KR20190083551A - Self healing elastomer, self healing complex and self healing film - Google Patents

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KR20190083551A KR1020180001343A KR20180001343A KR20190083551A KR 20190083551 A KR20190083551 A KR 20190083551A KR 1020180001343 A KR1020180001343 A KR 1020180001343A KR 20180001343 A KR20180001343 A KR 20180001343A KR 20190083551 A KR20190083551 A KR 20190083551A
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Abstract

The present invention is to provide a self healing elastomer comprising a polyurethane resin including a disulfide bond in a main chain or a branch chain. The polyurethane resin of the self healing elastomer is a reactant of a polyol compound having the weight-average molecular weight of 900 to 3,500 Mw and an isocyanate compound. The self healing elastomer may repeatedly exhibit self healing and adhesive properties. Under certain temperature conditions, thermoreversible self-healing properties can be exhibited in particular.

Description

자가치유 탄성체, 자가치유 복합체 및 자가치유 필름{SELF HEALING ELASTOMER, SELF HEALING COMPLEX AND SELF HEALING FILM}SELF HEALING ELASTOMER, SELF HEALING COMPLEX AND SELF HEALING FILM < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 새로운 자가치유 탄성체, 자가치유 복합체 자가치유 필름에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 열가역적 자가치유 특성을 보이는 자가치유 탄성체, 자가치유 복합체 자가치유 필름의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a new self-healing elastomeric self-healing composite self-healing film. More particularly, the present invention relates to a self-healing elastomeric self-healing composite self-healing film exhibiting thermoreversible self-healing properties.

자가치유 시스템이란 외부의 환경적 요인으로 소재의 구조가 파괴되거나 물성 등이 저하되었을 때 수동적인 수리가 아닌 분자 내 스스로 구조를 복원하여 수명연장 및 물성회복 등을 할 수 있는 지능형 시스템이다. The self-healing system is an intelligent system that can extend the life span and recover the physical properties by restoring the self-structure in the molecule instead of passive repair when the structure of the material is destroyed or the physical properties are degraded due to external environmental factors.

최근 반복적 치료가 어려운 캡슐 시스템에 비하여 분자단위의 결합에 의하여 치료가 가능한 가역적 화학 메카니즘 시스템을 이용하여 자가치유 소재를 제조하고자 하는 연구가 진행되고 있다. 이에 따라 개별 화합물에 대한 연구가 진행되고 있으나, 자가치유 성능을 갖더라도 높은 온도에서만 반응하거나, 반복적인 복원이 되지 않거나, 복원속도가 느리거나, 연성 혹은 기계적 물성적인 측면에서 우수한 성능을 보이지 못하는 등의 화합물이 많아 연성 디바이스 등과 같은 소자, 항공 우주용 소재, 건축소재, 의료 소재 등에서 적용하기 어려운 문제점이 존재하였다.In recent years, studies have been made to manufacture self-healing materials using a reversible chemical mechanism system that can be treated by binding in a molecular unit as compared with a capsule system which is difficult to be repeatedly treated. Although studies on individual compounds have been carried out, it has been found that even if the self-healing ability is achieved, the reaction is only performed at a high temperature, is not repeatedly restored, is slow in restoration, does not show excellent performance in terms of ductility or mechanical properties There is a problem that it is difficult to apply it to devices such as flexible devices, aerospace materials, building materials, and medical materials.

이에 따라, 우수한 자가치유 성능을 보이면서도 연성 혹은 기계적 물성적인 측면에서 우수한 성능을 보이는 물질에 대한 개발이 절실히 요구되고 있다.Accordingly, there is a desperate need to develop a material exhibiting excellent self-healing performance while exhibiting excellent performance in terms of ductility or mechanical properties.

KR 10-2016-0081052 AKR 10-2016-0081052 A

본 발명의 구현예들에서는 열가역적 자가치유 특성을 보이는 자가치유 탄성체를 제공하고자 한다. Embodiments of the present invention provide a self-healing elastomer exhibiting thermoreversible self-healing properties.

본 발명의 구현예들에서는 상기 자가치유 탄성체를 포함하는 자가치유 복합체를 제공하고자 한다. Embodiments of the present invention provide a self-healing complex comprising the self-healing elastomer.

본 발명의 또 다른 구현예들에서는 상기 자가치유 탄성체 혹은 자가치유 탄성체로 제조된 자가치유 필름을 제공하고자 한다.In still another embodiment of the present invention, there is provided a self-healing film made of the self-healing elastic material or the self-healing elastic material.

본 발명의 일 구현예에서, 자가치유 탄성체로서, 주쇄 혹은 분지쇄에 디설파이드 결합을 포함하는 폴리우레탄 수지를 포함하고, 상기 폴리우레탄 수지는 이소시아네이트계 화합물과 900 내지 3,500(Mw)의 중량평균 분자량을 갖는 폴리올 화합물의 반응물인 것을 특징으로 하는 자가치유 탄성체가 제공된다.In one embodiment of the invention, the self-healing elastomer comprises a polyurethane resin having a disulfide bond in the main chain or branching chain, the polyurethane resin having an isocyanate-based compound and a weight average molecular weight of 900 to 3,500 (Mw) Wherein the self-healing elastomer is a reaction product of a polyol compound having a hydroxyl group.

예시적인 구현예에서, 상기 폴리올 화합물은 제1 폴리올 화합물 및 제2 폴리올 화합물을 포함하고, 상기 제1 폴리올 화합물은 900 내지 1500(Mw)의 중량평균 분자량을 갖고, 상기 제2 폴리올 화합물은 2,500 내지 3,500(Mw)의 중량평균 분자량을 가질 수 있다.In an exemplary embodiment, the polyol compound comprises a first polyol compound and a second polyol compound, the first polyol compound having a weight average molecular weight of 900 to 1500 (Mw), the second polyol compound having a weight average molecular weight And may have a weight average molecular weight of 3,500 (Mw).

예시적인 구현예에서, 상기 폴리우레탄 수지는 폴리올 화합물과 이소시아네이트계 화합물이 1:2 내지 2:1의 몰비율로 반응한 것이고, 상기 자가치유 탄성체는 폴리우레탄 수지와 디설파이드 화합물이 3:1 내지 2:1의 비율로 반응한 것일 수 있다.In an exemplary embodiment, the polyurethane resin is obtained by reacting a polyol compound with an isocyanate compound in a molar ratio of 1: 2 to 2: 1, wherein the self-healing elastomer is a polyurethane resin and a disulfide compound in a molar ratio of 3: 1 to 2 : 1. ≪ / RTI >

예시적인 구현예에서, 상기 디설파이드 결합은 5 내지 20몰%로 포함될 수 있다.In an exemplary embodiment, the disulfide bond may be comprised between 5 and 20 mole percent.

예시적인 구현예에서, 상기 폴리올 화합물은 폴리알킬렌에테르글리콜, 폴리에스테르폴리올, e-카프로락톤폴리올, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리에스테르폴리올, 폴리카프로락톤디올, 폴리카보네이트디올 및 폴리테트라메틸렌에테르글리콜로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment, the polyol compound is selected from the group consisting of polyalkylene ether glycols, polyester polyols, e-caprolactone polyols, polyethylene glycols, polypropylene glycols, polyester polyols, polycaprolactone diols, polycarbonate diols and polytetramethylene ethers Glycol, < / RTI >

예시적인 구현예에서, 상기 이소시아네이트 화합물은 톨루엔 디이소시아네이트, 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 및 이소포론 디이소시아네이트로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment, the isocyanate compound may include one or more selected from the group consisting of toluene diisocyanate, methylenediphenyl diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, and isophorone diisocyanate.

예시적인 구현예에서, 상기 디설파이드 화합물은 2-하이드록실 디설파이드(2-hydroxyl disulfide), 3,3'-디티오디프로피온산(3,3’-dithiodipropionic acid), 2,2'-(디티오디메틸렌)디퓨란(2,2’-(Dithodimethylene)difuran), 4-아미노페닐 디설파이드(4-aminophenyl disulfide), 2,2'-디아미노디에틸 디설파이드 디하이드로클로라이드(2,2'-Diaminodiethyl disulfide dihydrochloride) 및 3,3'-디하이드록시디페닐 디설파이드(3,3’-Dihydroxydiphenyl disulfide)로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment, the disulfide compound is selected from the group consisting of 2-hydroxyl disulfide, 3,3'-dithiodipropionic acid, 2,2 '- (dithiodiethylene) Diazomethane dihydrochloride, 2,2'- (Dithodimethylene) difuran, 4-aminophenyl disulfide, 2,2'-Diaminodiethyl disulfide dihydrochloride and And 3,3'-Dihydroxydiphenyl disulfide. The term " 3,3'-dihydroxydiphenyl disulfide "

본 발명의 다른 구현예에서, 상기 자가치유 탄성체의 제조 방법이 제공된다. 상기 제조 방법은 폴리올 화합물 및 이소시아네이트 화합물을 혼합한 후 중합시켜 폴리우레탄 수지를 형성하는 단계; 및 상기 폴리우레탄 수지와 디설파이드 화합물을 반응시켜 자가치유 탄성체를 제조하는 단계; 를 포함하며, 상기 자가치유 탄성체는 주쇄 혹은 분지쇄에 디설파이드 결합을 포함하고, 상기 폴리올 화합물은 900 내지 3,500(Mw)의 중량평균 분자량을 가질 수 있다.In another embodiment of the present invention, there is provided a process for producing the self-healing elastomer. Wherein the polyol compound and the isocyanate compound are mixed and then polymerized to form a polyurethane resin; And reacting the polyurethane resin with a disulfide compound to prepare a self-healing elastic body; Wherein the self-healing elastomer comprises a disulfide bond in the main chain or branching chain, and the polyol compound may have a weight average molecular weight of 900 to 3,500 (Mw).

