터 제조된 카다놀계 고분자

Info

Publication number: KR101126573B1
Application number: KR1020090052361A
Authority: KR
Inventors: 이종찬; 김기현; 박영기; 김진수
Original assignee: 현대피앤씨 주식회사; 서울대학교산학협력단
Priority date: 2009-06-12
Filing date: 2009-06-12
Publication date: 2012-03-23
Also published as: KR20100133681A

Abstract

카슈넛껍질액으로부터 추출한 카다놀과 글리시딜 (메타)아크릴레이트를 염기 촉매하에서 반응시켜 제조되는 2-하이드록시-3-카다닐프로필 (메타)아크릴레이트는, 밝은 색상을 가지며 안정성과 열 및 UV 반응성이 우수하므로, 중합반응을 통해 카다놀계 고분자로 제조되어, 코팅, 접착제, 플라스틱, 고무, 복합재료, 나노재료 등에 유용하게 사용될 수 있다.

카다놀, 아크릴, 유도체, 고분자, 항균성, 열경화, UV경화

Description

카다놀 유도체 혼합물, 이의 제조방법 및 이로부터 제조된 카다놀계 고분자{CARDANOL DERIVATIVES MIXTURE, PREPARATION METHOD THEREOF AND CARDANOL POLYMER PREPARED THEREFROM}

본 발명은 카다놀로부터 얻어지는 아크릴계 유도체, 이의 제조방법 및 이로부터 중합된 카다놀계 고분자에 관한 것이다.

열대 우림에서 서식하는 옻나무과에 속하는 카슈(cashew)의 열매표피에서 추출한 천연식물성 오일인 카슈넛껍질액(cashew nutshell liquid; CNSL)으로부터 얻어지는 유도체들은 에폭시 경화제, 페놀성 수지, 계면활성제 및 에멀전 브레이커 등에서 많이 사용되어 왔다. 이 중, 카슈넛껍질액으로부터 추출한 카다놀(cardanol)은 하기 화학식 1로 표시된다:

상기 식에서 알 수 있듯이, 카다놀은 메타(meta) 위치에 4가지 종류의 알킬기를 갖는 페놀 유도체들의 혼합물이며, 각각의 알킬기를 갖는 화합물들은 상기와 같이 각각 3 %, 34 %, 22 % 및 41 %의 비율로 혼합되어 있다.

그러나, 카다놀 자체로는 안정성이 크지 않은 문제점이 있다. 또한 카다놀에 존재하는 페놀기는 피부점막을 부식시키고, 단백질 및 세포원형을 변성시키며 적혈구의 세포막을 손상시켜 산소의 전달을 방해하여 암 유발 가능성이 있는 것으로 알려져 있다. 그리고, 중합 반응성이 매우 낮으므로, 적절한 온도와 습도를 유지하여 산화반응에 의해서 중합 및 경화가 일어나더라도 수평균 분자량 수천 이내의 고분자 물질밖에 얻을 수 없다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 다양한 카다놀 유도체들이 연구되고 있으며, 그 결과 경화제 첨가 또는 가열에 의해 물성이 우수한 코팅막의 형성이 가능하고 우수한 물성을 가진 성형폼으로 성형될 수 있는 유도체들이 개발되고 있다.

예를 들어, 영국특허 GB 2,262,525호에는 에틸렌 옥사이드에 의해 카다놀이 에톡실화되고 분자의 친수성 및 친유성 말단 사이에 균형을 이루는 표면 활성을 형성하는 것이 개시되어 있다. 또한, 대한민국 특허공개 제2001-0093814호에는 유기 또는 무기 촉매의 존재하에 사이클릭 유기 카보네이트와 반응시켜 카다놀을 하이드 록시알킬화 방법이 개시되어 있고, 대한민국 특허등록 제10-0829071호에는 카슈넛껍질 추출물을 할로알킬렌 옥사이드와 반응시켜 에폭시 수지를 제조하는 방법이 개시되어 있으며, 대한민국 특허등록 제10-0775786호에는 카다놀을 디메틸설페이트 또는 X-Cl과 반응시켜 알킬화 및 아실화하여 독성이 없고 휘발성이 없는 용제를 제조하는 방법이 개시되어 있다.

