KR20160010109A - Thermoreversible elastomers and the method for preparation of the same - Google Patents

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Abstract

The present invention provides a heat reversible elastic body where one or more selected from the group consisting of maleic anhydride, maleic acid, and maleic acid derivative comprise a monomer of grafted synthetic rubber, and an ion bond and a covalent bond between the monomers of the synthetic rubber are formed at the same time. The heat reversible elastic body according to the present invention has excellent physical properties because the ion bond and the covalent bond between the monomers of the synthetic rubber are formed at the same time, and shows heat reversible properties at the low temperature. Thus, the heat reversible elastic body according to the present invention has a reusable effect due to a reversible reaction by heat.

Description

열가역성 탄성체 및 이의 제조방법{Thermoreversible elastomers and the method for preparation of the same}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermoreversible elastomer and a thermoreversible elastomer,

본 발명은 열가역성 탄성체 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 합성고무의 단위체 사이에 이온 결합 및 공유 결합이 동시에 형성된 열가역성 탄성체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a thermoreversible elastomer and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a thermoreversible elastomer in which ionic bonds and covalent bonds are simultaneously formed between monomer units of a synthetic rubber and a method for producing the same.

일반적으로 고무는 외력에 의해 모양과 부피가 변형된 후 힘을 제거하였을 때 본래의 상태로 되돌아가려는 탄성을 가지는데, 고무의 탄성은 힘을 점차 크게 가하면 어느 단계 이상에서는 외력을 제거하더라도 변형이 그대로 남는 영구변형을 일으키므로 이러한 영구변형의 한계를 증가시키고 기계적 물성을 향상시키기 위하여 고무 조성물에 황이나 유기과산화물 등의 가교제를 사용하여 망상 구조의 가교를 형성시킨다. 그러나 가교된 고무 조성물은 열경화성(Thermosetting)을 나타내어 재활용이 불가능한 단점을 지니게 된다.
Generally, rubber has the elasticity to return to the original state when the shape and volume are deformed by the external force and then the force is removed. The elasticity of the rubber gradually increases the force, In order to increase the limit of permanent deformation and improve the mechanical properties, crosslinking of the network structure is formed by using a crosslinking agent such as sulfur or organic peroxide in the rubber composition. However, the crosslinked rubber composition exhibits thermosetting and has a disadvantage that it can not be recycled.

기존의 고무의 재활용이라 함은 가교 고무 특성상 고무 화합물의 분자 구조를 망상화하여 경화시킨 고무가 다시 용융되지 않기 때문에 새롭게 용융시켜 신생고무와 같이 다시 가황하여 재활용할 수가 없으므로 단지 기사용하였던 고무를 잘게 분쇄하여 분말로 만든 다음 단순히 신생 고무에 섞어서 사용하는 정도의 재활용하는 것에 지나지 않는 것이었다.
Conventional rubber recycling means that the molecular structure of the rubber compound is retreated and the rubber that is cured is not melted again due to the nature of the crosslinked rubber. Therefore, it is not possible to recycle the old rubber because it is newly re- It was merely to be recycled to the extent that it was pulverized into powder and then mixed with new rubber.

따라서, 이러한 고무 조성물의 단점을 극복하기 위하여 상온에서는 경질 세그멘트의 물리적 응집에 의해 고무의 특성인 탄성을 가지고 고온에서는 물리적 응집이 용융되어 열가소성(Thermoplastic)을 가져 재활용이 가능한 열가소성 탄성체(Thermoplastic elastomer, TPE)가 개발되어 고무 적용 분야에 사용되고 있으며 최근에는 환경 문제가 사회 및 산업 전반에 걸쳐 가장 부각되고 있는 가운데 고무를 열가소성 탄성체 소재로 대체하기 위한 연구 개발이 활발히 진행되어 적용 분야가 점차 확대되는 추세이다.
Therefore, in order to overcome the disadvantages of such a rubber composition, a thermoplastic elastomer (TPE) having elasticity, which is characteristic of rubber by physical agglomeration of hard segment at room temperature, and physical aggregation is melted at high temperature, ) Has been developed and used in rubber applications. Recently, environmental issues have been highlighted most in society and industry, and research and development to replace rubber with thermoplastic elastomer material have been progressing actively and application fields are gradually expanding.

열가소성 탄성체는 열가소성으로 인해 까다로운 가교공정이 없어 생산성이 높고 기존의 플라스틱 가공기기를 개조 없이 사용할 수 있는 장점을 가지는 반면, 화학적인 가교구조를 갖는 기존의 가교 고무에 비해 상대적으로 내열성, 내구성, 영구압축변형률, 탄성복원력, 내스크래치성 등이 떨어지며 잔류변형이 커서 응력 완화나 크리이프(Creep)현상이 나타나는 단점도 가진다. 이러한 단점을 보완하기 위해 개발된 열가소성 가황고무(Thermoplastic vulcanizates; TPV)는 연질의 고무와 경질의 플라스틱의 블렌드이지만 연질 고무 부분이 가교 되어 있어 기존의 열경화성 고무와 유사한 탄성을 나타내는 소재이나, 경질 플라스틱부에 주로 사용되는 폴리프로필렌(PP)나 폴리에틸렌(PE)에 의하여 가소성이 부여되기 때문에 충진제의 충진율이 일반 플라스틱과 유사하게 낮아 30 중량% 이상 고충진하기가 어려우며, 내스크레치성이 나쁜 단점을 가지고 있다.
The thermoplastic elastomer is advantageous in that it has high productivity because it has no complicated crosslinking process due to its thermoplasticity and can be used without modification of the existing plastic processing apparatus. On the other hand, compared with the conventional crosslinked rubber having a chemical crosslinking structure, the heat resistance, durability, Strain, elastic restoring force, and scratch resistance are lowered, and residual strain is large, which causes stress relaxation and creep phenomenon. Thermoplastic vulcanizates (TPV), developed to overcome these shortcomings, are blends of soft rubber and hard plastic, but they are materials that exhibit resilience similar to conventional thermosetting rubber due to the cross-linking of soft rubber parts, Plasticity (PP) or polyethylene (PE), which is mainly used for the plasticizer (PE), the filling rate of the filler is low similarly to that of the general plastic, so that it is difficult to increase the content by 30 wt% or more and has a disadvantage that the scratch resistance is poor .

이때 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 방안으로, 개발되고 있는 것이 열가역성 탄성체이며, 이와 같은 열가역성 탄성체에 대한 일례로써, M. A. J. van der Mee 등의 논문에서는 수소결합과 이온성 상호작용을 이용하여 무수말레인과 올레핀 수지를 그라프팅화시킨 열가역성 가교 말레익화된 에틸렌/프로필렌 고무가 개시된 바 있다(rubber chemistry and technology, 81, 96, 2007). 그러나, 상기와 같이 수소결합 또는 이온성 상호작용으로는 제조된 열가역성 탄성체의 물성이 부족하거나, 고온에서 열가역 특성이 나타나는 문제가 있다.
As a method for solving the above problems, a thermally reversible elastomer has been developed. As an example of such a thermally reversible elastomer, MAJ van der Mee et al. A thermally reversible crosslinked maleated ethylene / propylene rubber in which the maleic anhydride and the olefin resin are grafted has been disclosed (rubber chemistry and technology, 81, 96, 2007). However, as described above, hydrogen bonding or ionic interaction has a problem in that the thermally reversible elastomer produced has insufficient physical properties or exhibits thermoreversible properties at high temperatures.