예시적인 구현예에서, 상기 폴리우레탄 수지 제조시 폴리올 화합물과 이소시아네이트계 화합물은 1:2 내지 2:1의 몰비율로 반응할 수 있다.In an exemplary embodiment, the polyol compound and the isocyanate compound may be reacted in a molar ratio of 1: 2 to 2: 1 in the preparation of the polyurethane resin.

예시적인 구현예에서, 상기 자가치유 탄성체 제조시 폴리우레탄 수지와 디설파이드 화합물이 3:1 내지 2:1의 몰비율로 반응할 수 있다.In an exemplary embodiment, the polyurethane resin and the disulfide compound may react in a molar ratio of 3: 1 to 2: 1 in preparing the self-healing elastomer.

본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 자가치유 탄성체 혹은 이의 건조물을 포함하는 자가치유 필름이 제공된다.In another embodiment of the present invention, there is provided a self-healing film comprising the self-healing elastomer or a dry product thereof.

본 발명의 또 다른 구현예에서, 자가치유 복합체로서, 주쇄 혹은 분지쇄에 디설파이드 결합을 포함하는 폴리우레탄 수지를 포함하는 자가치유 탄성체; 및 다중수소결합 가능한 단량체; 를 포함하고, 상기 폴리우레탄 수지는 폴리올 화합물 및 이소시아네이트계 화합물의 반응물이고, 상기 폴리올 화합물은 900 내지 3,500(Mw)의 중량평균 분자량을 갖는 것을 특징으로 하는 자가치유 복합체가 제공된다.In yet another embodiment of the present invention, as a self-healing complex, a self-healing elastomer comprising a polyurethane resin containing a disulfide bond in the main chain or branching chain; And multi-hydrogen bondable monomers; Wherein the polyurethane resin is a reactant of a polyol compound and an isocyanate compound, and the polyol compound has a weight average molecular weight of 900 to 3,500 (Mw).

예시적인 구현예에서, 상기 다중수소결합 가능한 단량체는 이소시아네이트로 말단 기능화 된 유레이도피리미디논(UPY-NCO) 및 이소시아네이트로 말단 기능화 된 유레이도피리미디논(UPY-NCO)와 폴리카보네이트디올의 복합체로 이루어진 그룹에서 선택되는 1 이상일 수 있다.In an exemplary embodiment, the multiple hydrogen-bondable monomer is selected from the group consisting of isocyanate terminated ureido pyrimidinone (UPY-NCO) and isocyanate terminated ureido pyrimidinone (UPY-NCO) and polycarbonate diol complex ≪ / RTI >

예시적인 구현예에서, 자가치유 탄성체와 다중수소결합 가능한 단량체의 혼합 비율은 2:8 내지 8:2 일 수 있다.In an exemplary embodiment, the mixing ratio of the self-healing elastomer and the multiple hydrogen-bondable monomer may be from 2: 8 to 8: 2.

본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 자가치유 복합체 혹은 이의 건조물을 포함하는 자가치유 필름이 제공된다.In another embodiment of the present invention, there is provided a self-healing film comprising the self-healing complex or a dried product thereof.

예시적인 구현예에서, 상기 자가치유 필름은 20 내지 90℃의 온도에서 90%이상의 자가치유효율(%)을 보일 수 있다.In an exemplary embodiment, the self-healing film may exhibit a self-healing efficiency (%) of 90% or more at a temperature of 20 to 90 ° C.

예시적인 구현예에서, 상기 자가치유 필름은 5 내지 27 MPa 범위의 인장 응력을 보일 수 있다.In an exemplary embodiment, the self-healing film may exhibit a tensile stress in the range of 5 to 27 MPa.

본 발명의 일 구현예에 따른 자가치유 탄성체는 반복적으로 자가회복특성 및 점착 특성을 보일 수 있고, 특히 특정온도 조건 하에서 열가역적 자가치유 특성을 보일 수 있다. The self-healing elastomer according to an embodiment of the present invention can exhibit self-recovery property and adhesion property repeatedly, and can exhibit thermo-reversible self-healing property under specific temperature conditions.

특히, 해당 자가치유 탄성체는 디설파이드 결합을 포함하는데 이와 같은 디설파이드 결합(S-S)은 손상시 이웃한 황 원자와의 체인 교환을 통해 분자 단위의 자가치유능을 보이므로, 본 발명과 같이 디설파이드 결합을 포함하는 자가치유 탄성체는 우수한 자가회복특성(형상 회복율)을 보일 수 있다. 또한, 본 발명의 자가치유 탄성체는 일정 분자량을 갖는 폴리올로부터 유래된 반복단위를 포함하는 바, 높은 온도에서뿐만 아니라 낮은 온도에서도 우수한 자가치유효율을 보일 수 있다. 이에 따라, 항공 우주용 소재, 건축소재, 의료 소재, 코팅제 및 접착제 등 다양한 분야에서 널리 사용될 수 있다. In particular, the self-healing elastomer includes a disulfide bond. Since such a disulfide bond (SS) exhibits a self-value capability of a molecular unit through chain exchange with a neighboring sulfur atom upon the damage, the disulfide bond Self-healing elastomers can exhibit excellent self-healing properties (shape recovery rate). In addition, the self-healing elastomer of the present invention includes repeating units derived from a polyol having a certain molecular weight, and can exhibit excellent self-healing efficiency not only at a high temperature but also at a low temperature. Accordingly, it can be widely used in various fields such as aerospace material, building material, medical material, coating agent and adhesive.

아울러, 상기 자가치유 탄성체는 매우 간단한 방법으로 제조될 수 있으므로, 상업화에 유용하다.In addition, the self-healing elastomer can be manufactured by a very simple method, and thus is useful for commercialization.