또한, 최근에는 카다놀과 아크릴로일 클로라이드(acryloyl chloride)를 반응시켜, 카다닐 아크릴레이트를 합성하는 방법이 몇몇 연구 그룹들에 의해서 연구되고 있다.

그러나 이러한 기존의 카다놀 유도체들은 열적 안정성, 중합 반응성, 도막형성시의 작업성 및 인체피부에 대한 독성면에서 여전히 개선될 필요가 있다. 또한 원료 카다놀이 지니는 특유의 어두운 갈색으로 인하여, 도막 형성시 재료 특유의 색을 살리지 못하여 어두워지는 단점을 지니고 있다. 아울러 이로부터 중합된 카다놀계 고분자는 기계적 물성, 내후성 등의 특성이 우수하지 못하다.

이에 따라, 개선된 효과를 갖는 새로운 카다놀 유도체 및 카다놀계 고분자의 제조가 요구되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 기존의 카다놀 유도체가 가진 문제점을 해결할 수 있는 신규의 카다놀 유도체, 이의 제조방법 및 카다놀계 고분자를 제 공하는 것이다.

상기 목적에 따라, 본 발명은 하기 화학식 2로 표시되는 카다놀 유도체 혼합물을 제공한다:

상기 식에서, A는 수소 또는 메틸이며, R은 다음과 같다:

상기 다른 목적에 따라, 본 발명은 카다놀과 글리시딜 (메타)아크릴레이트를 염기 촉매하에서 반응시킨 후 정제하는 단계를 포함하는 상기 카다놀 유도체 혼합물의 제조방법을 제공한다.

상기 또 다른 목적에 따라, 본 발명은 주쇄가 하기의 화학식 3의 반복단위로 이루어진, 카다놀계 고분자를 제공한다:

상기 식에서, A는 수소 또는 메틸이며, R은 다음과 같다:

본 발명에 따르는 카다놀의 아크릴계 유도체는, 기존의 카다놀 또는 이의 유도체들에 비해 안정성이 우수하고, 고분자 반응성 및 중합성이 우수하며, 색상이 밝은 장점이 있다. 아울러, 본 발명의 카다놀계 고분자는 기계적 물성, 내후성, 항균성 등의 특성이 우수하므로, 코팅, 접착제, 플라스틱, 고무, 복합재료, 나노재료 등의 산업 분야에 유용하게 사용될 수 있다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
이하, 본 발명의 명세서에서 "카다놀" 이라 함은 상기 화학식 1로 표시되는 4종의 화합물의 총칭, 즉 이들의 혼합물을 의미하며, 동일한 원리로 "카다놀 유도체"라 함은 상기 화학식 2로 표시되는 4종의 카다놀 아크릴계 유도체의 혼합물을 의미한다.

본 발명의 제1과제로서, 카다놀로부터 얻어지는 아크릴계 유도체를 제공한다.

본 발명의 카다놀 유도체는, 열대 우림에서 서식하는 옻나무과에 속하는 카슈의 열매표피에서 추출한 천연식물성 오일인 카슈넛껍질액으로부터 추출한 상기 화학식 1의 카다놀을 원료로 사용한다.

본 발명의 카다놀 유도체는 상기 화학식 2의 구조를 가지며, 2-하이드록시-3-카다닐프로필 (메타)아크릴레이트의 명칭을 갖는다. 본 발명의 카다놀 유도체는 원료 카다놀과 마찬가지로 서로 다른 4개의 R기를 갖는 화합물들의 혼합 조성물이며, 각각의 R기에 대한 비율은 원료 카다놀과 동일하다.

기존의 카다놀 유도체가 원료 카다놀이 가지는 특유의 어두운 갈색을 띠고, 이로 인하여 도막 형성시 재료 특유의 색을 살리지 못하여 어두워지는 단점을 지니고 있는데 반해, 본 발명의 카다놀 유도체는 밝은 색상을 가지기 때문에, 코팅, 접착제, 플라스틱, 고무, 복합재료, 나노재료 등에 유용하게 사용될 수 있다.

