KR101837583B1 - 소수성 단량체가 그래프트된 폴리우레탄의 제조방법 - Google Patents

소수성 단량체가 그래프트된 폴리우레탄의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 소수성 단량체가 그래프트된 폴리우레탄의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폴리우레탄을 유기 용매에 용해시키는 단계, 폴리우레탄이 용해된 유기 용매에 소수성 단량체를 추가하고 혼합하여 혼합물을 획득하는 단계 및 상기 혼합물에 방사선을 조사하는 단계를 포함하는 소수성 단량체가 그래프트된 폴리우레탄의 제조방법; 및 이러한 방법에 의해 소수성 단량체가 그래프트된 폴리우레탄에 관한 것이다.

Description

소수성 단량체가 그래프트된 폴리우레탄의 제조방법{METHOD FOR PREPARING HYDROPHOBIC MONOMER GRAFTED POLYURETHANE}
본 발명은 소수성 단량체가 그래프트된 폴리우레탄의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화학적 가교제나 촉매를 사용하지 않고 소수성 단량체가 도입된 폴리우레탄의 제조방법을 제공하여 비극성 고분자의 단점인 내연소성과 내충격성을 보완할 수 있도록 하는 것이다.
전 세계적으로 일상생활에서 많이 사용되고 있는 각종 고분자 화합물들은 기계적 강도 등 뛰어난 성능으로 인해 다용성을 가진 것에 비하여 내연소성 및 내충격성에 취약한 단점을 가지고 있다. 따라서 이러한 단점을 개선하는 연구가 활발하게 진행되고 있다.
현재 일상생활에서 대표적으로 많이 사용되고 있는 4대 범용 고분자 수지로는 폴리프로필렌(Polypropylene, PP), 폴리에틸렌(Polyethylene, PE), 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol, PVC), 폴리스티렌(Polystyrene, PS)이 있다. 한편, 폴리우레탄은 상기 폴리프로필렌(Polypropylene, PP), 폴리에틸렌(Polyethylene, PE), 폴리염화비닐(Polyvinyl chloride, PVC), 폴리스티렌에 이어 다섯 번째로 많은 소비시장을 가진 고분자로, 특히 열경화성 수지 중에 가장 많은 소비 시장을 가졌다.
폴리우레탄은 경도 및 내열성이 우수하여 소비자용 가전제품이나 자동차용 부품 소재로 각광받고 있으며, 경질과 연질 폼, 필름, 섬유 등과 같은 다양한 물리적 성질을 갖는 제품의 제조를 가능하게 하였다. 하지만, 극성 고분자인 폴리우레탄은 내연소성, 내충격성에 취약한 단점이 있는 비극성 고분자인 PP나 PS의 고무상의 충격 보강제로써 사용하기에는 제한적이다.
한편, 한국특허출원 제2014-0053094호는 방사선을 통해 폐폴리우레탄을 이용하여 폴리올레핀계 고분자를 개질하는 방법 및 그에 의해 개질된 폴리올레핀계 고분자에 관한 것으로 폴리우레탄을 분쇄하여 미분말화 하고, 이를 폴리올레핀계 고분자와 혼합하여 개질된 폴리올레핀계 고분자를 제공하고 있으나, 이러한 기술은 폴리올레핀계 고분자 자체의 극성을 조절할 수 있는 기술은 아니다.
따라서, 어떠한 화학적 가교제나 촉매 없이 폴리우레탄에 소수성 단량체가 도입되어 다양한 비극성 고분자를 보완할 수 있는 물성을 획득할 수 있는 방법이 제공되는 경우에는 관련분야에서 유용하게 적용될 수 있을 것으로 기대된다.