한편, 본 발명에 따라 제조된 자가치유복합체는 상기 자가치유 탄성체와 다중수소결합 가능한 단량체를 포함하고, 이에 따라 구조 내에 이중동적결합을 유도할 수 있어 보다 향상된 자가치유성능을 보일 수 있다.Meanwhile, the self-healing complex prepared according to the present invention includes the self-healing elastomer and the multi-hydrogen bondable monomer, thereby inducing dual dynamic binding within the structure, thereby exhibiting improved self-healing performance.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따라 제조된 자가치유 탄성체 및 이의 자가치유특성을 나타내는 개념도이다.
도 2a 및 2b는 본 발명의 일 구현예에 따라 제조된 자가치유 복합체 및 이의 특성을 나타내는 개념도이다.
도 3은 실시예 2, 3 및 비교예 1에 따라 제조된 자가치유 탄성체의 FT-IR(Fourier transform infrared spectroscopy) 스펙트럼이다.
도 4는 본 발명의 구현예들에 따라 제조된 자가치유 탄성체의 시차주사 열량측정법(differential scanning calorimetry, DSC) 분석 결과를 보여주는 그래프이다.
도 5는 실시예 2, 3 및 비교예 1 에 따라 제조된 자가치유 탄성체의 인장 응력 및 인장 변형을 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 구현예들에 따라 제조된 자가치유 탄성체로 제조된 필름의 자가복원실험방법과 각 단계에서의 자가치유 탄성체로 제조된 필름의 단면을 나타낸다.
도 7a 및 7b는 실시예 2의 자가치유 탄성체로 제조된 필름의 시간 및 온도변화에 따른 인장 응력의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 8a 및 8b는 실시예 3의 자가치유 탄성체로 제조된 필름의 시간 및 온도변화에 따른 인장 응력의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 9a 및 9b는 비교예 1의 자가치유 탄성체로 제조된 필름의 시간 및 온도변화에 따른 인장 응력의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 10a은 본 발명의 구현예들에 따라 제조된 다중수소결합 가능한 단량체(이소시아네이트로 말단 기능화 된 4중수소결합 화합물인 유레이도피리미디논(ureidopyrimidinone, UPy-NCO)의 NMR 스펙트럼이고, 도 10b는 비공유결합형 동적결합 올리고머 합성을 위하여 선형 폴리카보네이트(PC, 분자량 3,000 g mol-1)을 사용하여 UPy-NCO와 결합하여 최종적으로 선형 UPC3K로 제조된 물질의 NMR 스페트럼이다.
도 11은 본 발명의 구현예들에 따라 제조된 자가치유 탄성체 및 자가치유 복합체를 포함하는 자가치유 필름의 인장 응력 및 인장 변형률 변화를 나타내는 그래프이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a conceptual diagram showing a self-healing elastic body manufactured according to an embodiment of the present invention and its self-healing characteristics. FIG.
Figures 2a and 2b are conceptual diagrams illustrating self-healing complexes and their properties, prepared according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) spectrum of the self-healing elastic body prepared according to Examples 2 and 3 and Comparative Example 1. FIG.
4 is a graph showing differential scanning calorimetry (DSC) analysis results of self-healing elastomers prepared according to embodiments of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing tensile stress and tensile strain of the self-healing elastic body produced according to Examples 2 and 3 and Comparative Example 1. FIG.
6 shows a cross-section of a self-healing elastomeric self-healing elastomeric film produced in accordance with embodiments of the present invention and a self-healing elastomeric film in each step.
FIGS. 7A and 7B are graphs showing changes in tensile stress according to time and temperature changes of a film made of the self-healing elastic material of Example 2. FIG.
8A and 8B are graphs showing changes in tensile stress with time and temperature change of a film made of the self-healing elastic material of Example 3. FIG.
9A and 9B are graphs showing changes in tensile stress according to time and temperature changes of a film made of the self-healing elastic material of Comparative Example 1. FIG.
Figure 10a is an NMR spectrum of ureidopyrimidinone (UPy-NCO), a quaternary hydrogen bonding compound that is end-functionalized with isocyanate, prepared according to embodiments of the present invention, Figure 10b is a non- NMR spectra of a material finally synthesized with linear UPC3K in combination with UPy-NCO using a linear polycarbonate (PC, molecular weight 3,000 g mol-1) for the synthesis of coupled dynamic-linking oligomers.
Figure 11 is a graph showing tensile stress and tensile strain changes of a self-healing film comprising self-healing elastomers and self-healing complexes prepared according to embodiments of the present invention.

이하, 본 발명의 구현예들을 상세히 설명한다. 이는 예시를 위하여 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 구성 및 적용이 제한되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. This is illustrated for illustrative purposes, and the technical idea of the present invention and its constitution and application are not limited thereby.

본 명세서에서 ‘반응물’이란 물질들의 반응으로 형성되는 최종 생성물로서 주로 형성되는 반응 생성물을 의미한다. As used herein, the term " reactant " means a reaction product mainly formed as a final product formed by the reaction of materials.

자가치유 탄성체 및 이의 제조 방법Self-Healing Elastomers and Manufacturing Method Thereof

본 발명의 일 구현예에서, 주쇄 혹은 분지쇄에 디설파이드 결합을 포함하는 폴리우레탄 수지를 포함하는 자가치유 탄성체가 제공된다. 상기 자가치유 탄성체의 디설파이드 결합은 손상시 이웃한 황 원자와의 체인 교환을 통해 분자 단위의 자가치유능을 보이므로, 본 발명과 같이 디설파이드 결합을 포함하는 자가치유 탄성체는 특정 온도(예컨대, 20 내지 100℃)에서 빠르게 우수한 자가회복특성을 보일 수 있다.In one embodiment of the invention, a self-healing elastomer is provided comprising a polyurethane resin comprising a disulfide bond in the main chain or branching chain. Since the disulfide bond of the self-healing elastomer exhibits the self-value capability of a molecular unit through chain exchange with a neighboring sulfur atom at the time of damage, the self-healing elastomer containing the disulfide bond according to the present invention has a specific temperature 100 ° C), it can exhibit excellent self-recovery characteristics.

한편, 본 발명의 자가치유 탄성체에 포함되는 폴리우레탄 수지는 이소시아네이트계 화합물과 폴리올 화합물의 반응으로 생성되는데 이때 폴리올 화합물은 900 내지 3,500(Mw)의 중량평균 분자량을 갖도록 조절될 수 있다. 이 경우 폴리우레탄에 구성 성분인 경질부 분절(Hard segment)과 연질부 분절(soft segment)간의 상분리도(phase separation)에 영향을 주어 최종적으로 시료의 유동성(분자의 운동성)을 제어할 수 있어 높은 온도에서뿐만 아니라, 낮은 온도에서도 우수한 자가치유특성을 보일 수 있다. Meanwhile, the polyurethane resin contained in the self-healing elastomer of the present invention is produced by the reaction of an isocyanate compound and a polyol compound, wherein the polyol compound can be adjusted to have a weight average molecular weight of 900 to 3,500 (Mw). In this case, the fluidity (molecular motility) of the sample can be finally controlled by influencing the phase separation between the hard segment and the soft segment, which are components of the polyurethane, Good self-healing properties can be seen not only at the temperature but also at the low temperature.

폴리올 화합물이 900(Mw) 미만의 중량평균분자량을 갖는 경우 폴리우레탄 수지의 운동성이 과도하게 커져 폴리우레탄 수지의 합성이 어려울 수 있고, 3,500(Mw)을 초과하는 중량평균분자량을 갖는 경우 폴리우레탄 수지의 운동성이 감소될 수 있다. When the polyol compound has a weight average molecular weight of less than 900 (Mw), the mobility of the polyurethane resin becomes excessively large, so that the synthesis of the polyurethane resin may be difficult. When the polyol compound has a weight average molecular weight exceeding 3,500 (Mw) Can be reduced.

예시적인 구현예에서, 상기 폴리올 화합물은 폴리알킬렌에테르글리콜, 폴리에스테르폴리올, e-카프로락톤폴리올, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리에스테르폴리올, 폴리카프로락톤디올, 폴리카보네이트디올 및 폴리테트라메틸렌에테르글리콜로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment, the polyol compound is selected from the group consisting of polyalkylene ether glycols, polyester polyols, e-caprolactone polyols, polyethylene glycols, polypropylene glycols, polyester polyols, polycaprolactone diols, polycarbonate diols and polytetramethylene ethers Glycol, < / RTI >

한편, 폴리올 화합물은 서로 구별되는 분자량을 갖는 2 이상의 폴리올 화합물을 포함하도록 제조될 수 있다. On the other hand, the polyol compound may be prepared to include two or more polyol compounds having molecular weights different from each other.

예컨대, 상기 폴리올 화합물은 제1 폴리올 화합물 및 제2 폴리올 화합물을 포함하고, 이때 상기 제1 폴리올 화합물은 900 내지 1500(Mw)의 중량평균 분자량을 갖도록 제조될 수 있고, 상기 제2 폴리올 화합물은 2,500 내지 3,500(Mw)의 중량평균 분자량을 갖도록 제조될 수 있다. 서로 다른 분자량의 폴리올을 화합물로 사용하여 폴리우레탄 전체구조의 상분리도를 조절하고 조절된 상분리정도에 따라서 자가치유특성을 조절할 수 있다. For example, the polyol compound may comprise a first polyol compound and a second polyol compound, wherein the first polyol compound may be produced to have a weight average molecular weight of 900 to 1500 (Mw) (Mw) to 3,500 (Mw). By using a polyol having a different molecular weight as a compound, the phase separation degree of the entire polyurethane structure can be controlled and the self-healing property can be controlled according to the controlled degree of phase separation.

한편, 상기 이소시아네이트 화합물은 톨루엔 디이소시아네이트, 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 및 이소포론 디이소시아네이트로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. Meanwhile, the isocyanate compound may include at least one member selected from the group consisting of toluene diisocyanate, methylenediphenyl diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, and isophorone diisocyanate.

예시적인 구현예에서, 상기 이소시아네이트 화합물로부터 유도된 반복단위는 상기 자가치유 탄성체에서 경질 세그먼트(hard-segment)에 해당될 수 있다.In an exemplary embodiment, the repeating unit derived from the isocyanate compound may correspond to a hard segment in the self-healing elastomer.

예시적인 구현예에서, 상기 폴리우레탄 수지는 폴리올 화합물과 이소시아네이트계 화합물이 1:2 내지 2:1의 몰비율로 반응한 것일 수 있다. 상기 폴리올 화합물과 이소시아네이트계 화합물이 1:2 이하의 몰비율로 반응된 경우에는 연성이 저하되며, 2:1을 초과하는 경우 자가치유 성능이 저하될 수 있다.In an exemplary embodiment, the polyurethane resin may be a polyol compound and an isocyanate compound reacted at a molar ratio of 1: 2 to 2: 1. When the polyol compound is reacted with the isocyanate compound at a molar ratio of 1: 2 or less, the ductility is lowered, and when the polyol compound is more than 2: 1, the self-healing performance may be lowered.