이에, 본 발명자들은 물성이 우수하고 저온에서 열가역 특성을 나타내는 열가역적 탄성체를 연구하던 중, 말레익 안하이드라이드(maleic anhydride), 말레인산(maleic acid) 및 말레인산 유도체 중 하나 이상이 그라프트된 합성고무의 단위체 사이에 이온 결합 및 공유 결합이 동시에 형성된 열가역성 탄성체를 개발하고, 본 발명을 완성하였다.
Accordingly, the inventors of the present invention have been studying thermoreversible elastomers having excellent physical properties and thermoreversible properties at low temperatures, and have found that when a maleic anhydride, a maleic acid, and a maleic acid derivative in which at least one of maleic acid derivatives are grafted A thermally reversible elastomer in which ionic bonds and covalent bonds are simultaneously formed between monomer units of rubber has been developed and the present invention has been completed.

본 발명의 목적은 열가역성 탄성체 및 이의 제조방법을 제공하는 데 있다.
It is an object of the present invention to provide a thermo-reversible elastomer and a method of manufacturing the same.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은In order to achieve the above object,

말레익 안하이드라이드(maleic anhydride), 말레인산(maleic acid) 및 말레인산 유도체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 종 이상이 그라프트된 합성고무의 단위체를 포함하고,At least one monomer selected from the group consisting of maleic anhydride, maleic acid and maleic acid derivatives is grafted,

상기 합성고무의 단위체 사이에 이온 결합 및 공유 결합이 동시에 형성된 것을 특징으로 하는 열가역성 탄성체를 제공한다.
And a thermally reversible elastomer characterized in that an ionic bond and a covalent bond are simultaneously formed between the monomer units of the synthetic rubber.

또한, 본 발명은In addition,

말레익 안하이드라이드(maleic anhydride) 그라프트된 합성고무를 준비하는 단계(단계 1);Preparing a maleic anhydride grafted synthetic rubber (step 1);

상기 단계 1에서 준비된 말레익 안하이드라이드 그라프트된 합성고무와 금속염 및 2 차 알콜 또는 3 차 알콜을 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계(단계 2); 및Mixing the maleic anhydride grafted synthetic rubber prepared in the step 1 with a metal salt and a secondary alcohol or a tertiary alcohol to prepare a mixture (step 2); And

상기 단계 2에서 제조된 혼합물을 교반하여 합성고무 분자 사이에 이온 결합 및 공유 결합을 형성시키는 단계(단계 3);를 포함하는 열가역성 탄성체의 제조방법을 제공한다.
And stirring the mixture prepared in step 2 to form an ionic bond and a covalent bond between synthetic rubber molecules (step 3).

나아가, 본 발명은Further,

상기의 열가역성 탄성체를 포함하는 자동차 고무 부품을 제공한다.
There is provided an automobile rubber component comprising the above-mentioned thermally reversible elastomer.

본 발명에 따른 열가역성 탄성체는 합성고무 단위체 사이에 이온 결합 및 공유 결합이 동시에 형성되어 물성이 우수하고, 저온에서 열가역 특성을 나타내는 효과가 있다. 이와 같이, 본 발명에 따른 열가역성 탄성체는 열에 의해 가역반응을 나타내므로 재사용이 가능한 효과가 있다.
The thermally reversible elastomer according to the present invention has an effect of simultaneously forming ionic bonds and covalent bonds between synthetic rubber units and thus exhibiting excellent physical properties and exhibiting thermoreversible properties at low temperatures. As described above, the thermo-reversible elastomer according to the present invention exhibits a reversible reaction by heat, so that it is reusable.

도 1은 본 발명에 따른 실시예 1 및 비교예 1 내지 4에서 제조된 열가역성 탄성체 및 말레익 안하이드라이드가 그라프트된 이소부틸렌-이소프렌 고무를 시차주사 열량측정법(DSC)으로 분석한 그래프이고;
도 2 내지 5는 본 발명에 따른 실시예 1 및 비교예 1 내지 4에서 제조된 열가역성 탄성체 및 말레익 안하이드라이드가 그라프트된 이소부틸렌-이소프렌 고무를 만능 시험기(UTM)로 분석한 그래프이고;
도 6 내지 9는 본 발명에 따른 실시예 1 및 비교예 2 내지 4에서 제조된 열가역성 탄성체를 적외선 분광 분석법(FT-IR)으로 분석한 그래프이다.
1 is a graph showing the results of differential scanning calorimetry (DSC) analysis of thermally reversible elastomer and maleic anhydride grafted isobutylene-isoprene rubber prepared in Example 1 and Comparative Examples 1 to 4 according to the present invention ego;
2 to 5 are graphs showing the results of analysis of the thermally reversible elastomer and maleic anhydride-grafted isobutylene-isoprene rubber prepared in Example 1 and Comparative Examples 1 to 4 according to the present invention by a universal testing machine (UTM) ego;
Figs. 6 to 9 are graphs of the thermally reversible elastomers prepared in Example 1 and Comparative Examples 2 to 4 according to the present invention by infrared spectroscopy (FT-IR).

본 발명은The present invention

말레익 안하이드라이드(maleic anhydride), 말레인산(maleic acid) 및 말레인산 유도체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 종 이상이 그라프트된 합성고무의 단위체를 포함하고,At least one monomer selected from the group consisting of maleic anhydride, maleic acid and maleic acid derivatives is grafted,

상기 합성고무의 단위체 사이에 이온 결합 및 공유 결합이 동시에 형성된 것을 특징으로 하는 열가역성 탄성체를 제공한다.
And a thermally reversible elastomer characterized in that an ionic bond and a covalent bond are simultaneously formed between the monomer units of the synthetic rubber.

이하, 본 발명에 따른 열가역성 탄성체에 대하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, the thermo-reversible elastomer according to the present invention will be described in detail.

본 발명에 따른 열가역성 탄성체에 있어서, 상기 열가역성 탄성체는 말레익 안하이드라이드(maleic anhydride), 말레인산(maleic acid) 및 말레인산 유도체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 종 이상이 그라프트된 합성고무의 단위체를 포함할 수 있다.In the thermo-reversible elastomer according to the present invention, the thermo-reversible elastomer is a synthetic rubber monomer unit in which at least one member selected from the group consisting of maleic anhydride, maleic acid and maleic acid derivatives is grafted . ≪ / RTI >

이때, 상기 합성고무는 이소부틸렌-이소프렌 고무, 에틸렌-프로필렌 고무, 이소프렌 고무, 부타디엔 고무, 스티렌-부타디엔 고무 및 니트릴 고무 등일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 바람직하게는, 기체 차단이 우수하고, 방진 고무 등에 사용되는 이소부틸렌-이소프렌 고무일 수 있다.
The synthetic rubber may be an isobutylene-isoprene rubber, an ethylene-propylene rubber, an isoprene rubber, a butadiene rubber, a styrene-butadiene rubber, a nitrile rubber or the like, but is not limited thereto. Preferably, it may be an isobutylene-isoprene rubber having excellent gas barrier properties and being used in vibration-damping rubbers and the like.