이에 본 발명의 한 측면은 어떠한 화학적 가교제나 촉매 없이 폴리우레탄에 소수성 단량체를 도입하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 측면은 이와 같은 본 발명의 방법에 의해 소수성 단량체가 도입된 폴리우레탄을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 견지에 의하면, 폴리우레탄을 유기 용매에 용해시키는 단계; 폴리우레탄이 용해된 유기 용매에 소수성 단량체를 추가하고 혼합하여 혼합물을 획득하는 단계; 및 상기 혼합물에 방사선을 조사하는 단계를 포함하는 소수성 단량체가 그래프트된 폴리우레탄의 제조방법이 제공된다.
본 발명의 다른 견지에 의하면, 상술한 본 발명의 방법에 의해 소수성 단량체가 그래프트된 폴리우레탄이 제공된다.
본 발명에 의하면, 방사선 기술을 이용하여 폴리우레탄에 소수성 단량체를 도입함으로써 다양한 비극성 고분자의 고무상 충격 보강제로 사용이 가능하도록 할 수 있다. 또한, 본 발명을 적용하는 경우 기존 합성 고분자 제조방법의 문제점인 복잡한 공정을 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 소수성 단량체가 그래프트된 폴리우레탄 제조 공정을 예시적으로 도시한 것이다.
도 2는 감마선 선량을 25 kGy로 조사하여 스타이렌이 도입된 폴리우레탄의 화학적 구조를 확인하기 위한 ATR-FTIR 분석 결과를 나타낸 것이다. 이때, 도 2에 기재된 %는 중량%이다.
도 3은 감마선 선량을 50 kGy로 조사하여 스타이렌이 도입된 폴리우레탄의 화학적 구조를 확인하기 위한 ATR-FTIR 분석 결과를 나타낸 것이다. 이때, 도 3에 기재된 %는 중량%이다.
도 4는 스타이렌이 도입된 폴리우레탄의 주사전자현미경을 통한 표면 형태 분석 결과를 나타낸 것이다.
도 5는 스타이렌이 도입된 폴리우레탄의 핵자기공명분광기를 통한 구조 분석 결과를 나타낸 것이다.
도 6은 스타이렌이 도입된 폴리우레탄의 X-선 광전자 분광법을 통한 화학적 구조 분석 결과를 나타낸 것이다. 이때, 도 6에 기재된 %는 중량%이다.
도 7은 스타이렌이 도입된 폴리우레탄의 열적 특성를 확인하기 위한 TGA분석 결과를 나타낸 것이다. 이때, 도 7에 기재된 %는 중량%이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.
일반적으로 고분자를 합성 또는 개질하기 위해서는 촉매를 사용하거나 고온, 고압 등의 특수 조건에서의 복잡한 공정이 요구되나, 본 발명에 의하면 어떠한 화학적 가교제나 촉매 없이 방사선 기술을 적용하여 폴리우레탄에 소수성 단량체를 도입하는 방법이 제공된다.
보다 상세하게, 본 발명에 의하면 폴리우레탄을 유기 용매에 용해시키는 단계; 폴리우레탄이 용해된 유기 용매에 소수성 단량체를 추가하고 혼합하여 혼합물을 획득하는 단계; 및 상기 혼합물에 방사선을 조사하는 단계를 포함하는 소수성 단량체가 그래프트된 폴리우레탄의 제조방법이 제공된다.
상기 폴리우레탄을 유기 용매에 용해시키는 단계는 폴리우레탄을 유기 용매와 폴리우레탄의 중량을 합한 총 중량 기준으로 1 내지 20 중량%의 양으로 유기 용매에 용해시키는 것이 바람직하며, 2 내지 7 중량%의 양으로 유기 용매에 용해시키는 것이 보다 바람직하다.
폴리우레탄이 유기 용매와 폴리우레탄의 중량을 합한 총 중량 기준으로 1 중량% 미만의 양으로 용해되는 경우에는 공정 경제상 바람직하지 않으며, 20 중량%를 초과하는 양으로 용해되는 경우에는 용해가 균일하게 충분히 이루어지지 않는 문제가 있다.