한편, 자가치유 중합체는 폴리우레탄 수지와 디설파이드 화합물이 3:1 내지 2:1의 비율로 반응한 것일 수 있다. 폴리우레탄 수지와 디설파이드 화합물의 반응이 3:1 미만인 경우 자가치유성능이 저하되며, 2:1을 초과하는 경우 연성, 인장 강도 등과 같은 기계적 성능이 저하될 수 있다.On the other hand, the self-healing polymer may be a polyurethane resin and a disulfide compound reacted at a ratio of 3: 1 to 2: 1. When the reaction between the polyurethane resin and the disulfide compound is less than 3: 1, the self-healing performance is deteriorated. When the reaction rate exceeds 2: 1, the mechanical performance such as ductility and tensile strength may be deteriorated.

한편, 상기 디설파이드 화합물은 2-하이드록실 디설파이드(2-hydroxyl disulfide), 3,3'-디티오디프로피온산(3,3’-dithiodipropionic acid), 2,2'-(디티오디메틸렌)디퓨란(2,2’-(Dithodimethylene)difuran), 4-아미노페닐 디설파이드(4-aminophenyl disulfide), 2,2'-디아미노디에틸 디설파이드 디하이드로클로라이드(2,2'-Diaminodiethyl disulfide dihydrochloride) 및 3,3'-디하이드록시디페닐 디설파이드(3,3’-Dihydroxydiphenyl disulfide)로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상일 수 있다.On the other hand, the disulfide compound may be selected from the group consisting of 2-hydroxyl disulfide, 3,3'-dithiodipropionic acid, 2,2 '- (dithiodiethylene) , 2 '- (Dithodimethylene) difuran, 4-aminophenyl disulfide, 2,2'-Diaminodiethyl disulfide dihydrochloride, and 3,3' -Dihydroxydiphenyl disulfide, and the like.

일 구현예에서, 상기 자가치유 탄성체는 하기 화학식 1로 표시될 수 있다.In one embodiment, the self-healing elastomer may be represented by the following formula (1).

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

(상기 화학식 1에서 n은 5 내지 20사이의 정수이고, x는 10 내지 40 사이의 정수이다)(Wherein n is an integer of 5 to 20 and x is an integer of 10 to 40)

예시적인 구현예에서, 상기 자가치유 탄성체는 선형 혹은 비선형 구조를 가질 수 있으며 구체적으로 선형 구조를 가질 수 있다.In an exemplary embodiment, the self-healing elastomer may have a linear or non-linear structure and may have a linear structure in particular.

한편, 본 발명의 자가치유 탄성체는 5 내지 20몰%의 디설파이드 결합을 포함할 수 있다. 5몰% 미만인 경우 자가치유 특성이 발현되지 않을 수 있으며, 20몰%를 초과하는 경우 자가치유 탄성체의 기계적 물성이 저하될 수 있다.On the other hand, the self-healing elastomer of the present invention may contain 5 to 20 mol% of disulfide bonds. If it is less than 5 mol%, the self-healing property may not be developed, and if it exceeds 20 mol%, the mechanical properties of the self-healing elastomer may be deteriorated.

한편, 상기 자가치유 탄성체는 상온에서도 자가치유 성능을 보일 수 있으며, 구체적으로 20 내지 90℃의 온도에서 90%이상의 자가치유효율(%)을 보이고, 40 내지 60℃의 온도에서 95%이상의 자가치유효율 보일 수 있다. On the other hand, the self-healing elastic body can exhibit self-healing performance even at room temperature. Specifically, it exhibits self-healing efficiency (%) of 90% or more at a temperature of 20 to 90 ° C, Efficiency can be seen.

본 발명의 자가치유 탄성체는 열을 가하면 자가치유특성을 보이는 이른바 '열가역적 자가치유특성'을 보인다. 이에 따라, 상기 자가치유 탄성체가 손상되어도 이에 열을 가하면 치유될 수 있다. 이에 따라, 상기 자가치유 탄성체에 가해지는 열을 조절하여 반복적 치유를 할 수 있다. The self-healing elastomer of the present invention exhibits the so-called " thermoreversible self-healing property " Thus, even if the self-healing elastic body is damaged, it can be cured by applying heat thereto. Thus, it is possible to perform repeated healing by controlling the heat applied to the self-healing elastic body.

뿐만 아니라, 상기 자가치유 탄성체는 우수한 기계적 특성을 보일 수 있으며, 예컨대 5 내지 27 MPa 범위의 인장 응력을 보일 수 있다.In addition, the self-healing elastomer can exhibit excellent mechanical properties and exhibit tensile stresses in the range of, for example, 5 to 27 MPa.

본 발명의 자가치유 탄성체는 90℃이하의 온도, 예컨대, 0 내지 90℃의 온도 20 내지 90℃의 온도, 혹은 20 내지 60℃의 낮은 온도에서도 우수한 자가치유 특성을 보일 수 있다.The self-healing elastomer of the present invention can exhibit excellent self-healing properties even at a temperature of 90 ° C or less, for example, a temperature of 0 to 90 ° C at a temperature of 20 to 90 ° C, or a low temperature of 20 to 60 ° C.

이에 따라, 상기 자가치유 탄성체를 항공 우주용 소재, 건축소재, 의료 소재, 코팅제 및 접착제등 다양한 분야에서 널리 사용할 수 있다.Accordingly, the self-healing elastic body can be widely used in a variety of fields such as aerospace materials, building materials, medical materials, coating agents and adhesives.

본 발명의 다른 구현예에서는 상술한 자가치유 탄성체의 제조 방법이 제공된다. 해당 제조 방법은 그 공정이 매우 단순하여 상업화에 유용하다. 상기 제조 방법은 이소시아네이트 화합물과 900 내지 3,500(Mw)의 중량평균 분자량을 갖는 폴리올 화합물을 혼합한 후 중합시켜 폴리 우레탄 수지를 형성하는 단계; 및 상기 폴리우레탄 수지와 디설파이드 화합물을 반응시켜 자가치유 탄성체를 제조하는 단계; 를 포함한다.In another embodiment of the present invention, there is provided a process for producing the above-mentioned self-healing elastomer. The process is very simple and useful for commercialization. The method comprises: mixing an isocyanate compound with a polyol compound having a weight average molecular weight of 900 to 3,500 (Mw) and then polymerizing to form a polyurethane resin; And reacting the polyurethane resin with a disulfide compound to prepare a self-healing elastic body; .

먼저, 폴리올 화합물 및 이소시아네이트 화합물을 혼합한 후 중합시켜 폴리 우레탄 수지를 형성한다.First, a polyol compound and an isocyanate compound are mixed and then polymerized to form a polyurethane resin.

이때, 상기 폴리우레탄 수지 제조시 폴리올 화합물과 이소시아네이트계 화합물은 1:2 내지 2:1의 몰비율로 반응될 수 있다.At this time, the polyol compound and the isocyanate compound may be reacted at a molar ratio of 1: 2 to 2: 1 at the time of preparing the polyurethane resin.

이후, 상기 폴리 우레탄 수지와 디설파이드 화합물을 반응시켜 자가치유 탄성체를 제조한다.Thereafter, the polyurethane resin and the disulfide compound are reacted to prepare a self-healing elastic body.

예시적인 구현예에서, 자가치유 탄성체 제조시 폴리우레탄 수지와 디설파이드 화합물이 3:1 내지 2:1의 몰비율로 반응시킬 수 있다.In an exemplary embodiment, the polyurethane resin and the disulfide compound may be reacted in a molar ratio of 3: 1 to 2: 1 in the preparation of self-healing elastomers.

이에 따라, 주쇄 혹은 분지쇄에 디설파이드 결합을 포함하는 자가치유 탄성체가 제조될 수 있다.Thus, a self-healing elastomer containing a disulfide bond in the main chain or the branch chain can be produced.

자가치유 복합체 및 이의 제조 방법Self-healing complex and method for manufacturing the same

본 발명의 다른 구현예에서 자가치유 복합체로서, 주쇄 혹은 분지쇄에 디설파이드 결합을 포함하는 폴리우레탄 수지를 포함하는 자가치유 탄성체; 및 다중수소결합 가능한 단량체; 를 포함하는 자가치유 복합체가 제공된다. 상기 자가치유 복합체에서 자가치유 탄성체는 전술한 자가치유 탄성체와 실질적으로 동일 내지 유사한 구성을 포함한다.In another embodiment of the invention, the self-healing complex comprises a self-healing elastomer comprising a polyurethane resin comprising a disulfide bond in the main chain or branching chain; And multi-hydrogen bondable monomers; A self-healing complex is provided. The self-healing elastomer in the self-healing complex comprises substantially the same or similar construction as the self-healing elastomer described above.