아울러, 본 발명의 카다놀 유도체는 기존의 카다놀 또는 이의 유도체들에 비해 안정성이 크게 증가하였으며, 이에 대한 구체적인 비교데이터는 하기 시험예 및 도 7에 나타내었다. 그리고, 기존의 카다놀의 유독한 페놀기를 다른 작용기로 치환시켰기 때문에 피부 접촉염을 저하시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 카다놀 유도체는 반응성 및 광개시성이 우수하므로 아조비스이소부티로니트릴(AIBN)과 같은 개시제에 의해서 자유 라디칼 중합이 가능하며 수평균 분자량이 수만 이상인 고분자를 얻을 수 있다.

본 발명의 제2과제로서, 본 발명의 카다놀 유도체의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 카다놀 유도체는, 카다놀의 하이드록시 작용기를 염기 촉매하에서 글리시딜 (메타)아크릴레이트와 반응시킨 후, 정제의 과정을 거쳐서 제조된다.

상기 반응단계에서, 염기 촉매는 수산화칼륨(KOH), 수산화바륨(Ba(OH)₂), 수산화세슘(CsOH), 수산화나트륨(NaOH), 수산화스트론튬(Sr(OH)₂), 수산화칼슘(Ca(OH)₂), 수산화리튬(LiOH) 및 수산화루비듐(RbOH)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 사용할 수 있다.

반응물의 몰비로서, 글리시딜 (메타)아크릴레이트는 원료 카다놀 1 몰당 0.5 내지 4 몰의 비율로 반응시키는 것이 바람직하며, 1 내지 2 몰인 것이 더욱 바람직하다. 또한 염기 촉매는 카다놀 1 몰당 0.5 내지 3 몰의 비율로 첨가시키는 것이 바람직하며, 0.9 내지 2 몰인 것이 더욱 바람직하다.

반응 조건으로서, 반응온도는 0 내지 50 ℃ 인 것이 바람직하며, 15 내지 35 ℃ 인 것이 더욱 바람직하다. 반응시간은 10 내지 48 시간인 것이 바람직하며, 10 내지 24 시간인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 상기 정제 단계는 추출, 감압증류, 컬럼 크로마토그래피 등에 의해 실시될 수 있으며, 이 중 추출에 의한 것이 가장 바람직하다.

본 발명의 제3과제로서, 카다놀계 고분자를 제공한다.

본 발명의 카다놀계 고분자는, 상기 주쇄가 상기 화학식 3의 반복단위로 이루어진 구조를 가지며, 폴리(2-하이드록시-3-카다닐프로필 (메타)아크릴레이트)의 명칭을 갖는다.

본 발명의 카다놀계 고분자는 높은 분자량을 갖는데, 예를 들어 수평균 분자량이 5,000 내지 50,000 일 수 있으며, 중량평균분자량이 10,000 내지 200,000 일 수 있다.

이와 같은 본 발명의 카다놀계 고분자는 상기 화학식 2의 카다놀 유도체를 단량체로 하여 중합시켜 제조될 수 있다. 구체적으로, 상기 화학식 2의 카다놀 유도체를 반응개시제와 함께 용매에 녹이고, 50 내지 150 ℃에서 1 내지 3 시간 동안 중합 반응시킨 후, 정제하여 얻을 수 있다. 이와 같이 얻은 고분자는, 상온에서 경화시키거나 UV를 쬐어주며 경화시켜 임의의 기재 위에 도막으로 형성될 수 있다.

본 발명의 카다놀계 고분자는, 종래에 비하여 표면 경도가 높고 열적 안정성이 높으며 항균성을 띠는 등 많은 장점을 지니므로, 코팅, 접착제, 플라스틱, 고무, 복합재료, 나노재료 등의 산업 분야에 유용하게 사용될 수 있다.

이하, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 단지 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명을 제한하는 것이 아니다.