이때 사용될 수 있는 상기 유기 용매는 부틸에테르, 헥실아세테이트, 에틸아세테이트, 메틸프로필케톤, 아세톤, 테트라히드로퓨란(THF) 및 에틸프로피온네이트로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나인 것으로, 이에 제한되는 것은 아니며, 바람직하게는 테트라히드로퓨란(THF)을 사용한다.
한편, 상기 혼합물을 획득하는 단계는 유기 용매와 폴리우레탄의 중량을 합한 총 중량 기준으로 100 중량부 당 1 내지 30 중량부의 소수성 단량체가 추가되어 수행되는 것이 바람직하며, 5 내지 20 중량부의 양으로 추가되어 수행되는 것이 보다 바람직하다.
소수성 단량체가 유기 용매와 폴리우레탄의 중량을 합한 총 중량 기준으로 100 중량부 당 1 중량부 미만의 양으로 추가되는 경우에는 폴리우레탄에 충분한 양의 소수성 단량체가 도입되기 어려운 문제가 있으며, 30 중량부를 초과하는 양으로 용해되는 경우에는 소수성 단량체의 증가에 따라 도입량이 상응하여 증가되지 않아 공정상 바람직하지 않은 문제가 있다.
본 발명에 사용될 수 있는 상기 소수성 단량체는 스티렌(styrene), α-메틸 스티렌(α-methyl 스티렌), 4-아세토옥시스티렌(4-acetoxystyrene), 3-비닐벤조익 엑시드(3-vinylbenzoic acid), 3-비닐아닐린(3-vinylaniline), 쇼듐 4-스티렌슐폰네이트(sodium 4-styrenesulfonate), 비닐 피리딘(vinyl pyridine), 비닐 카바졸(vinyl carbazole), 비닐 피롤리돈(vinyl pyrrolidone), N-메틸-N-비닐 아세트아미드(N-methyl-N-vinylacetamide), 비닐 아세테이트(Vinyl acetate), 메타크릴아미드(methacrylamide), 메틸 아크릴레이트(methyl acrylate), 메틸 메타크릴레이트(methyl methacrylate), 글리시딜 메타크릴레이트(glycidyl methyl methacrylate), 아크릴 엑시드(acrylic acid), 메타크릴 엑시드(methacyrlic acid), 아크릴로니트릴(acrylonitrile) 및 N-이소프로필아크릴아미드(N-isopropylacryliamide)로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 비닐계 단량체인 것이나, 이에 제한되는 것은 아니며, 바람직하게는 스티렌계 단량체인 것이다.
나아가, 폴리우레탄이 용해된 유기 용매에 소수성 단량체를 추가하고 혼합하여 획득된 혼합물에 방사선을 조사하는 단계를 수행하며, 이때 소수성 단량체의 이중 결합이 방사선 조사에 의해 끊어지고, 도 5(b)에서 확인할 수 있는 바와 같이 반응하고자 하는 기질인 폴리우레탄에 상기 소수성 단량체가 도입될 수 있다.
상기 방사선을 조사하는 단계는 감마선, 전자선 및 X선으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 방사선에 의해 수행될 수 있으며, 바람직하게는 감마선에 의해 수행된다.
한편, 상기 방사선을 조사하는 단계는 10 내지 100 kGy의 총선량으로 조사되는 것이 바람직하고, 20 내지 70 kGy의 총 선량으로 조사되는 것이 보다 바람직하며, 상기 방사선을 조사하는 단계가 10 kGy의 선량 미만으로 조사되는 경우에는 폴리우레탄과 소수성 단량체와의 반응성이 떨어지는 문제가 있고, 100 kGy의 선량을 초과하여 수행되는 경우에는 선량 증가에 따른 추가 반응성의 향상을 기대할 수 없어 공정 경제 상 바람직하지 않다.
나아가, 본 발명의 소수성 단량체가 그래프트된 폴리우레탄의 제조방법은 후속적으로 방사선 조사된 혼합물을 알코올에 침전시키는 단계; 및 건조하는 단계를 추가로 포함하여 수행될 수 있다.