즉, 상기 자가치유 복합체의 자가치유 탄성체는 디설파이드 결합을 포함하는 폴리우레탄 수지를 포함하는데 이때 자가치유 탄성체의 폴리우레탄수지는 900 내지 3,500(Mw)의 중량평균분자량을 갖는 폴리올 화합물 및 이소시아네이트계 화합물의 반응물일 수 있다.That is, the self-healing elastomer of the self-healing complex includes a polyurethane resin containing a disulfide bond, wherein the polyurethane resin of the self-healing elastomer is a polyol compound having a weight average molecular weight of 900 to 3,500 (Mw) and an isocyanate compound Lt; / RTI >

한편, 상기 자가치유 탄성체는 다중수소결합 가능한 단량체를 추가적으로 포함하는데 이 경우 상기 자가치유 복합체에는 공유결합을 포함하는 자가치유 탄성체와 비공유결합인 수소 결합을 포함하는 다중수소결합 가능한 단량체가 혼재되어 있을 수 있다(도 2a 및 도 2b 참조). 이와 같은 경우, 자가치유 성능이 보다 증대될 수 있다. On the other hand, the self-healing elastomer may further include a multi-hydrogen bondable monomer. In this case, the self-healing complex may include a self-healing elastomer including a covalent bond and a multi-hydrogen bondable monomer including a hydrogen bond (See Figs. 2A and 2B). In such a case, the self-healing performance can be further increased.

예시적인 구현예에서, 상기 다중수소결합 가능한 단량체는 이소시아네이트로 말단 기능화 된 유레이도피리미디논(UPY-NCO), 이소시아네이트로 말단 기능화 된 유레이도피리미디논(UPY-NCO)와 폴리카보네이트디올의 복합체 등을 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment, the multiple hydrogen-bondable monomer is selected from the group consisting of isocyanate terminated ureido pyrimidinone (UPY-NCO), isocyanate terminated ureido pyrimidinone (UPY-NCO) and polycarbonate diol complex And the like.

일 구현예에서, 상기 다중수소결합 가능한 단량체는 400 내지 700 g/mol의 중량평균 분자량을 가질 수 있다.In one embodiment, the multiple hydrogen-bondable monomers may have a weight average molecular weight of 400 to 700 g / mol.

예시적인 구현예에서, 자가치유 복합체에서 자가치유 탄성체와 자가치유 복합체의 혼합 비율은 2:8 내지 8:2 일 수 있다. 상기 범위를 벗어나는 경우 자가치유효율이 저하되거나 복합체로서 형성하기 어려운 문제점이 있을 수 있다.In an exemplary embodiment, the mixing ratio of the self-healing elastomer and the self-healing complex in the self-healing complex may be from 2: 8 to 8: 2. If it is out of the above range, the self-healing efficiency may be lowered or it may be difficult to form it as a composite.

본 발명의 자가치유 복합체에서는 공유 결합을 포함하는 자가치유 탄성체 및 수소결합을 포함하는 다중수소결합 가능한 단량체를 포함한다. 상기 자가치유 복합체의 내부에서는 공유결합형 유도체와 비공유결합형 유도체가 혼재되어 있으며, 손상시 형상 회복 효과가 보다 극대화될 수 있다.The self-healing complex of the present invention includes a self-healing elastomer containing a covalent bond and a multiple hydrogen-bondable monomer containing a hydrogen bond. In the self-healing complex, covalent derivatives and non-covalent derivatives are mixed, and the effect of shape recovery at the time of damage can be maximized.

본 발명의 다른 구현예에서는 상술한 자가치유 복합체의 제조 방법이 제공된다. 상기 자가치유 복합체는 자가치유 탄성체 및 다중수소결합 가능한 단량체를 혼합하는 단계를 포함할 수 있다. In another embodiment of the present invention, there is provided a process for producing a self-healing complex as described above. The self-healing complex may comprise mixing self-healing elastomers and multiple hydrogen-bondable monomers.

본 발명의 자가치유 복합체에서의 자가치유 탄성체 및 다중수소 결합 가능한 단량체는 모두 자가치유 특성을 가지고 있고, 상기 물질들 내에서 자가치유를 발현하는 인자가 비공유결합형 또는 공유결합형으로 구분되어 두 물질을 혼합하여 복합재로 제조할 경우 상호보완적인 특성을 유도할 수 있다. The self-healing elastomers and multiple hydrogen-bondable monomers in the self-healing complex of the present invention all have self-healing properties, and the factors expressing self-healing in the above materials are classified into non-covalent or covalent bonds, Are mixed with each other to produce a composite material, complementary characteristics can be derived.

또한, 상기 자가치유복합체를 사용하는 경우, 자가치유 탄성체를 사용했을 때보다 자가치유 성능의 발현 온도 및 속도 등이 향상될 수 있다. 이에 따라, 항공 우주용 소재, 건축소재, 의료 소재, 코팅제 및 접착제 등 다양한 분야에서 널리 사용될 수 있다.In addition, when the self-healing complex is used, the temperature and speed of expression of the self-healing performance can be improved as compared with the case of using the self-healing elastic body. Accordingly, it can be widely used in various fields such as aerospace material, building material, medical material, coating agent and adhesive.

자가치유 필름Self-healing film

본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 자가치유 탄성체 혹은 자가치유 복합체를 포함하는 자가치유 필름을 제조할 수 있다. 혹은 상기 자가치유 필름은 상기 자가치유 탄성체의 건조물 혹은 자가치유 복합체의 건조물을 포함할 수 있다.In another embodiment of the present invention, a self-healing film comprising the self-healing elastomer or self-healing complex can be produced. Alternatively, the self-healing film may comprise a dried product of the self-healing elastomer or a dried product of the self-healing complex.

구체적으로, 상기 자가치유 탄성체 혹은 자가치유 복합체를 포함하는 조성물 10 내지 30시간 동안 건조시켜 자가치유 필름을 제조할 수 있다. 상기 자가치유 필름은 상술한 자가치유 탄성체(혹은 자가치유 복합체)를 포함하는 바, 매우 우수한 자가치유효율을 보일 수 있으며 기계적 성능 역시 우수할 수 있다.Specifically, the self-healing elastomeric or self-healing complex can be dried for 10 to 30 hours to form a self-healing film. Since the self-healing film includes the above-mentioned self-healing elastic body (or self-healing complex), the self-healing film can exhibit excellent self-healing efficiency and excellent mechanical performance.

예시적인 구현예에서, 상기 자가치유 필름은 20 내지 90℃의 온도에서 90%이상의 자가회복효율을 보일 수 있다.In an exemplary embodiment, the self-healing film may exhibit a self-healing efficiency of 90% or more at a temperature of 20 to 90 占 폚.

예시적인 구현예에서, 상기 자가치유 필름은 5 내지 27 MPa 범위의 인장 응력을 보일 수 있다.In an exemplary embodiment, the self-healing film may exhibit a tensile stress in the range of 5 to 27 MPa.

상술한 바와 같이 본 발명의 자가치유 탄성체는 반복적으로 자가회복특성 및 점착 특성을 보일 수 있고, 특히 특정온도 조건 하에서 열가역적 자가치유 특성을 보일 수 있다. 특히, 해당 자가치유 탄성체는 디설파이드 결합을 포함하는데, 이와 같은 디설파이드 결합은 손상시 이웃한 황 원자와의 체인 교환을 통해 분자 단위의 자가치유능을 보이므로, 본 발명과 같이 디설파이드 결합을 포함하는 자가치유 탄성체는 우수한 자가회복특성(형상 회복율)을 보일 수 있다.As described above, the self-healing elastic body of the present invention can exhibit self-recovery property and adhesive property repeatedly, and can exhibit thermo-reversible self-healing property under specific temperature conditions. In particular, the self-healing elastomer includes a disulfide bond. Since such a disulfide bond shows a self-value capability of a molecular unit through chain exchange with a neighboring sulfur atom at the time of damage, the self- The healing elastomer can exhibit excellent self-recovery properties (shape recovery rate).

또한, 본 발명의 자가치유 탄성체는 일정 범위의 분자량을 갖는 폴리올 화합물로부터 유래된 반복단위를 포함하는데 이 경우 고온뿐만 아니라 낮은 온도에서도 우수한 자가회복 특성을 보일 수 있다.In addition, the self-healing elastomer of the present invention includes a repeating unit derived from a polyol compound having a certain range of molecular weight. In this case, the self-healing elastomer can exhibit excellent self-recovery properties at a low temperature as well as a high temperature.