본 발명에 따른 열가역성 탄성체에 있어서, 상기 열가역성 탄성체는 합성고무의 단위체 사이에 이온 결합 및 공유 결합이 동시에 형성된 것을 특징으로 한다.In the thermally reversible elastomer according to the present invention, the thermally reversible elastomer is characterized in that ionic bonds and covalent bonds are simultaneously formed between the units of the synthetic rubber.

상기 열가역성 탄성체에 포함된 합성고무의 단위체 사이에 이온 결합 및 공유 결합이 동시에 형성됨으로써, 우수한 물성을 유지함과 더불어 150 ℃ 이하의 저온에서 열가역 특성을 나타낼 수 있다. 바람직하게는, 상기 열가역성 탄성체는 50 내지 150 ℃의 온도에서 열가역 특성을 나타낼 수 있다. 상기와 같이 저온에서 열가역 특성을 나타냄으로써 상기 열가역 탄성체를 포함하는 고무 제품을 재활용하는 경우 에너지 소비가 적어 경제적이다.
The ionic bond and the covalent bond are simultaneously formed between the units of the synthetic rubber contained in the thermo-reversible elastomer, thereby exhibiting thermoreversible characteristics at a low temperature of 150 ° C or less while maintaining excellent physical properties. Preferably, the thermo-reversible elastomer may exhibit thermoreversible properties at a temperature of 50 to 150 ° C. When the rubber product containing the thermoreversible elastomer is recycled by exhibiting the thermoreversible characteristic at low temperature as described above, the energy consumption is small and it is economical.

또한, 본 발명은In addition,

말레익 안하이드라이드(maleic anhydride) 그라프트된 합성고무를 준비하는 단계(단계 1);Preparing a maleic anhydride grafted synthetic rubber (step 1);

상기 단계 1에서 준비된 말레익 안하이드라이드 그라프트된 합성고무와 금속염 및 2 차 알콜 또는 3 차 알콜을 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계(단계 2); 및Mixing the maleic anhydride grafted synthetic rubber prepared in the step 1 with a metal salt and a secondary alcohol or a tertiary alcohol to prepare a mixture (step 2); And

상기 단계 2에서 제조된 혼합물을 교반하여 합성고무 분자 사이에 이온 결합 및 공유 결합을 형성시키는 단계(단계 3);를 포함하는 열가역성 탄성체의 제조방법을 제공한다.
And stirring the mixture prepared in step 2 to form an ionic bond and a covalent bond between synthetic rubber molecules (step 3).

이하, 본 발명에 따른 열가역성 탄성체의 제조방법에 대하여 각 단계별로 상세히 설명한다.
Hereinafter, the method for producing thermo-reversible elastomer according to the present invention will be described in detail for each step.

먼저, 본 발명에 따른 열가역성 탄성체의 제조방법에 있어서, 단계 1은 말레익 안하이드라이드(maleic anhydride) 그라프트된 합성고무를 준비하는 단계이다.First, in the method for producing a thermally reversible elastomer according to the present invention, step 1 is a step of preparing a maleic anhydride grafted synthetic rubber.

상기 단계 1은 합성고무에 극성을 띄고 이온 결합 및 공유 결합을 가질 수 있는 위치(site)를 형성할 수 있도록 하기 위하여, 말레익 안하이드라이드를 그라프트시키는 단계이다.
Step 1 is a step of grafting maleic anhydride so as to form a site which is polarized in the synthetic rubber and can have ionic bonds and covalent bonds.

구체적으로, 상기 단계 1의 합성고무는 이소부틸렌-이소프렌 고무, 에틸렌-프로필렌 고무, 이소프렌 고무, 부타디엔 고무, 스티렌-부타디엔 고무 및 니트릴 고무 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않으며, 바람직하게는 부틸 고무로써 기체 차단이 우수한 고무이고 방진 고무 등에 사용되는 이소부틸렌-이소프렌 고무를 사용할 수 있다.
Specifically, the synthetic rubber of step 1 may be an isobutylene-isoprene rubber, an ethylene-propylene rubber, an isoprene rubber, a butadiene rubber, a styrene-butadiene rubber or a nitrile rubber, As the rubber, an isobutylene-isoprene rubber excellent in gas barrier property and used for vibration proof rubber can be used.

나아가, 상기 단계 1의 말레익 안하이드라이드 그라프트된 합성고무를 준비하는 단계는, 일례로써Further, the step of preparing the maleic anhydride grafted synthetic rubber of the step 1 is, for example,

합성고무를 용매에 용해시켜 합성고무 용액을 제조하는 단계(단계 a); 및Dissolving the synthetic rubber in a solvent to prepare a synthetic rubber solution (step a); And

상기 단계 a에서 제조된 합성고무 용액에 말레익 안하이드라이드 및 디벤조일 퍼옥사이드(dibenzoyl peroxide)를 혼합하고, 80 내지 100 ℃의 온도로 가열하는 단계(단계 b);를 포함할 수 있다.
Mixing the maleic anhydride and dibenzoyl peroxide in the synthetic rubber solution prepared in step a), and heating the mixture to a temperature of 80 to 100 ° C (step b).

상기 단계 a는 합성고무를 용매에 용해시켜 합성고무 용액을 제조하는 단계이다. The step (a) is a step of dissolving synthetic rubber in a solvent to prepare a synthetic rubber solution.

구체적으로, 상기 단계 a에서는 합성고무를 톨루엔 등의 비극성 용매에 용해시켜 합성고무 용액을 제조한다.
Specifically, in step a, a synthetic rubber solution is prepared by dissolving synthetic rubber in a non-polar solvent such as toluene.

상기 단계 b는 상기 단계 a에서 제조된 합성고무 용액에 말레익 안하이드라이드 및 디벤조일 퍼옥사이드(dibenzoyl peroxide)를 혼합하고, 80 내지 100 ℃의 온도로 가열하는 단계이다.The step (b) is a step of mixing maleic anhydride and dibenzoyl peroxide into the synthetic rubber solution prepared in the step (a) and heating the mixture to a temperature of 80 to 100 ° C.

상기 단계 b는 상기 단계 a에서 제조된 합성고무 용액에 그라프트시킬 말레익 안하이드라이드와 반응을 위한 보조제로써 디벤조일 퍼옥사이드를 혼합하고, 80 내지 100 ℃의 온도로 가열하여 합성고무에 말레익 안하이드라이드를 그라프트시키는 단계이다.
The step b is a step of mixing dibenzoyl peroxide as an auxiliary agent for reaction with maleic anhydride to be grafted in the synthetic rubber solution prepared in step a, heating the mixture at a temperature of 80 to 100 占 폚, And grafting the anhydride.

이때, 상기 단계 b의 가열은 1 일 이상, 특히 3 일 이상 수행하는 것이 바람직하며, 1 내지 10 일의 시간 동안 수행될 수 있다. 상기와 같이 충분한 시간 동안 반응시켜 말레익 안하이드라이드를 합성고무에 그라프트시키는 것이 바람직하다.
In this case, the heating in step b is preferably carried out for at least one day, particularly preferably for at least three days, and for a time of from 1 to 10 days. It is preferable that the maleic anhydride is grafted to the synthetic rubber by reacting for a sufficient time as described above.