이때 사용될 수 있는 상기 알코올은 에탄올, 메탄올 및 이소프로판올로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 바람직하게는 메탄올을 사용할 수 있다.
상기 건조하는 단계는 23℃ 내지 60℃의 온도에서 12 내지 36 시간 동안 수행되는 것이 바람직하고, 상기 건조하는 단계가 23 ℃ 미만의 온도에서 수행되는 경우에는 건조 시간이 과도하게 길어지는 경향이 있으며, 60℃를 초과하는 경우에는 급격한 건조로 인하여 변색이나 핀홀이 발생하는 문제가 있으며, 상기 전조하는 단계가 12 시간 미만으로 수행되는 경우에는 건조가 불충분하게 이루어지고, 36시간을 초과하여 이루어지는 경우에는 건조 시간 증가에 따라 획득할 수 있는 추가의 잇점이 없어 공정상 바람직하지 않다.
상기 건조하는 단계는 진공 건조, 자연 건조, 열풍 건조 또는 가압 건조에 의해 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 바람직하게는 진공 건조에 의해 수행될 수 있다.
이와 같이, 본 발명을 적용하는 경우 어떠한 화학적 가교제나 촉매 없이 폴리우레탄에 소수성 단량체를 도입할 수 있으므로 기존 합성 고분자 제조방법의 문제점인 복잡한 공정을 개선할 수 있다.
본 발명의 또 다른 견지에 의하면, 상술한 바와 같은 본 발명의 소수성 단량체가 그래프트된 폴리우레탄의 제조방법에 의해 소수성 단량체가 그래프트된 폴리우레탄이 제공된다.
도 2 내지 도 7에서 확인할 수 있는 바와 같이 본 발명에 의하면 방사선 기술을 이용하여 폴리우레탄에 소수성 단량체를 효과적으로 도입할 수 있고, 따라서 다양한 비극성 고분자의 고무상 충격 보강제로 사용이 가능하도록 할 수 있다.
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예
1. 소수성 단량체가 도입된 개질 폴리우레탄의 제조
실시예 1
폴리우레탄에 소수성 비닐계 단량체인 스타이렌(SHOWA, Japan)을 도입하기 위해 전체 혼합 용액의 중량을 기준으로 THF(Duksan reagent, Korea)에 폴리우레탄을 10 중량% 녹인 후 5 중량%의 스타이렌을 혼합하였다. THF, 폴리우레탄 및 스타이렌이 혼합된 용액에 감마선(60Co 선원, Pencil type, MDS Nordion, Cananda)을 10 kGy/hr의 선량으로 25 kGy 조사하였다.
방사선 조사를 마친 후 스타이렌이 도입된 폴리우레탄을 메탄올에 침전시킨 후 96시간 동안 진공 건조하여 최종적으로 스타이렌이 도입된 개질 폴리우레탄을 얻었다.
실시예 2
폴리우레탄에 소수성 비닐계 단량체인 스타이렌(SHOWA, Japan)을 도입하기 위해 전체 혼합 용액의 중량을 기준으로 THF(Duksan reagent, Korea)에 폴리우레탄을 10 중량% 녹인 후 10 중량%의 스타이렌을 혼합하였다. THF, 폴리우레탄 및 스타이렌이 혼합된 용액에 감마선(60Co 선원, Pencil type, MDS Nordion, Cananda)을 10 kGy/hr의 선량으로 25 kGy 조사하였다.
방사선 조사를 마친 후 스타이렌이 도입된 폴리우레탄을 메탄올에 침전시킨 후 96시간 동안 진공 건조하여 최종적으로 스타이렌이 도입된 개질 폴리우레탄을 얻었다.
실시예 3
폴리우레탄에 소수성 비닐계 단량체인 스타이렌(SHOWA, Japan)을 도입하기 위해 전체 혼합 용액의 중량을 기준으로 THF(Duksan reagent, Korea)에 폴리우레탄을 10 중량% 녹인 후 20 중량%의 스타이렌을 혼합하였다. THF, 폴리우레탄 및 스타이렌이 혼합된 용액에 감마선(60Co 선원, Pencil type, MDS Nordion, Cananda)을 10 kGy/hr의 선량으로 25 kGy 조사하였다.