아울러, 이를 건조하기만 하면 자가치유 필름을 제조할 수 있는데, 이러한 자가치유 필름은 우수한 자가회복효율, 연성 및 기계적 성능을 보일 수 있다. 이에 따라, 항공 우주용 소재, 건축소재, 의료 소재, 코팅제 및 접착제등 다양한 분야에서 널리 사용될 수 있다. In addition, it is possible to produce self-healing films by drying them. Such self-healing films can exhibit excellent self-healing efficiency, ductility and mechanical performance. Accordingly, it can be widely used in various fields such as aerospace material, building material, medical material, coating agent and adhesive.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예들에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. It is to be understood by those skilled in the art that these embodiments are only for illustrating the present invention and that the scope of the present invention is not construed as being limited by these embodiments.

[실험예][Experimental Example]

자가치유 탄성체Self-healing elastomer

[실시예 1 내지 3][Examples 1 to 3]

클로로포름(chloroform)를 용매로 사용하여 용액중합법을 행하였다. 먼저 500mL 비이커형 플라스크에 폴리카보네이트디올(PC-diol)과 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트(MDI)(시그마알드리치)를 70℃에서 3시간동안 반응하여 중합하여 중합물을 제조하였다. 이때, 폴리카보네이트 디올의 분자량을 1,000g/mol인 것과 3,000g/mol인 것을 사용하였다(UBE Industries 사 ETERNACOLL® UH제품 UH-100 혹은 UH-300)PC-diol 1: 1,000g/mol, PC-diol 2: 3,000g/mol). 이후, 2-하이드록시에틸 디설파이드(2HEDS)(시그마알드리치)와 상기 중합물을 반응시켜 자가치유 탄성체를 제조하였다. 이때, PC-diol 1, PC-diol 2, MDI 및 2HEDS의 투입비율을 하기 [표 1]과 같이 달리하여 실시예 1 내지 3에 따른 조성물을 제조하였다. 이후, 상기 조성물을 메탄올에 침전시킨 후, 진공 오븐에서 24시간동안 완전 건조후, DMF 용매에 다시 녹여 약 400 내지 450mm의 두께를 갖는 필름인 실시예 1 내지 3에 따른 샘플을 제조하였다. Solution synthesis was carried out using chloroform as a solvent. First, a polycarbonate diol (PC-diol) and 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI) (Sigma Aldrich) were reacted at 70 ° C for 3 hours in a 500 mL beaker type flask to prepare a polymer. (UH-100 or UH-300 manufactured by UBE Industries, Ltd. ETERNACOLL® UH) PC-diol 1: 1,000 g / mol, a PC-diol having a molecular weight of 1,000 g / diol 2: 3,000 g / mol). Then, 2-hydroxyethyl disulfide (2HEDS) (Sigma Aldrich) was reacted with the polymer to prepare a self-healing elastomer. At this time, the compositions according to Examples 1 to 3 were prepared by varying the feeding ratios of PC-diol 1, PC-diol 2, MDI and 2HEDS as shown in Table 1 below. Thereafter, the composition was precipitated in methanol, completely dried in a vacuum oven for 24 hours, and then re-dissolved in DMF solvent to prepare a sample according to Examples 1 to 3 which had a film thickness of about 400 to 450 mm.

[비교예 1][Comparative Example 1]

실시예 1에서, 2-하이드록시에틸 디설파이드(2HEDS) 대신 측쇄연장제인 1.4-부탄디올(1,4-butandiol, 1,4 BD-diol)을 사용하였다는 점을 제외하고는 동일한 공정을 수행하여 자가치유 탄성체를 제조하였다The same procedure was followed as in Example 1 except that 1,4-butanediol (1,4 BD-diol), a side chain extender, was used instead of 2-hydroxyethyl disulfide (2HEDS) A healing elastomer was prepared

실시예 1 내지 3 및 비교예 1에서의 몰비율은 하기 표 1과 같다.The molar ratios in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 are shown in Table 1 below.

비고Remarks PC-diol 1(mmol)PC-diol < / RTI > 1 (mmol) PC-diol 2(mmol)PC-diol 2 (mmol) MDI(mmol)MDI (mmol) 2HEDS(mmol)2HEDS (mmol) 1,4 BD-diol (mmol)1.4 BD-diol (mmol) 실시예 1Example 1 4040 -- 2020 2020 -- 실시예 2Example 2 -- 6.676.67 13.413.4 6.676.67 -- 실시예 3Example 3 1010 3.33.3 26.626.6 13.313.3 -- 비교예 1Comparative Example 1 1010 3.33.3 26.626.6 -- 13.313.3

(표 1에서, 실시예 1 및 2에서의 PC-diol:MDI:2HEDS의 몰비율(molar ratio)은 2:1:1이고, 실시예 2의 PC-diol:MDI:2HEDS의 몰비율은 1:2:1이고, 실시예 2의 PC-diol:MDI:2HEDS의 몰비율은 1:2:1이고, 비교예 1의 PC-diol:MDI:1,4 BD-diol 의 몰비율은 1:2:1이다. 표 1에서, 하드 세그먼트인 MDI와 소프트세그먼트인 PC-diol과 2HEDS(혹은 1,4 BD-diol) 의 혼합물의 몰비는 모두 1:1이다.)(In Table 1, the molar ratio of PC-diol: MDI: 2HEDS in Examples 1 and 2 is 2: 1: 1, and the molar ratio of PC-diol: MDI: 2HEDS in Example 2 is 1 : The molar ratio of PC-diol: MDI: 1,4 BD-diol of Comparative Example 1 was 1: 2: 1, the molar ratio of PC-diol: MDI: 2HEDS of Example 2 was 1: 2: 1. In Table 1, the molar ratio of the hard segment MDI and the soft segment PC-diol to the 2HEDS (or 1, 4 BD-diol) molar ratio is 1: 1.

[실험예 1: 탄성체의 합성 분석] [Experimental Example 1: Synthesis analysis of elastomer]

실시예 2, 3 및 비교예 1에 따라 제조된 샘플의 화학 구조를 확인하고자 FT-IR과 Raman 분광분석을 이용하여 실험을 진행하였고 이를 도 3에 나타내었다.Experiments were carried out using FT-IR and Raman spectroscopy to confirm the chemical structures of the samples prepared according to Examples 2 and 3 and Comparative Example 1, which are shown in FIG.

도 3을 살펴보면, 실시예 2 및 3에 따른 샘플은 경질세그먼트(hard-segment)의 MD로부터 유도된 반복단위, 2-하이드록시에틸 디설파이드로부터 유도된 반복단위 그리고 연질세그먼트(soft-segment)의 폴리카보네이트디올로 구성됨을 확인할 수 있었으며, 이와 같이 물리적 화학적 열역학적 성질이 매우 다른 두 세그먼트로 합성된 탄성체는 열역학적 불 친화성으로 인해 상분리 구조를 갖는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 2270cm-1에서의 NCO 그룹의 특성 피크가 사라지면서 동시에 -NH 신축 진동 (3500-3200 cm-1), δNH 신축 진동 (1539-1531 cm-1), -C=O신축 진동 (1760-1690 cm-1),C-O신축 진동 (1245 cm-1)및 C-O-C 신축 진동 (1162-1159 및 1046-1044 cm-1)밴드가 형성됨을 확인함으로써 선형 폴리우레탄 블록공중합의 탄성체가 합성된 것을 확인하였다. 즉, 쇄연장제(Chain extender)인 2HED와 BD를 넣음으로써 폴리우레탄이 성공적으로 합성된 것을 확인할 수 있었다. 다만, 비교예 1에 따른 샘플은 2-하이드록시에틸 디설파이드로부터 유도된 반복단위를 포함하지 않는 것을 확인할 수 있었다. Referring to FIG. 3, the samples according to Examples 2 and 3 are composed of repeating units derived from MD of a hard segment, repeating units derived from 2-hydroxyethyl disulfide, and repeating units derived from soft-segment poly Carbonate diol. As a result, it was confirmed that the elastomer synthesized in two segments having very different physical and chemical thermodynamic properties has a phase separation structure due to thermophilic incompatibility. In addition, the characteristic peaks of the NCO group at 2270 cm -1 disappear and at the same time, -NH stretching vibration (3500-3200 cm -1), δNH stretching vibration (1539-1531 cm -1), -C═O stretching vibration (1760- It was confirmed that a linear polyurethane block copolymer elastomer was synthesized by confirming formation of bands of 1690 cm -1, CO stretching vibration (1245 cm -1) and COC stretching vibration (1162-1159 and 1046-1044 cm -1) . In other words, it was confirmed that polyurethane was successfully synthesized by putting a chain extender (2HED and BD). However, it was confirmed that the sample according to Comparative Example 1 did not contain a repeating unit derived from 2-hydroxyethyl disulfide.