하기 실시예 1 및 2에 본 발명의 카다놀 유도체를 제조하는 일례를 기재하였 다.

하기 실시예에 사용된 출발물질 및 각각의 시약은 다음과 같이 구입할 수 있다:

카다놀- Mercury사, 인도(카다놀의 NMR 및 IR 스펙트럼은 도 1 및 2에 첨부) ;

N,N-디메틸설폭사이드(DMSO) - Junsei사, 일본 ; 및

글리시딜 메타크릴레이트 - TCI사, 일본.

실시예 1. 본 발명의 카다놀 유도체의 제조 (KOH 촉매 이용)

카다놀(0.02 mol, 6 g)을 N,N-디메틸설폭사이드(DMSO)에 녹인 후, KOH (0.02 mol, 1.16 g)을 첨가하였다. 여기에 글리시딜 메타크릴레이트(0.04 mol, 5.7 g)를 넣고 상온 및 상압에서 10 시간 동안 반응시켰다.

이후 묽은 염산을 몇 방울 가하여 반응을 종결시키고, 감압증류기를 이용하여 DMSO를 제거하였다. 여기에 염화메틸렌(MC)과 증류수를 가하여 생성물을 추출한 후, 생성물이 녹아있는 MC층을 분리해 내고 MC층에 남아있는 소량의 물을 MgSO₄를 이용하여 완전히 제거하였다. 이후 감압증류기를 이용하여 MC를 제거하여, 밝은 노랑색의 점성 액체 상태인 목적하는 2-하이드록시-3-카다닐프로필 메타크릴레이트(이하 "HCPM"이라 칭함)를 얻었다 (수율: 46 %). 생성물의 NMR 및 IR 측정 결 과는 다음과 같으며, 도 3 및 4에 각각 나타내었다:

¹H NMR (CDCl₃, TMS): δ = 0.88 (t, J = 6.78 Hz, 3H, -CH ₃), 1.20-1.40 (m, CH₃(CH ₂)₁₂CH₂-), 1.60 (m, 2H, CH₃(CH₂)₁₂CH ₂CH₂-), 1.97 (s, 3H, -OC(O)C(CH ₃)=CH₂), 2.02 (m, 2H, -CH₂CH₂CH ₂CH=CHCH₂-), 2.57 (t, J = 8.04 Hz, 2H, -OC₆H₄CH ₂-), 2.75-2.90 (m, -CH₂CH=CHCH ₂CH=CH-), 3.94-4.40 (m, 5H, -OCH ₂CH(OH)CH ₂OC(O)-), 5.20-5.50 (m, -CH₂CH=CHCH₂-), 5.62 및 6.26 (s, 2H, -OC(O)C(CH₃)=CH ₂), 6.67-6.83 (m, 3H, aromatic), 7.19 (t, J= 7.5 Hz, 1H, aromatic);

IR: 1155 cm^-1 (C(Ar)-O 신축진동 (m-알킬 페놀)), 1720 cm^-1 (C=O 신축진동), 3010 cm^-1 (C-H 불포화 탄화수소의 진동), 3471 cm^-1 (O-H 신축진동).

카다놀은 다수의 이중결합을 갖는 화합물들의 혼합물이며, 본 실시예 1에서는 이를 출발물질로 하여 페놀기를 치환시킨 것이다. 이 때 이중결합은 페놀기보다 반응성이 떨어지기 때문에 반응하지 않고 남아 있게 되며, 이것은 반응 전후의 NMR 피크의 변화를 통해서도 확인할 수 있다. 즉, 도 1 및 도 3에서 알 수 있듯이, 5.20-5.50 ppm에서 나타나는 비닐기의 수소 피크의 적분비는 반응 전후가 거의 동일하다. (카다놀- 3.07, HCPM- 3.01) 즉, 반응 전후의 조성 비율은 달라지지 않았음을 알 수 있으며, 그 결과 본 실시예 1에서 얻은 생성물이, 다음과 같은 조 성을 갖는 2-하이드록시-3-카다닐프로필 메타크릴레이트임을 알 수 있다:

실시예 2. 본 발명의 카다놀 유도체의 제조 (NaOH 촉매 이용)

카다놀(0.033 mol, 10 g)을 N,N-디메틸설폭사이드(DMSO)에 녹인 후, NaOH (0.033 mol, 1.32 g)을 첨가하였다. 여기에 글리시딜 메타크릴레이트(0.066 mol, 9.4 g)를 넣고 상온 및 상압에서 10 시간 동안 반응시켰다.