방사선 조사를 마친 후 스타이렌이 도입된 폴리우레탄을 메탄올에 침전시킨 후 96시간 동안 진공 건조하여 최종적으로 스타이렌이 도입된 개질 폴리우레탄을 얻었다.
실시예 4
폴리우레탄과 스타이렌이 혼합된 용액에 감마선(60Co 선원, Pencil type, MDS Nordion, Cananda)을 10 kGy/hr의 선량으로 50 kGy 조사한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 과정에 의해 스타이렌이 도입된 개질 폴리우레탄을 얻었다.
실시예 5
폴리우레탄과 스타이렌이 혼합된 용액에 감마선(60Co 선원, Pencil type, MDS Nordion, Cananda)을 10 kGy/hr의 선량으로 50 kGy 조사한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 과정에 의해 스타이렌이 도입된 개질 폴리우레탄을 얻었다.
실시예 6
폴리우레탄과 스타이렌이 혼합된 용액에 감마선(60Co 선원, Pencil type, MDS Nordion, Cananda)을 10 kGy/hr의 선량으로 50 kGy 조사한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 과정에 의해 스타이렌이 도입된 개질 폴리우레탄을 얻었다.
2. 전반사 적외선 분광 분석기를 통한 화학적 특성 분석
상기 실시예 1 내지 6에서 획득한 5, 10, 20 중량%의 스타이렌이 각각 도입된 폴리우레탄의 화학적 특성을 전반사 적외선 분광 분석기(Bruker TEMSOR 37, Bruker AXS. Inc., Germany)를 이용하여 분석하였다.
시료의 크기는 직경 4 mm였으며, 해상도는 6 cm-1이었고, 650-4000 cm-1의 스펙트럼에서 64회 스캔하여 분석하였다.
감마선 선량을 25 kGy로 조사한 실시예 1 내지 3의 스타이렌이 도입된 폴리우레탄의 화학적 구조를 ATR-FTIR 분석한 결과, 도 2에 나타난 바와 같이 스타이렌이 가지고 있는 방향족 sp2 C-H 결합이 690 ~ 710 cm-1과 730 ~ 770 cm-1에서 확인되었으며, 스타이렌 함량이 증가할수록 피크의 강도가 증가 되는 것을 확인하였다.
한편, 감마선 선량을 50 kGy로 조사한 실시예 4 내지 5의 스타이렌이 도입된 폴리우레탄의 화학적 구조를 ATR-FTIR 분석한 결과, 도 3에 나타난 바와 같이 스타이렌이 가지고 있는 방향족 sp2 C-H 결합이 690 ~ 710 cm-1과 730 ~ 770 cm-1에서 확인되었으며, 스타이렌 함량이 증가할수록 피크의 강도가 증가 되는 것을 역시 확인하였다.
3. 주사전자현미경을 통한 표면 형태 분석
상기 실시예 1 내지 6에서 획득한 스타이렌이 도입된 폴리우레탄의 표면 형태를 주사전자현미경(JSM-6390, JEOL, Japan)을 이용하여 분석하였다. 폴리우레탄의 고해상도 이미지를 얻기 위해 60초 동안 골드 코팅을 하였으며, 10 kV의 전자빔, 10-20mm의 거리의 조건을 사용하여 분석하였다.
도 4에 나타난 바와 같이 스타이렌이 도입되지 않은 폴리우레탄(PU)은 표면이 매끄러웠지만 스타이렌이 도입된 폴리우레탄은 표면이 거친 형태를 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 스타이렌의 함량이 증가할수록 우레탄 표면의 거친 형태가 증가되었으며, 감마선 조사 선량이 증가할수록 폴리우레탄 표면의 거친 형태가 증가하였다.