[실험예 2: DSC 분석][Experimental Example 2: DSC analysis]

실시예 2, 3 및 비교예 1에 따라 제조된 샘플의 Tg 값은 DSC분석을 통해 확인하였다(도 4). 서로 다른 분자량을 갖는 PC-diol의 함량 변화에 따라 생성되는 자가치유 탄성체가 다른 물성을 나타내는 것을 확인할 수 있다. 구체적으로, 실시예 2(Mw 3,000 g/mol)로 합성된 탄성체는 -25.4℃의 Tg값을 가지나, 1,000 g/mol 과 3,000 g/mol의 PC-diol이 함유된 실시예 3은 상대적으로 Tg가 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 비교예 1 역시 1,4-부탄디올을 2HEDS 대신 포함하도록 제조되므로 상대적으로 Tg가 증가하는 경향을 보였다. The T g of samples prepared according to Examples 2 and 3 and Comparative Example 1 The values were confirmed by DSC analysis (Fig. 4). It can be confirmed that the self-healing elastomers produced according to the changes in the content of PC-diol having different molecular weights show different physical properties. Specifically, the elastomer synthesized in Example 2 (Mw 3,000 g / mol) had a T g value of -25.4 ° C, but Example 3, which contained PC-diol at 1,000 g / mol and 3,000 g / mol, It was confirmed that Tg was increased. In addition, since Comparative Example 1 was also prepared to contain 1,4-butanediol instead of 2HEDS, the T g tended to increase relatively.

[실험예 3: 기계적 특성 분석][Experimental Example 3: Mechanical Properties Analysis]

실시예 2, 3 및 비교예 1 에 따라 제조된 샘플의 고유의 기계적 특성(인장 응력 및 인장 변형률)을 도 5에 나타내었다. 도 5에 기재된 값은 하기 표 2와 같다.The intrinsic mechanical properties (tensile stress and tensile strain) of the samples prepared according to Examples 2 and 3 and Comparative Example 1 are shown in Fig. The values shown in Fig. 5 are shown in Table 2 below.

샘플명Sample name 인장 변형률(%)Tensile strain (%) 인장 응력(MPa)Tensile Stress (MPa) 인장 모듈러스(MPa)Tensile modulus (MPa) 비교예 1Comparative Example 1 306.61 ± 8.61306.61 + - 8.61 6.89 ± 0.486.89 + - 0.48 47.13 ± 0.9747.13 + - 0.97 실시예 2Example 2 536.61 ± 47.13536.61 + - 47.13 24.87 ± 2.1624.87 ± 2.16 116.08 ± 2.65 116.08 ± 2.65 실시예 3Example 3 633.27 ± 24.04633.27 ± 24.04 6.63 ± 0.3556.63 + 0.355 4.09 ± 0.564.09 ± 0.56

이를 살펴보면, 분자량이 큰 폴리올을 사용할수록 인장 응력과 인장 모듈러스가 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 아울러, 디설파이드 결합이 포함된 자가치유 탄성체의 경우 인장 변형률(tensile strain)은 감소한 반면에 인장 응력(tensile stress)은 증가하는 경향을 보임을 확인할 수 있었다.As a result, it was confirmed that tensile stress and tensile modulus were increased with use of a polyol having a high molecular weight. In addition, the self-healing elastomers containing disulfide bonds showed a tendency to increase tensile stress while decreasing tensile strain.

[실험예 4: 자가회복 특성 분석] [Experimental Example 4: Characteristic Analysis of Self-Recovery]

실시예 2 및 3 및 비교예 1에 따른 샘플에 대하여 날카로운 칼로 깊이 150 mm정도의 물리적인 손상(notch)을 가한 후, 절단된 두 면을 다시 맞닿게 한 후 50℃, 70℃ 및 90℃에서 각각 5분, 1시간, 6시간 동안 열처리를 한 후 그 표면을 촬영하여 도 6에 나타내었다(단면은 실시예 3에 따른 샘플만 표시.The samples according to Examples 2 and 3 and Comparative Example 1 were subjected to a physical notch having a depth of about 150 mm with a sharp knife, and then the two cut surfaces were brought into contact with each other again. Then, at 50, 70 and 90 ° C The surface was photographed after heat treatment for 5 minutes, 1 hour, and 6 hours, respectively, and is shown in FIG. 6 (only the sample according to Example 3 is shown in cross section.

아울러, 실시예 2 및 3 및 비교예 1에 따른 샘플의 각 온도 및 시간 조건하에서의 자가치유효율(self-healing efficiency)을 측정하였는데, 자가치유효율은 다음과 같은 [수학식 1]로 계산하였으며, 그 결과는 도 7a 내지 9b에서 확인하였다. 도 7a 및 7b는 실시예 2의 자가치유 탄성체로 제조된 필름의 시간 및 온도변화에 따른 인장 응력 및 인장 변형률 변화를 나타내는 그래프이다. 도 8a 및 8b는 실시예 3 의 자가치유 탄성체로 제조된 필름의 시간 및 온도변화에 따른 인장 응력 및 인장 변형률 변화를 나타내는 그래프이다. 도 9a 및 9b는 비교예 1 의 자가치유 탄성체로 제조된 필름의 시간 및 온도변화에 따른 인장 응력 및 인장 변형률 변화를 나타내는 그래프이다.In addition, the self-healing efficiency of the sample according to Examples 2 and 3 and Comparative Example 1 under the respective temperature and time conditions was measured. The self-healing efficiency was calculated by the following formula (1) The results were confirmed in Figs. 7A to 9B. FIGS. 7A and 7B are graphs showing changes in tensile stress and tensile strain according to time and temperature changes of a film made of the self-healing elastic material of Example 2. FIG. FIGS. 8A and 8B are graphs showing changes in tensile stress and tensile strain according to time and temperature changes of a film made of the self-healing elastic material of Example 3. FIG. FIGS. 9A and 9B are graphs showing changes in tensile stress and tensile strain according to time and temperature changes of a film made of the self-healing elastic material of Comparative Example 1. FIG.

[수학식 1][Equation 1]

자가치유효율(%) = [(자가복원된 탄성체의 인장 변형률 또는 인장 응력)/(원래 탄성체의 인장 변형률 또는 인장 응력)] X100Self-healing efficiency (%) = [(tensile strain or tensile stress of self-restored elastomer) / (tensile strain or tensile stress of original elastomer)] X100

살펴보면, 실시예 2 및 비교예 1의 경우 각각 50℃서 각각 10 % 이하의 인장 변형률과 30 % 이하의 인장 응력; 70℃에서 각각 10 % 이하의 인장 변형률과 20 % 이하의 인장 응력; 90℃에서 각각 50 % 이하의 인장 변형률과 20~50 % 의 인장 응력:을 보여, 90℃이상의 고온에서만 50 %이상의 자가복원 효율을 보임을 확인할 수 있었다.As a result, in Example 2 and Comparative Example 1, a tensile strain of 10% or less and a tensile stress of 30% or less, respectively, at 50 ° C; A tensile strain of less than 10% and a tensile stress of less than 20% at 70 ° C respectively; And a tensile stress of 50% or less and a tensile stress of 20 to 50% at 90 ° C, respectively, and it was confirmed that the self-recovery efficiency was 50% or more only at a temperature higher than 90 ° C.

반면, 실시예 3의 경우 50℃에서 각각 20-80 %의 인장 변형률과 20-80 %의 인장 응력을 보이고, 70℃에서 각각 40-80%의 인장 변형률과 40-70%의 인장 응을 보이며, 90℃에서 각각 50-99 %의 인장 변형률과 30-80%의 인장 응력을 보여, 고온 뿐 아니라 낮은 온도에서도 70% 이상의 자가복원 효율, 90% 이상의 자가복원 효율을 보임을 확인할 수 있었다. On the other hand, Example 3 exhibits a tensile strain of 20-80% and a tensile stress of 20-80% at 50 ° C, respectively, and a tensile strain of 40-80% and a tensile strain of 40-70% at 70 ° C, respectively , And tensile strain of 50-99% and tensile stress of 30-80% at 90 ° C, respectively, and it was confirmed that the self-restoration efficiency was 70% or more and the self-restoration efficiency was 90% or more even at a high temperature as well as a low temperature.

이에 따라, 실시예 3에 따른 샘플은 자가치유특성이 가장 우수함을 확인할 수 있었다.As a result, it was confirmed that the sample according to Example 3 had the best self-healing properties.