또한, 상기 단계 b를 수행하여 말레익 안하이드라이드를 합성고무에 그라프트시키고 난 후, 상기 용액을 진공 조건 하에 20 내지 60 ℃의 온도에서 12 내지 48 시간 동안 건조하여 고형화시킬 수 있다.
Also, after step b) is performed to graft the maleic anhydride to the synthetic rubber, the solution can be solidified by drying under vacuum conditions at a temperature of 20 to 60 ° C for 12 to 48 hours.

다음으로, 본 발명에 따른 열가역성 탄성체의 제조방법에 있어서, 단계 2는 상기 단계 1에서 준비된 말레익 안하이드라이드 그라프트된 합성고무와 금속염 및 2 차 알콜 또는 3 차 알콜을 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계이다.
Next, in the method for producing thermo-reversible elastomer according to the present invention, Step 2 is a step of mixing the maleic anhydride grafted synthetic rubber prepared in Step 1 with a metal salt and a secondary alcohol or a tertiary alcohol to prepare a mixture .

구체적으로, 상기 단계 2의 금속염은 포타슘 하이드록사이드(potassium hydroxide, KOH)를 사용할 수 있다. 또한, 상기 단계 2의 2 차 알콜은 에틸렌글리콜(ethylene glycol)을 사용할 수 있다. 나아가, 상기 단계 2의 3 차 알콜은 글리세롤(gylcerol)을 사용할 수 있다. 그러나, 상기 단계 2의 금속염 및 2 차 알콜 또는 3 차 알콜은 말레익 안하이드라이드 그라프트된 합성고무의 말레익 안하이드라이드를 개환시켜 결합되고, 이를 통해 이온 결합 및 공유 결합을 동시에 나타낼 수 있으면 이에 제한되지 않고 사용할 수 있다.
Specifically, the metal salt of step 2 may be potassium hydroxide (KOH). The secondary alcohol in the step 2 may be ethylene glycol. Further, the tertiary alcohol in step 2 may be glycerol. However, the metal salt of the step 2 and the secondary alcohol or the tertiary alcohol may be formed by ring-opening the maleic anhydride of the maleic anhydride-grafted synthetic rubber, thereby simultaneously showing the ionic bond and the covalent bond But the present invention is not limited thereto.

또한, 상기 단계 2의 혼합물은 톨루엔, 메탄올, 2-프로판올, 아세톤, 에탄올 및 싸이클로헥산 등의 용매를 더 포함할 수 있다. 일례로써, 상기 단계 2의 혼합물은 톨루엔과 2-프로판올이 혼합된 용매를 더 포함할 수 있다.
In addition, the mixture of step 2 may further include a solvent such as toluene, methanol, 2-propanol, acetone, ethanol and cyclohexane. By way of example, the mixture of step 2 may further comprise a solvent in which toluene and 2-propanol are mixed.

다음으로, 본 발명에 따른 열가역성 탄성체의 제조방법에 있어서, 단계 3은 상기 단계 2에서 제조된 혼합물을 교반하여 합성고무 단위체 사이에 이온 결합 및 공유 결합을 형성시키는 단계이다.Next, in the method for producing a thermally reversible elastomer according to the present invention, Step 3 is a step of stirring the mixture prepared in Step 2 to form an ionic bond and a covalent bond between the synthetic rubber units.

상기 단계 3에서는 상기 단계 2에서 말레익 안하이드라이드 그라프트된 합성고무와 금속염 및 2 차 알콜 또는 3 차 알콜을 혼합하여 제조된 혼합물을 교반하여 합성고무 단위체 사이에 이온 결합 및 공유 결합을 형성시킨다. 이때, 말레익 안하이드라이드 그라프트된 합성고무와 금속염이 반응하여 이온 결합을 형성할 수 있는 위치를 얻을 수 있으며, 말레익 안하이드라이드 그라프트된 합성고무와 2 차 알콜 또는 3 차 알콜이 반응하여 공유 결합을 형성할 수 있는 위치를 얻을 수 있다.In the step 3, the mixture prepared by mixing the maleic anhydride grafted synthetic rubber with the metal salt and the secondary alcohol or the tertiary alcohol in the step 2 is stirred to form ionic bonds and covalent bonds between the synthetic rubber units . At this time, the position where the maleic anhydride grafted synthetic rubber and the metal salt can react with each other to form an ionic bond can be obtained, and the maleic anhydride grafted synthetic rubber is reacted with the secondary alcohol or the tertiary alcohol To obtain a position at which a covalent bond can be formed.

이와 같이, 합성고무 단위체 사이에 이온 결합 및 공유 결합을 동시에 형성함으로써 우수한 물성을 유지함과 더불어 150 ℃ 이하의 저온에서 열가역 특성을 나타낼 수 있다.
Thus, by forming ionic bonds and covalent bonds at the same time between the synthetic rubber units, excellent physical properties can be maintained and thermoreversible properties can be exhibited at a low temperature of 150 DEG C or lower.

구체적으로, 상기 단계 3의 교반은 50 내지 150 rpm의 회전 속도로 수행되는 것이 바람직하다. 만약, 상기 단계 3의 교반이 50 rpm 미만의 회전 속도로 수행되는 경우에는 상기 혼합물이 고르게 반응을 형성하지 못하며, 이에 따라 물성이 부족한 문제가 있으며, 150 rpm을 초과하는 회전 속도로 수행되는 경우에는 합성고무 단위체 사이에 결합이 매우 강력히 형성되어 열가역 특성을 나타내기 어려운 문제가 있다.
Specifically, the stirring of step 3 is preferably carried out at a rotation speed of 50 to 150 rpm. If the stirring of the step 3 is carried out at a rotational speed of less than 50 rpm, the mixture does not form a uniform reaction and thus the physical properties are insufficient. When the stirring is carried out at a rotational speed exceeding 150 rpm There is a problem that the bonding between the synthetic rubber units is very strongly formed and the thermoreversible characteristics are hardly exhibited.

구체적인 일례로써, 상기 단계 3에서 합성고무가 이소부틸렌-이소프렌 고무이고, 금속염이 포타슘 하이드록사이드(KOH)이고, 3 차 알콜이 글리세롤(glycerol)일 경우에는 하기 화학식 1과 같은 반응을 통해 이온 결합 및 공유 결합을 형성할 수 있다.
As a specific example, when the synthetic rubber is isobutylene-isoprene rubber in the step 3, the metal salt is potassium hydroxide (KOH), and the tertiary alcohol is glycerol, Bond and covalent bond.

<화학식 1>&Lt; Formula 1 >

Figure pat00001

Figure pat00001

상기 화학식 1과 같이, 말레익 안하이드라이드가 그라프트된 이소부틸렌-이소프렌 고무와 3 차 알콜인 글리세롤 및 금속염인 포타슘 하이드록사이드를 혼합하여 반응시키는 경우 이온 결합과 공유 결합을 동시에 나타내는 열가역성 탄성체를 제조할 수 있다. 이와 같이, 합성고무 단위체 사이에 이온 결합 및 공유 결합을 동시에 형성함으로써 우수한 물성을 유지함과 더불어 150 ℃ 이하의 저온에서 열가역 특성을 나타낼 수 있다.
When the maleic anhydride-grafted isobutylene-isoprene rubber is mixed with glycerol, which is a tertiary alcohol, and potassium hydroxide, which is a metal salt, as shown in Formula 1, the thermal reversibility An elastic body can be produced. Thus, by forming ionic bonds and covalent bonds at the same time between the synthetic rubber units, excellent physical properties can be maintained and thermoreversible properties can be exhibited at a low temperature of 150 DEG C or lower.