나아가, 블루 잉크 염색을 통해서 스타이렌의 도입 정도를 보다 명확히 확인하였으며, 도 4에 나타난 바와 같이 친수성 고분자인 폴리우레탄은 블루 잉크가 염색되어 진한 파란색을 나타낸 반면, 소수성인 스타이렌 함량이 증가할수록 연한 파란색을 나타내어 감마선을 이용하여 스타이렌이 폴리우레탄에 도입된 것을 확인할 수 있었다.
4. 핵자기공명분광기를 통한 구조 분석
상기 실시예 6에서 획득된 스타이렌이 도입된 폴리우레탄의 구조 분석을 핵자기공명분광기(1H-NMR, ECA 5―mHz spectrometer, JEOL, Japan)을 이용하여 분석하였다. 분석에 사용된 용매는 THF-d8를 사용하였으며, 3.5 mg/0.5mL의 조건을 사용하여 분석하였다.
도 5(a)와 같이 개질되지 않은 폴리우레탄의 아마이드 그룹이 8.3ppm에서 확인되었으며, 2-2.2ppm에서 카보닐 그룹, 2.3ppm에서 벤질 그룹이 확인되었다.
한편, 도 5(b)와 같이 스타이렌이 도입된 폴리우레탄의 경우, 2-2.2ppm에서 카보닐 그룹 피크 강도가 폴리우레탄보다 감소되었으며, 벤질 그룹의 피크는 증가된 것으로 확인하였다. 즉, 폴리우레탄의 카보닐 그룹에 스타이렌이 도입되어 카보닐 그룹의 피크 강도가 감소된 것으로 나타났으며, 스타이렌의 도입으로 인해 벤질 그룹이 증가된 것이다.
5. X-선 광전자 분광법을 통한 화학적 구조 분석
상기 실시예 1 내지 6에서 획득한 스타이렌이 도입된 폴리우레탄의 화학적 구조분석을 X-선 광전자 분광법(XPS, Theta Probe AR-XPS System, Thermo Fisher Scientific, U.K )을 이용하여 분석하였다. 에노드는 15 kV에서 측정하였으며, C1s와 O1s는 각각 284.6 eV와 533 eV의 조건으로 분석하였다.
스타이렌의 도입에 따라 폴리우레탄의 카본과 옥시젠의 변화를 X-선 광전자 분광법을 통해 확인하고, 폴리우레탄의 카본과 옥시젠을 287.5 eV와 533 eV 에서 확인하였다. 폴리우레탄의 카본과 옥시젠 함량은 각각 76.44, 21.22 %로 확인하였다.
도 6에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 3을 비교해 보면, 감마선 조사 선량이 25 kGy에서 스타이렌 함량이 5, 10, 20 %로 증가할수록 카본의 경우 78.09, 80.11, 81.14 %로 증가된 반면, 옥시젠의 경우 19.63, 17.04, 15.43 %로 감소되었다. 이는 카본이 증가되고 옥시젠이 감소됨에 따라 강한 소수성을 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 실시예 4 내지 6을 비교해 보면 감마선 조사선량 50 kGy에서도 역시 마찬가지로 카본의 경우 77.56, 80.46, 87.36 %로 증가되었으며, 옥시젠은 20.30, 16.52, 10.56%로 감소되었다. 즉, 20% 스티렌_PU 25 kGy (카본=81.14 %, 옥시젠=15.43 %) 보다 20% 스티렌 _PU 50 kGy (카본=87.36 %, 옥시젠=10.56 %)에서 카본이 6.22 % 증가되었으며, 옥시젠은 4.87 % 감소하였다. 이를 바탕으로 스타이렌이 폴리우레탄의 카보닐 그룹에 도입된 것으로 확인할 수 있었다.
6. TGA를 통한 열적 특성 분석
상기 실시예 1 내지 6에서 획득한 5, 10, 20 중량%의 스타이렌이 각각 도입된 폴리우레탄의 열적 특성을 TGA(TA Instrument Q600, USA)를 이용하여 분석하였다.