이후 묽은 염산을 몇 방울 가하여 반응을 종결시키고 나서, 감압증류기를 이용하여 DMSO를 제거하였다. 여기에 염화메틸렌(MC)와 증류수를 가하여 생성물을 추출한 후, 생성물이 녹아 있는 MC층을 분리해 내고 MC층에 남아있는 소량의 물을 MgSO₄를 이용하여 완전히 제거하였다. 이후 감압증류기를 이용하여 MC를 제거하여, 밝은 노랑색의 점성 액체 상태인 목적하는 2-하이드록시-3-카다닐프로필 메타크릴레이트를 얻었다 (수율: 50 %). 생성물의 NMR과 IR 분석결과는 상기 실시예 1과 같았다.

실시예 3. 본 발명의 카다놀계 고분자의 합성

상기 실시예 1에서 얻은 카다놀 유도체 (HCPM, 5 mmol, 2.22 g)와 AIBN (0.22 g)을 20 mL의 THF에 녹였다. 콘덴서를 장치시킨 후 100 ℃에서 환류시키며 2 시간 동안 반응시켰다. 반응 후 메탄올과 증류수를 혼합한 용액에 침전시킨 후, 침전물을 THF에 다시 녹여서 메탄올 또는 증류수에 재침전시키는 과정을 2-3번 반복하여 정제하였다. 그 결과, 폴리(2-하이드록시-3-카다닐프로필 메타크릴레이트) (이하, "P-HCPM"이라 칭함)를 합성하였으며, GPC 측정결과 수평균분자량과 중량평균분자량이 각각 14,000 g/mol과 82,000 g/mol이었다. 중합된 P-HCPM의 NMR 및 IR 스펙트럼 결과는 도 5 및 6에 첨부하였다.

¹H NMR (CDCl₃, TMS): δ = 0.87 (t, J = 6.96 Hz, 3H, -CH ₃), 1.20-1.40 (m, CH₃(CH ₂)₁₂CH₂-), 1.55 (m, 2H, CH₃(CH₂)₁₂CH ₂CH₂-), 1.97 (s, 3H, -CH₂-C(CH ₃)(C=O)-), 2.01 (m, 2H, -CH₂CH₂CH ₂CH=CHCH₂-), 2.52 (t, 2H, -OC₆H₄CH ₂-), 2.75-2.90 (m, -CH₂CH=CHCH ₂CH=CH-), 3.94-4.40 (m, 5H, -OCH ₂CH(OH)CH ₂OC(O)-), 5.20-5.50 (m, -CH₂CH=CHCH₂-), 6.67-6.83 (m, 3H, aromatic), 7.13 (t, 1H, aromatic);

IR: 1155 cm^-1 (C(Ar)-O 신축진동 (m-알킬 페놀)), 1728 cm^-1 (C=O 신축진동), 3010 cm^-1 (C-H 불포화 탄화수소의 진동), 3460 cm^-1 (O-H 신축진동)

실시예 4. 본 발명의 카다놀계 고분자를 이용한 도막 형성

상기 실시예 3에서 합성된 카다놀계 고분자(P-HCPM)를 THF에 녹여서 1 중량% 용액을 만들었다. 이 용액 2 mL를 철판(3cm x 3cm)에 떨어뜨린 후 30분 정도 건조시켰다. 형성된 도막을 상온에서 경화(상온경화)시키거나 UV를 쬐어주며 경화(UV경화)시켜 도막을 형성시켰다. 형성된 도막의 두께는 20 내지 25 ㎛ 이었다.