나아가, 본 발명은Further,

상기의 열가역성 탄성체를 포함하는 자동차 고무 부품을 제공한다.
There is provided an automobile rubber component comprising the above-mentioned thermally reversible elastomer.

본 발명에 따른 열가역성 탄성체를 포함하는 자동차 고무 부품은 합성고무 단위체 사이에 이온 결합 및 공유 결합이 동시에 형성되어 물성이 우수하고, 저온에서 열가역 특성을 나타내는 열가역성 탄성체를 포함하여 우수한 특성을 나타낸다. 이와 같이, 본 발명에 따른 열가역성 탄성체는 열에 의해 가역반응을 나타내므로 재사용이 가능한 효과가 있다.
The automobile rubber component comprising the thermo-reversible elastomer according to the present invention exhibits excellent properties including thermally reversible elastomers which exhibit excellent physical properties and simultaneously exhibit thermoreversible properties at low temperatures since ionic bonds and covalent bonds are simultaneously formed between the synthetic rubber units . As described above, the thermo-reversible elastomer according to the present invention exhibits a reversible reaction by heat, so that it is reusable.

<실시예 1> 열가역성 탄성체의 제조 1Example 1 Preparation of thermally reversible elastomer 1

단계 1: 이소부틸렌-이소프렌 고무(isobutylene-isoprene rubber, IIR) 5 g을 톨루엔(toluene) 50 ml에 완전히 용해시켜 합성고무 용액을 제조하였다.Step 1: A synthetic rubber solution was prepared by completely dissolving 5 g of isobutylene-isoprene rubber (IIR) in 50 ml of toluene.

상기 제조된 합성고무 용액에 말레익 안하이드라이드(maleic anhydride) 및 디벤조일 퍼옥사이드(debenzoyl peroxide)를 혼합하고, 3 일 동안 92 ℃의 온도로 가열하였다.The synthetic rubber solution was mixed with maleic anhydride and dibenzoyl peroxide and heated to a temperature of 92 캜 for 3 days.

그 후, 상기 용액을 40 ℃ 온도의 진공 오븐 속에서 24 시간 동안 건조하여 고형화하여 말레익 안하이드라이드가 그라프트된 이소부틸렌-이소프렌 고무(MA-g-IIR)를 준비하였다.
Thereafter, the solution was dried in a vacuum oven at 40 DEG C for 24 hours to solidify and prepare maleic anhydride-grafted isobutylene-isoprene rubber (MA-g-IIR).

단계 2: 상기 단계 1에서 제조된 말레익 안하이드라이드가 그라프트된 이소부틸렌-이소프렌 고무 5 g을 톨루엔 25 ml 및 2-프로판올(2-propanol) 25 ml가 혼합된 용매에 녹인 후, 글리세롤(glycerol) 및 포타슘 하이드록사이드(potassium hydroxide, KOH)를 첨가하여 혼합물을 제조하였다.
Step 2: 5 g of the maleic anhydride-grafted isobutylene-isoprene rubber prepared in the step 1 was dissolved in a solvent mixture of 25 ml of toluene and 25 ml of 2-propanol, (glycerol) and potassium hydroxide (KOH) were added to prepare a mixture.

단계 3: 상기 단계 2에서 제조된 혼합물을 65 ℃의 온도에서 60 rpm의 회전 속도로 25 분 동안 교반하고, 질소 분위기 하에 3 일 이상의 시간 동안 상온에서 건조시킨 후, 하루동안 60 ℃ 온도에서 건조시켜 이온 결합 및 공유 결합이 형성된 열가역성 탄성체를 제조하였다.
Step 3: The mixture prepared in step 2 was stirred at a temperature of 65 DEG C at a rotation speed of 60 rpm for 25 minutes, dried at room temperature for 3 hours or more under a nitrogen atmosphere, and then dried at 60 DEG C for one day Thermally reversible elastomers having ionic bonds and covalent bonds were prepared.

<비교예 1> &Lt; Comparative Example 1 &

이소부틸렌-이소프렌 고무(isobutylene-isoprene rubber, IIR) 5 g을 톨루엔(toluene) 50 ml에 완전히 용해시켜 합성고무 용액을 제조하였다.A synthetic rubber solution was prepared by completely dissolving 5 g of isobutylene-isoprene rubber (IIR) in 50 ml of toluene.

상기 제조된 합성고무 용액에 말레익 안하이드라이드(maleic anhydride) 및 디벤조일 퍼옥사이드(debenzoyl peroxide)를 혼합하고, 3 일 동안 92 ℃의 온도로 가열하였다.The synthetic rubber solution was mixed with maleic anhydride and dibenzoyl peroxide and heated to a temperature of 92 캜 for 3 days.

그 후, 상기 용액을 40 ℃ 온도의 진공 오븐 속에서 24 시간 동안 건조하여 고형화하여 말레익 안하이드라이드가 그라프트된 이소부틸렌-이소프렌 고무(MA-g-IIR)를 준비하였다.
Thereafter, the solution was dried in a vacuum oven at 40 DEG C for 24 hours to solidify and prepare maleic anhydride-grafted isobutylene-isoprene rubber (MA-g-IIR).

<비교예 2> &Lt; Comparative Example 2 &

단계 1: 이소부틸렌-이소프렌 고무(isobutylene-isoprene rubber, IIR) 5 g을 톨루엔(toluene) 50 ml에 완전히 용해시켜 합성고무 용액을 제조하였다.Step 1: A synthetic rubber solution was prepared by completely dissolving 5 g of isobutylene-isoprene rubber (IIR) in 50 ml of toluene.

상기 제조된 합성고무 용액에 말레익 안하이드라이드(maleic anhydride) 및 디벤조일 퍼옥사이드(debenzoyl peroxide)를 혼합하고, 3 일 동안 92 ℃의 온도로 가열하였다.The synthetic rubber solution was mixed with maleic anhydride and dibenzoyl peroxide and heated to a temperature of 92 캜 for 3 days.

그 후, 상기 용액을 40 ℃ 온도의 진공 오븐 속에서 24 시간 동안 건조하여 고형화하여 말레익 안하이드라이드가 그라프트된 이소부틸렌-이소프렌 고무(MA-g-IIR)를 준비하였다.
Thereafter, the solution was dried in a vacuum oven at 40 DEG C for 24 hours to solidify and prepare maleic anhydride-grafted isobutylene-isoprene rubber (MA-g-IIR).

단계 2: 상기 단계 1에서 제조된 말레익 안하이드라이드가 그라프트된 이소부틸렌-이소프렌 고무 10 g을 톨루엔 150 ml에 녹인 후, 3-아미노-1,2,4-트리아졸(3-amino-1,2,4-triazole, ATA) 및 테트라부틸 암모늄 브로마이드(tetrabutyl ammonium bromide, TBAB)를 첨가하여 혼합물을 제조하였다.
Step 2: 10 g of the maleic anhydride-grafted isobutylene-isoprene rubber prepared in the step 1 was dissolved in 150 ml of toluene, and then 3-amino-1,2,4-triazole -1,2,4-triazole, ATA) and tetrabutyl ammonium bromide (TBAB) were added to prepare a mixture.