시료의 무게는 15 mg 기준으로 40 ~ 700 °C의 온도 범위를 10 °C/min의 승온 속도로 질소 상태에서 분석하였다.
감마선 선량을 25 kGy로 조사한 실시예 1 내지 3의 스타이렌이 도입된 폴리우레탄의 열적 특성를 확인하기 위해 TGA분석한 결과, 도 7에 나타난 바와 같이 스타이렌 함량이 증가 될수록 같은 온도에서 분해되는 양의 차이를 보였다. 410 °C에서 폴리우레탄은 10.99 %가 잔존하였으며, 25 kGy의 선량으로 조사한 경우 각각 5, 10, 20 %의 스타이렌이 도입되었을 때 14.89 %, 15.06 %, 17.81 %가 잔존하는 것을 확인할 수 있었다. 이는 스타이렌 함량이 증가할수록 분해되는 온도도 증가되는 것을 의미하는 것이다.
감마선 선량을 50 kGy로 조사한 실시예 4 내지 6의 스타이렌이 도입된 폴리우레탄의 열적 특성를 확인하기 위해 TGA분석한 결과, 50 kGy의 선량으로 조사한 경우에도 마찬가지로 각각 5, 10, 20 %의 스타이렌이 도입되었을 때 12.35 %, 15.18 %, 17.83 %가 잔존하는 것을 확인할 수 있었다.
이와 같이, 본 발명에 의하면 방사선을 이용하여 폴리우레탄에 소수성 단량체를 도입함으로써 개시제나 가교제와 같은 화학적 첨가제의 사용이 요구되지 않으며, 이에 따라 방사선 기술을 이용한 효과적인 고기능성 복합 재료의 응용 가능성을 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

Claims (12)

  1. 폴리우레탄을 테트라히드로퓨란(THF) 용매에 용해시키는 단계;
    폴리우레탄이 용해된 테트라히드로퓨란(THF) 용매에 스티렌(styrene) 단량체를 추가하고 혼합하여 혼합물을 획득하는 단계; 및
    상기 혼합물에 방사선을 조사하는 단계
    를 포함하는, 스티렌 단량체가 그래프트된 폴리우레탄의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 폴리우레탄을 테트라히드로퓨란(THF) 용매에 용해시키는 단계는 폴리우레탄을 테트라히드로퓨란(THF) 용매와 폴리우레탄의 중량을 합한 총 중량 기준으로 1 내지 20 중량%의 양으로 테트라히드로퓨란(THF) 용매에 용해시키는, 스티렌 단량체가 그래프트된 폴리우레탄의 제조방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 혼합물을 획득하는 단계는 테트라히드로퓨란(THF) 용매와 폴리우레탄의 중량을 합한 총 중량 기준으로 100 중량부 당 1 내지 30 중량부의 스티렌 단량체가 추가되어 수행되는, 스티렌 단량체가 그래프트된 폴리우레탄의 제조방법.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 방사선을 조사하는 단계는 감마선, 전자선 및 X선으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 방사선에 의해 수행되는, 스티렌 단량체가 그래프트된 폴리우레탄의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 방사선을 조사하는 단계는 10 내지 100 kGy의 총선량으로 조사되는, 스티렌 단량체가 그래프트된 폴리우레탄의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서, 방사선 조사된 혼합물을 알코올에 침전시키는 단계; 및
    건조하는 단계
    를 추가로 포함하는, 스티렌 단량체가 그래프트된 폴리우레탄의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 알코올은 에탄올, 메탄올 및 이소프로판올로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나인, 스티렌 단량체가 그래프트된 폴리우레탄의 제조방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 건조하는 단계는 23 내지 60 의 온도에서 12 내지 36 시간 동안 수행되는, 스티렌 단량체가 그래프트된 폴리우레탄의 제조방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 건조하는 단계는 진공 건조, 자연 건조, 열풍 건조 또는 가압 건조에 의해 수행되는, 스티렌 단량체가 그래프트된 폴리우레탄의 제조방법.
  12. 삭제
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