시험예

시험예 1. 열적 안정성의 측정

상기 실시예 1에서 얻은 본 발명의 카다놀 유도체(HCPM)의 열적 안정성을 TGA 분석을 통해 원료 카다놀과 비교 평가해 보았다. 비교 분석 결과 그래프는 도 7에 첨부하였다.

도 7에서 볼 수 있는 바와 같이, 질량이 원래의 50 %가 되는 온도가 원료 카다놀의 경우에 288 ℃인 것에 비하여, 본 발명의 카다놀 유도체는 432 ℃로 측정되었다. 이와 같이 원료 카다놀에 비해 무려 140 ℃ 이상 상승하였으므로, 열적 안정성이 크게 향상되었음을 알 수 있다.

시험예 2. 기계적 물성 측정

상기 실시예 4에서 얻은 도막의 기계적 물성을 초미소경도계를 이용하여 측정하였다. 이 때 하중(load)을 300 mN으로 설정하고 20 초 동안 힘을 가하여 측정하였으며, 그 결과를 아래 표 1에 나타내었다.

상기 표 1에서 보는 바와 같이, 본 발명의 카다놀계 고분자를 상온경화 또는 UV경화시켜 제조한 도막은 높은 표면강도를 나타내었다. 이것은 일본 교토대학의 고바야시 그룹이 발표한, 기존의 폴리카다놀을 코발트 촉매를 이용하여 7일 동안 경화시킨 도막(100 N/㎟)이나, 열을 가하여 21일 동안 경화시킨 도막(80 N/㎟)보다 훨씬 뛰어난 표면강도 값이다. (R. Ikeda, H. Tanaka, H. Uyama, S. Kobayashi, Macromol. Rapid Commun. 2000, 21, 496-499; R. Ikeda, H. Tanaka, H. Uyama, S. Kobayashi, Polymer 2002, 43, 3475-3481)

특히, UV에 의해 경화시킨 도막은 매우 높은 표면강도를 보였고, 눌려진 깊이 또한 매우 얇았다. 즉 본 발명의 카다놀계 고분자(P-HCPM)는 코발트 나프타네이트 같은 유독성의 유기 경화제 또는 무기 경화제 없이 UV를 통하여 경도가 향상됨을 알 수 있다.

시험예 3. 내후성의 측정

내후성 중 광택의 변화를 측정하기 위하여, 상기 실시예 4에서 얻은 도막을 UV에 장시간 (120 시간) 노출 시험을 실시한 후, 광택의 변화를 3회 측정하였다. 광택은 광택계 (gloss meter)로 측정하였으며 45도 각도에서 광을 샘플에 조사하여 45도 각도로 반사되는 광을 측정하여 계산하였다. 그 결과를 간략하게 요약하여 하기 표 2에 나타내었다.

상기 표 2에서 보는 바와 같이, UV에 노출 후 다소의 광택저하는 나타났으나 상온경화 및 UV경화의 경우 모두 80도 이상의 광택을 유지하고 있으며, 특히 UV경화의 경우는 90 도에 가까운 광택을 보였다. 따라서 본 발명의 카다놀계 고분자는 상업적으로 사용될 수 있는 충분한 광택을 가졌음을 알 수 있다.

시험예 4. 항균성의 측정

상기 실시예 4에서 얻은 도막의 녹농균에 대한 항균성을 측정하였다. 먼저, 시험편 위에 일정량의 녹농균을 접종하고, 상기 실시예 4에서 얻은 도막 필름을 덮은 후, 37 ℃ 인큐베이터에서 24 시간 배양시켰다. 배양 후 필름과 시험편 위에 남아있는 균을 버퍼용액으로 씻어낸 후, 한천배지(nutrient agar, NA)에 상기 용액을 접종 후 도말하였다. 이를 37 ℃ 인큐베이터에서 24 시간 배양 후 콜로니의 수를 세었다. 또한, 대조군으로서 상기와 같은 방식으로 하되 도막 필름을 덮지않고 배양시킨 후에 얻은 콜로니의 수를 세었다. 이들 측정값을 이용하여 다음 식에 따라 세균감소율을 계산하였다.