단계 3: 상기 단계 2에서 제조된 혼합물을 60 rpm의 회전 속도로 240 분 동안 교반하고, 질소 분위기 하에 1 일 동안 상온에서 건조시킨 후, 하루동안 60 ℃ 온도에서 건조시켜 수소 결합이 형성된 열가역성 탄성체를 제조하였다.
Step 3: The mixture prepared in step 2 was stirred at a rotation speed of 60 rpm for 240 minutes, dried under a nitrogen atmosphere for one day at room temperature, and then dried at 60 DEG C for a day to form a thermally reversible elastomer .

<비교예 3>&Lt; Comparative Example 3 &

단계 1: 이소부틸렌-이소프렌 고무(isobutylene-isoprene rubber, IIR) 5 g을 톨루엔(toluene) 50 ml에 완전히 용해시켜 합성고무 용액을 제조하였다.Step 1: A synthetic rubber solution was prepared by completely dissolving 5 g of isobutylene-isoprene rubber (IIR) in 50 ml of toluene.

상기 제조된 합성고무 용액에 말레익 안하이드라이드(maleic anhydride) 및 디벤조일 퍼옥사이드(debenzoyl peroxide)를 혼합하고, 3 일 동안 92 ℃의 온도로 가열하였다.The synthetic rubber solution was mixed with maleic anhydride and dibenzoyl peroxide and heated to a temperature of 92 캜 for 3 days.

그 후, 상기 용액을 40 ℃ 온도의 진공 오븐 속에서 24 시간 동안 건조하여 고형화하여 말레익 안하이드라이드가 그라프트된 이소부틸렌-이소프렌 고무(MA-IIR)를 준비하였다.
Thereafter, the solution was dried in a vacuum oven at 40 DEG C for 24 hours to solidify and prepare maleic anhydride-grafted isobutylene-isoprene rubber (MA-IIR).

단계 2: 상기 단계 1에서 제조된 말레익 안하이드라이드가 그라프트된 이소부틸렌-이소프렌 고무 10 g을 80 ℃ 온도의 톨루엔 90 ml 및 2-프로판올(2-propanol) 10 ml가 혼합된 용매에 녹인 후, 포타슘 하이드록사이드(potassium hydroxide, KOH)를 첨가하여 혼합물을 제조하였다.
Step 2: 10 g of the maleic anhydride-grafted isobutylene-isoprene rubber prepared in the above step 1 was added to a mixed solvent of 90 ml of toluene at 80 ° C and 10 ml of 2-propanol After dissolution, potassium hydroxide (KOH) was added to prepare a mixture.

단계 3: 상기 단계 2에서 제조된 혼합물을 80 ℃의 온도에서 60 rpm의 회전 속도로 25 분 동안 교반하고, 질소 분위기 하에 3 일 이상의 시간 동안 40 ℃의 온도에서 건조시킨 후, 하루동안 60 ℃ 온도에서 건조시켜 이온 결합이 형성된 열가역성 탄성체를 제조하였다.
Step 3: The mixture prepared in step 2 was stirred at a temperature of 80 DEG C at a rotation speed of 60 rpm for 25 minutes, dried at a temperature of 40 DEG C for 3 hours or more under a nitrogen atmosphere, To produce a thermally reversible elastomer having an ionic bond.

<비교예 4>&Lt; Comparative Example 4 &

단계 1: 이소부틸렌-이소프렌 고무(isobutylene-isoprene rubber, IIR) 5 g을 톨루엔(toluene) 50 ml에 완전히 용해시켜 합성고무 용액을 제조하였다.Step 1: A synthetic rubber solution was prepared by completely dissolving 5 g of isobutylene-isoprene rubber (IIR) in 50 ml of toluene.

상기 제조된 합성고무 용액에 말레익 안하이드라이드(maleic anhydride) 및 디벤조일 퍼옥사이드(debenzoyl peroxide)를 혼합하고, 3 일 동안 92 ℃의 온도로 가열하였다.The synthetic rubber solution was mixed with maleic anhydride and dibenzoyl peroxide and heated to a temperature of 92 캜 for 3 days.

그 후, 상기 용액을 40 ℃ 온도의 진공 오븐 속에서 24 시간 동안 건조하여 고형화하여 말레익 안하이드라이드가 그라프트된 이소부틸렌-이소프렌 고무(MA-g-IIR)를 준비하였다.
Thereafter, the solution was dried in a vacuum oven at 40 DEG C for 24 hours to solidify and prepare maleic anhydride-grafted isobutylene-isoprene rubber (MA-g-IIR).

단계 2: 상기 단계 1에서 제조된 말레익 안하이드라이드가 그라프트된 이소부틸렌-이소프렌 고무 5 g을 톨루엔 25 ml 및 2-프로판올(2-propanol) 25 ml가 혼합된 용매에 녹인 후, 글리세롤(glycerol)을 첨가하여 혼합물을 제조하였다.
Step 2: 5 g of the maleic anhydride-grafted isobutylene-isoprene rubber prepared in the step 1 was dissolved in a solvent mixture of 25 ml of toluene and 25 ml of 2-propanol, (glycerol) was added to prepare a mixture.

단계 3: 상기 단계 2에서 제조된 혼합물을 60 rpm의 회전 속도로 25 분 동안 교반하고, 질소 분위기 하에 1 일 동안 상온에서 건조시킨 후, 하루동안 60 ℃ 온도에서 건조시켜 공유 결합이 형성된 열가역성 탄성체를 제조하였다.
Step 3: The mixture prepared in step 2 was stirred at a rotation speed of 60 rpm for 25 minutes, dried under a nitrogen atmosphere for one day at room temperature and then dried at 60 DEG C for one day to form a thermally reversible elastomer .

<실험예 1> 시차주사 열량측정법(DSC) 분석Experimental Example 1 Differential scanning calorimetry (DSC) analysis

본 발명에 따른 열가역성 탄성체의 특성을 분석하기 위하여, 상기 실시예 1 및 비교예 1 내지 4에서 제조된 열가역성 탄성체 및 말레익 안하이드라이드가 그라프트된 이소부틸렌-이소프렌 고무(MA-g-IIR)를 시차주사 열량측정법(differential scanning calorimetry, DSC)으로 분석하였으며, 그 결과를 도 1에 나타내었다.
In order to analyze the characteristics of the thermo-reversible elastomer according to the present invention, the thermally reversible elastomer and maleic anhydride-grafted isobutylene-isoprene rubber prepared in Example 1 and Comparative Examples 1 to 4 (MA-g -IIR) was analyzed by differential scanning calorimetry (DSC). The results are shown in FIG.