위와 같은 방법으로 측정된 P-HCPM의 상온경화 및 UV경화 물질의 세균감소율을 하기 표 3에 나타내었다.

상기 표 3에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 카다놀계 고분자(P-HCPM)는 상온경화 도막과 UV경화 도막 모두 99.9 %의 높은 항균성을 나타내었다.

지금까지의 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 예시적인 것에 불과하며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 할 수 있는 다양한 변형 및 균등한 타 실시예를 이하에 첨부한 청구범위 내에서 수행할 수 있다는 사실을 이해하여야 한다.

도 1은 원료 카다놀의 ¹H-NMR 스펙트럼이다.

도 2는 원료 카다놀의 IR 스펙트럼이다.

도 3은 실시예 1에서 합성된 카다놀 유도체의 ¹H-NMR 스펙트럼이다.

도 4는 실시예 1에서 합성된 카다놀 유도체의 IR 스펙트럼이다.

도 5는 실시예 4에서 중합된 카다놀계 고분자의 ¹H-NMR 스펙트럼이다.

도 6은 실시예 4에서 중합된 카다놀계 고분자의 IR 스펙트럼이다.

도 7은 실시예 1에서 합성된 카다놀 유도체(HCPM)와 원료 카다놀의 TGA 측정 결과를 비교한 그래프이다.

Claims

하기 화학식 2로 표시되는 카다놀(cardanol) 유도체 혼합물:

[화학식 2]

상기 식에서, A는 수소 또는 메틸이며, R은 다음과 같다:
제1항에 있어서,

상기 카다놀은 카슈넛껍질액(cashew nut shell liquid; CNSL)으로부터 얻어지는 것을 특징으로 하는, 카다놀 유도체 혼합물.
카다놀(cardanol)과 글리시딜 (메타)아크릴레이트를 염기 촉매하에서 반응시킨 후 정제하는 단계를 포함하되,

상기 염기 촉매는 수산화칼륨(KOH), 수산화바륨(Ba(OH)₂), 수산화세슘(CsOH), 수산화나트륨(NaOH), 수산화스트론튬(Sr(OH)₂), 수산화칼슘(Ca(OH)₂), 수산화리튬(LiOH) 및 수산화루비듐(RbOH)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 사용하는 것을 특징으로 하는, 제1항에 따른 카다놀 유도체 혼합물의 제조방법.
삭제
제3항에 있어서,

상기 반응은, 상기 글리시딜 (메타)아크릴레이트 1 몰당 상기 카다놀 0.5 내지 4 몰의 비율로 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.
제3항에 있어서,

상기 염기 촉매는 상기 카다놀 1 몰당 0.5 내지 3 몰의 비율로 첨가시키는 것을 특징으로 하는 방법.
제3항에 있어서,

상기 반응은, 0 내지 50 ℃의 반응온도에서 10 내지 48 시간 동안 실시하는 것을 특징으로 하는 방법.
제3항에 있어서,

상기 정제 단계는 추출에 의해 실시하는 것을 특징으로 하는 방법.
주쇄가 하기의 화학식 3의 반복단위로 이루어진, 카다놀계 고분자:

[화학식 3]

상기 식에서, A는 수소 또는 메틸이며, R은 다음과 같다:
제9항에 있어서,

상기 고분자는, 수평균분자량이 5,000 내지 50,000 인 것을 특징으로 하는, 카다놀계 고분자.
제9항에 있어서,

상기 고분자는, 하기 화학식 2의 카다놀 유도체 혼합물을 중합시켜 제조되는 것을 특징으로 하는, 카다놀계 고분자:

[화학식 2]

상기 식에서, A는 수소 또는 메틸이며, R은 다음과 같다:
제9항에 있어서,

상기 고분자는, 코팅, 접착제, 플라스틱, 고무, 복합재료 또는 나노재료의 산업 분야에 사용되는 것을 특징으로 하는, 카다놀계 고분자.