도 1에 나타낸 바와 같이, 단순히 말레익 안하이드라이드만 그라프트된 합성고무인 비교예 1의 MAn-g-IIR의 경우에는 유리 전이 온도(Tg)가 65 ℃의 온도 부근인데 비해 수소 결합(hydro bonding), 이온 결합(ionic bonding), 공유 결합(covalent bonding), 이온 결합 및 공유 결합이 형성된 열가역성 탄성체인 비교예 2 내지 4 및 실시예 1의 경우에는 유리 전이 온도가 올라갔음을 확인할 수 있다. 이는 각각의 결합에 의한 현상임을 알 수 있다. 단순히 말레익 안하이드라이드만 그라프트된 합성고무인 비교예 1의 MAn-g-IIR의 경우에는 유리 전이 온도가 낮지만, 열을 가하였을 때 가역반응이 나타나기 어려우며, 물성이 매우 취약한 문제가 있다.As shown in FIG. 1, the MAn-g-IIR of Comparative Example 1, which is merely grafted with maleic anhydride only, has a glass transition temperature (T g ) of about 65 ° C., it can be confirmed that the glass transition temperature of Comparative Examples 2 to 4 and Example 1, which are heat-reversible elastomers formed with bonding, ionic bonding, covalent bonding, ionic bonding and covalent bonding, . It can be seen that this is a phenomenon caused by each combination. In the case of MAn-g-IIR of Comparative Example 1, which is merely grafted with maleic anhydride only, the glass transition temperature is low, but when it is heated, reversible reaction hardly occurs and physical properties are very weak.

수소 결합이 형성된 열가역성 탄성체인 비교예 2의 경우 186 ℃의 온도 부근에서 발생되는 피크는 다중 수소 결합에 의한 것임을 알 수 있다. 또한, 이온 결합이 형성된 열가역성 탄성체인 비교예 3의 경우 170 ℃의 온도 부근에서 발생되는 피크는 이온해리 현상에 의해 나타났으며, 공유 결합이 형성된 열가역성 탄성체인 비교예 4의 경우 179 ℃의 온도 부근에서 발생되는 피크는 공유 결합이 절단된 것을 의미한다. 나아가, 이온 결합 및 공유 결합이 동시에 형성된 열가역성 탄성체인 실시예 1의 경우 126 ℃의 온도 및 146 ℃의 온도에서 흡열피크가 발생되는데 여기서 이온 결합과 공유 결합이 각각 끊어지는 것을 확인할 수 있다.In the case of Comparative Example 2, which is a thermally reversible elastomer formed with hydrogen bonds, it can be seen that the peak generated at around 186 ° C is due to multiple hydrogen bonding. In addition, in the case of Comparative Example 3, which is a thermally reversible elastomer formed with ionic bonds, the peak generated at a temperature of 170 캜 was found by ion dissociation, and in Comparative Example 4, which was a covalent bond formed thermally reversible elastomer, 179 캜 A peak occurring near the temperature means that the covalent bond is cleaved. Furthermore, in the case of Example 1, which is a thermally reversible elastomer in which ionic bonds and covalent bonds are simultaneously formed, an endothermic peak is generated at a temperature of 126 ° C and a temperature of 146 ° C, where ionic bonds and covalent bonds are broken.

이를 통해, 본 발명에 따른 이온 결합 및 공유 결합이 동시에 형성된 열가역성 탄성체는 비교적 저온에서 열가역 특성을 나타낼 수 있음을 확인할 수 있다.
As a result, it can be seen that the thermo-reversible elastomer in which the ionic bond and the covalent bond are formed simultaneously according to the present invention exhibits thermoreversible properties at a relatively low temperature.

<실험예 2> 재활용 사이클에 따른 물성 분석<Experimental Example 2> Analysis of physical properties according to the recycle cycle

본 발명에 따른 열가역성 탄성체의 재활용 사이클에 따른 물성을 분석하기 위하여, 상기 실시예 1 및 비교예 1 내지 4에서 제조된 열가역성 탄성체 및 말레익 안하이드라이드가 그라프트된 이소부틸렌-이소프렌 고무(MA-g-IIR)를 만능 분석기(Universal Testing Machine, UTM)로 분석하였으며, 그 결과를 도 2 내지 5에 나타내었다.In order to analyze the physical properties of the thermo-reversible elastomer according to the recycling cycle of the present invention, the heat-reversible elastomer and maleic anhydride-grafted isobutylene-isoprene rubber prepared in Example 1 and Comparative Examples 1 to 4 (MA-g-IIR) was analyzed with a universal testing machine (UTM), and the results are shown in Figs. 2 to 5. Fig.

이때, 실시예 1 및 비교예 2 내지 4에서 제조된 열가역성 탄성체는 재활용 사이클로 열가역 특성이 나타나는 온도까지 가열한 후, 30 분 동안 유지하고, 상온으로 냉각시키는 것을 1 사이클로 하여 3 사이클까지 수행하고 각각의 경우에서 인장 강도를 측정하였다.
At this time, the thermo-reversible elastomer produced in Example 1 and Comparative Examples 2 to 4 was heated up to a temperature at which thermoreversible characteristics were exhibited in a recycle cycle, held for 30 minutes, cooled to room temperature, The tensile strength was measured in each case.

도 2 내지 5에 나타낸 바와 같이, 상기 실시예 1 및 비교예 2 내지 4에서 제조된 열가역성 탄성체는 모두 비교예 1에서 제조된 MA-g-IIR에 비해 인장강도가 현저히 증가한 것을 확인할 수 있었다. 또한, 상기 실시예 1 및 비교예 2 내지 4에서 제조된 열가역성 탄성체는 사이클이 반복되면서 가교 후 회복력이 감소되어 인장강도가 조금씩 감소하지만 비교예 1에서 제조된 MA-g-IIR 보다 우수한 인장강도를 나타내는 것을 확인할 수 있었다.As shown in FIGS. 2 to 5, the thermally reversible elastomers prepared in Example 1 and Comparative Examples 2 to 4 exhibited significantly increased tensile strengths as compared with the MA-g-IIR prepared in Comparative Example 1. In addition, the thermally reversible elastomer prepared in Example 1 and Comparative Examples 2 to 4 had a tensile strength slightly lower than that of MA-g-IIR prepared in Comparative Example 1, . &Lt; / RTI &gt;

나아가, 이온 결합 및 공유 결합이 동시에 형성된 실시예 1의 열가역성 탄성체의 경우에는 150 ℃의 온도 이하인 140 ℃의 온도에서 열가역성을 나타내는 것을 확인할 수 있으며, 우수한 인장강도를 나타내는 것을 확인할 수 있었다.Further, in the case of the thermally reversible elastomer of Example 1 in which both the ionic bond and the covalent bond were simultaneously formed, it was confirmed that the thermally reversible elastomer exhibited thermo-reversibility at a temperature of 140 ° C or lower, which is 150 ° C or less.

이와 같이, 150 ℃ 온도 이하에서 열가역성을 나타내어 고무를 재활용하여 사용하는 경우 필요한 에너지 소모를 감소시킬 수 있으며, 재활용을 하여도 충분한 물성을 나타낼 수 있기 때문에 산업용 고무로 유용하게 사용될 수 있다.
As described above, when the rubber is recycled and used at a temperature of 150 ° C or lower, the rubber can be reduced in energy consumption and can be used as an industrial rubber because it can exhibit sufficient physical properties even when it is recycled.

<실험예 3> 적외선 분광 분석Experimental Example 3 Infrared spectroscopic analysis

본 발명에 따른 열가역성 탄성체의 열가역 특성을 확인하기 위하여, 상기 실시예 1 및 비교예 2 내지 4에서 제조된 열가역성 탄성체를 적외선 분광 분석법(fourier transform infrared spectroscopy)으로 분석하였으며, 그 결과를 도 6 내지 9에 나타내었다.In order to confirm the thermoreversible characteristics of the thermo-reversible elastomer according to the present invention, the thermo-reversible elastomers prepared in Example 1 and Comparative Examples 2 to 4 were analyzed by infrared spectroscopy (Fourier transform infrared spectroscopy) 6 to 9.

이때, 상기 실험예 2와 마찬가지로 3 사이클까지 수행한 후 적외선 분광 분석법으로 분석하였다.
At this time, as in Experimental Example 2, up to 3 cycles were performed and analyzed by infrared spectroscopy.

도 6 내지 9에 나타낸 바와 같이, 상기 실시예 1 및 비교예 2 내지 4에서 제조된 열가역성 탄성체는 가열 및 냉각시 분자 구조 및 작용기가 변하지 않았음을 알 수 있다. 가열시 각각의 결합이 풀렸다가 냉각시 각각의 결합이 다시 형성되었으며, 이를 통해 열가역 특성을 확인할 수 있다.As shown in FIGS. 6 to 9, the thermally reversible elastomer prepared in Example 1 and Comparative Examples 2 to 4 showed that the molecular structure and the functional groups were not changed during heating and cooling. Upon heating, each bond was released, and upon cooling, each bond was formed again, thereby confirming the thermoreversible characteristics.

Claims (14)

말레익 안하이드라이드(maleic anhydride), 말레인산(maleic acid) 및 말레인산 유도체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 종 이상이 그라프트된 합성고무의 단위체를 포함하고,
상기 합성고무의 단위체 사이에 이온 결합 및 공유 결합이 동시에 형성된 것을 특징으로 하는 열가역성 탄성체.
At least one monomer selected from the group consisting of maleic anhydride, maleic acid and maleic acid derivatives is grafted,
Characterized in that ionic bonding and covalent bonding are simultaneously formed between the unit pieces of the synthetic rubber.
제1항에 있어서,
상기 합성고무는 이소부틸렌-이소프렌 고무, 에틸렌-프로필렌 고무, 이소프렌 고무, 부타디엔 고무, 스티렌-부타디엔 고무 및 니트릴 고무로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 종인 것을 특징으로 하는 열가역성 탄성체.
The method according to claim 1,
Wherein the synthetic rubber is one kind selected from the group consisting of isobutylene-isoprene rubber, ethylene-propylene rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, styrene-butadiene rubber and nitrile rubber.
제1항에 있어서,
상기 합성고무는 이소부틸렌-이소프렌 고무인 것을 특징으로 하는 열가역성 탄성체.
The method according to claim 1,
Wherein the synthetic rubber is an isobutylene-isoprene rubber.
제1항에 있어서,
상기 열가역성 탄성체는 50 내지 150 ℃의 온도에서 열가역 특성을 나타내는 것을 특징으로 하는 열가역성 탄성체.
The method according to claim 1,
Wherein the thermo-reversible elastomer exhibits thermoreversible properties at a temperature of 50 to 150 ° C.
말레익 안하이드라이드(maleic anhydride) 그라프트된 합성고무를 준비하는 단계(단계 1);
상기 단계 1에서 준비된 말레익 안하이드라이드 그라프트된 합성고무와 금속염 및 2 차 알콜 또는 3 차 알콜을 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계(단계 2); 및
상기 단계 2에서 제조된 혼합물을 교반하여 합성고무 단위체 사이에 이온 결합 및 공유 결합을 형성시키는 단계(단계 3);를 포함하는 열가역성 탄성체의 제조방법.
Preparing a maleic anhydride grafted synthetic rubber (step 1);
Mixing the maleic anhydride grafted synthetic rubber prepared in the step 1 with a metal salt and a secondary alcohol or a tertiary alcohol to prepare a mixture (step 2); And
And stirring the mixture prepared in step 2 to form an ionic bond and a covalent bond between the synthetic rubber units (step 3).
제5항에 있어서,
상기 단계 1의 합성고무는 이소부틸렌-이소프렌 고무, 에틸렌-프로필렌 고무, 이소프렌 고무, 부타디엔 고무, 스티렌-부타디엔 고무 및 니트릴 고무로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 종인 것을 특징으로 하는 열가역성 탄성체의 제조방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the synthetic rubber of step 1 is one kind selected from the group consisting of isobutylene-isoprene rubber, ethylene-propylene rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, styrene-butadiene rubber and nitrile rubber .
제5항에 있어서,
상기 단계 1의 말레익 안하이드라이드 그라프트된 합성고무를 준비하는 단계는,
합성고무를 용매에 용해시켜 합성고무 용액을 제조하는 단계(단계 a); 및
상기 단계 a에서 제조된 합성고무 용액에 말레익 안하이드라이드 및 디벤조일 퍼옥사이드(dibenzoyl peroxide)를 혼합하고, 80 내지 100 ℃의 온도로 가열하는 단계(단계 b);를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가역성 탄성체의 제조방법.
6. The method of claim 5,
Wherein preparing the maleic anhydride grafted synthetic rubber of step 1 comprises:
Dissolving the synthetic rubber in a solvent to prepare a synthetic rubber solution (step a); And
Mixing the maleic anhydride and dibenzoyl peroxide in the synthetic rubber solution prepared in step a) and heating the mixture to a temperature of 80 to 100 ° C (step b) A method for producing thermally reversible elastomers.
제7항에 있어서,
상기 단계 b의 가열은 1 내지 5 일의 시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 열가역성 탄성체의 제조방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the heating in step b) is carried out for a period of time of from 1 to 5 days.
제5항에 있어서,
상기 단계 2의 금속염은 포타슘 하이드록사이드(potassium hydroxide, KOH)인 것을 특징으로 하는 열가역성 탄성체의 제조방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the metal salt of step 2 is potassium hydroxide (KOH).
제5항에 있어서,
상기 단계 2의 2 차 알콜은 에틸렌글리콜(ethylene glycol)인 것을 특징으로 하는 열가역성 탄성체의 제조방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the secondary alcohol in step 2 is ethylene glycol.
제5항에 있어서,
상기 단계 2의 3 차 알콜은 글리세롤(glycerol)인 것을 특징으로 하는 열가역성 탄성체의 제조방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the tertiary alcohol of step 2 is glycerol. &Lt; RTI ID = 0.0 &gt; 11. &lt; / RTI &gt;
제5항에 있어서,
상기 단계 2의 혼합물은 톨루엔, 메탄올, 2-프로판올, 아세톤, 에탄올 및 싸이클로헥산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 종 이상의 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가역성 탄성체의 제조방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the mixture of step 2 comprises at least one solvent selected from the group consisting of toluene, methanol, 2-propanol, acetone, ethanol and cyclohexane.
제5항에 있어서,
상기 단계 3의 교반은 50 내지 150 rpm의 회전 속도로 수행되는 것을 특징으로 하는 열가역성 탄성체의 제조방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the stirring of step 3 is performed at a rotation speed of 50 to 150 rpm.
제1항의 열가역성 탄성체를 포함하는 자동차 고무 부품.An automotive rubber part comprising the thermo-reversible elastomer of claim 1.
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