자가치유복합체 Self-healing complex

[실시예 4][Example 4]

4중수소결합 화합물인 이소시아네이트로 말단 기능화된 유레이도피리미디논(ureidopyrimidinone)(이하, UPy-NCO)을 합성하기 위해 2- 아미노-4-하이드록시-6-메틸피리미딘(2-amino-4-hydroxy-6-methylpyrimidine)과 1,6-디이소시아네이토-헥산(1,6-diisocyanato-hexane)을 피리딘 촉매 함께 투입 후 질소 기체 조건하에서 100 ℃로 승온하여 16시간 동안 교반시켰다. 이후, 반응물을 헵탄 및 아세톤으로 정제하고 걸러낸 뒤 60 ℃에서 24시간 동안 진공 건조하여 UPy-NCO을 수득하였다. 도 10a에서는 1H NMR (용매 CDCl3)을 이용하여 UPy-NCO 의 합성 여부를 평가하였다.Amino-4-hydroxy-6-methylpyrimidine (hereinafter referred to as " 2-amino-4-hydroxypyrimidine ") was synthesized to synthesize ureidopyrimidinone hydroxy-6-methylpyrimidine and 1,6-diisocyanato-hexane were charged together with pyridine catalyst, and the mixture was heated to 100 ° C under a nitrogen gas atmosphere and stirred for 16 hours. Then, the reaction product was purified by using heptane and acetone, filtered, and then vacuum-dried at 60 DEG C for 24 hours to obtain UPy-NCO. In FIG. 10A, the synthesis of UPy-NCO was evaluated using 1 H NMR (solvent CDCl 3 ).

이후, 상기 제조된 4중수소결합 화합물(UPy-NCO)을 도입하기 위해 클로로포름 용매에 선형 폴리카보네이트 디올(PC, 분자량: 3,000 g/mol) 을 녹이고 유기 올리고머의 수산기(-OH) 당 1.5배의 몰 당량비로 UPy-NCO를 투입하였다. 이후, 촉매를 첨가한 후 60℃에서 16시간 교반 시킨 뒤 생성된 우레아를 여과해 주고 미반응 UPy-NCO를 제거하기 위해 실리카겔을 투입하여 더 교반시켰다. 이어서, 실리카겔을 여과한 후 여과액을 농축시키고 헥산에 투입하여 다중수소결합 가능한 단량체(4중수소결합체로 기능화된 유기 올리고머)를 침전시킨후, 침전물을 여과 후 24시간 상온 진공 건조하여 최종 결과물인 선형의 다중수소결합 가능한 단량체(UPy-NCO-PC)을 수득하였고, 도 10b에서는 1H NMR (용매 CDCl3)을 이용하여 합성여부를 평가하였다.Then, a linear polycarbonate diol (PC, molecular weight: 3,000 g / mol) was dissolved in a chloroform solvent to introduce the prepared quaternary hydrogen-bonding compound (UPy-NCO) UPy-NCO was added at an equivalent ratio. Thereafter, the catalyst was added, and the mixture was stirred at 60 ° C for 16 hours. The formed urea was filtered, and silica gel was added to remove unreacted UPy-NCO. Subsequently, the silica gel was filtered, and the filtrate was concentrated and added to hexane to precipitate a multi-hydrogen-bondable monomer (organic oligomer functionalized with a tetra-heavy hydrogen bond). The precipitate was filtered and dried at room temperature for 24 hours, (UPy-NCO-PC) was obtained. In FIG. 10B, the synthesis was evaluated using 1 H NMR (solvent CDCl 3 ).

도 10b를 살펴보면, 1H NMR 스펙트럼으로 각 피크들의 위치, 갈라짐 특징, 적분비를 검토한 결과 선형 PC에 UPy-NCO를 도입한 선형 다중수소결합 가능한 단량체(UPy-NCO-PC)의 합성이 성공적으로 이루어졌음을 확인하였다.Referring to FIG. 10B, the position, cleavage characteristics and atomic ratio of each peak were examined by 1H NMR spectrum. As a result, the synthesis of UPy-NCO-linearized linear hydrogen-bonding monomer (UPy-NCO-PC) .

구체적으로 UPy의 이소시아네이트(isocyanate) 작용기와 PC 말단의 수산기 결합으로 우레탄 작용기 (피크 5, 9)가 새로이 생성되었음을 확인하였으며, 특히 피크 4와 피크 d의 적분비를 분석한 결과 4중수소결합 화합물이 PC에 96% 정도 도입됨을 확인하였다. 또한, 10 ppm 이상에서 생성된 아민 피크들로부터 UPy-NCO가 PC에 4중수소결합력을 부여하고 있음을 확인하였다.Specifically, it was confirmed that the urethane functional groups (peaks 5 and 9) were newly formed by the hydroxyl group bonding of the isocyanate functional group and the PC terminal of UPy. Particularly, when the integral ratio of peak 4 and peak d was analyzed, To 96% of the total. In addition, it was confirmed that UPy-NCO imparts the quaternary hydrogen bonding force to PC from the amine peaks generated at 10 ppm or more.

이후, 실시예 3에 따라 제조된 자가치유 탄성체와 상기 제조된 다중수소결합 가능한 단량체를 블렌딩 중합(blending polymerization)하여 비공유결합형과 공유결합형이 혼재된 다중동적결합구조를 갖는 폴리우레탄 공중합체(즉, 자가치유 복합체)를 제조하였다. 또한, 이를 실시예 3에 따라 제조된 자가치유 탄성체와 제조된 다중수소결합 가능한 단량체를 클로로폼 용매에 넣어 상온에서 6시간동안 마그네틱바를 이용해서 녹인 후 약 300mm(±5-8% )의 두께를 갖는 필름을 제조하였다.Then, the self-healing elastomer prepared according to Example 3 and the prepared multi-hydrogen bondable monomer were blended and polymerized to obtain a polyurethane copolymer having a multiple dynamic bonding structure in which non-covalent bonding and covalent bonding were mixed Self-healing complex). The self-healing elastomer prepared according to Example 3 and the prepared multiple hydrogen-bondable monomer were dissolved in a chloroform solvent at room temperature for 6 hours using a magnetic bar, and then the thickness of about 300 mm (± 5-8%) was measured Was prepared.

이때, 다중수소결합 가능한 단량체가 비공유결합형 동적결합을 보이는 화합물로서 기능하고, 자가치유 탄성체가 공유결합형 동적결합으로 연질부 분절의 배열을 조절한 화합물로서 기능한다.At this time, the multi-hydrogen bondable monomer functions as a compound exhibiting non-covalent bond-type dynamic bonding, and the self-healing elastomer functions as a compound in which the arrangement of soft segment segments is controlled by covalent bond type dynamic bonding.

[실험예 5: 기계적 특성 분석][Experimental Example 5: Mechanical Properties Analysis]

실시예 3에 따른 자가치유 탄성체, 다중수소결합 가능한 단량체 및 실시예 4에 따른 자가치유 복합체를 포함하는 필름들의 응력-변형률을 검토하고 도 11에 나타내었다.The stress-strain of the films comprising the self-healing elastomer according to Example 3, the multiple hydrogen-bondable monomer and the self-healing complex according to Example 4 was examined and shown in FIG.

도 11을 살펴보면, 실시예 4에 따른 자가치유복합체를 이용하는 경우 신도는 감소하나 탄성계수 및 파단강도는 모두 증가하는 것을 확인할 수 있었다.11, when the self-healing composite according to Example 4 was used, the elongation was decreased, but the elastic modulus and the breaking strength were both increased.

앞에서 설명된 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서, 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.The embodiments of the present invention described above should not be construed as limiting the technical idea of the present invention. The scope of protection of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those skilled in the art will be able to modify the technical idea of the present invention in various forms. Accordingly, such improvements and modifications will fall within the scope of protection of the present invention as long as it is obvious to those skilled in the art.

Claims (17)

자가치유 탄성체로서,
주쇄 혹은 분지쇄에 디설파이드 결합을 포함하는 폴리우레탄 수지를 포함하고,
상기 폴리우레탄 수지는 이소시아네이트계 화합물과 900 내지 3,500(Mw)의 중량평균 분자량을 갖는 폴리올 화합물의 반응물인, 자가치유 탄성체.
As self-healing elastomers,
A polyurethane resin containing a disulfide bond in the main chain or the branch chain,
Wherein the polyurethane resin is a reaction product of an isocyanate compound and a polyol compound having a weight average molecular weight of 900 to 3,500 (Mw).
제1항에 있어서,
상기 폴리올 화합물은 제1 폴리올 화합물 및 제2 폴리올 화합물을 포함하고,
상기 제1 폴리올 화합물은 900 내지 1500(Mw)의 중량평균 분자량을 갖고,
상기 제2 폴리올 화합물은 2,500 내지 3,500(Mw)의 중량평균 분자량을 갖는, 자가치유 탄성체.
The method according to claim 1,
Wherein the polyol compound comprises a first polyol compound and a second polyol compound,
Wherein the first polyol compound has a weight average molecular weight of 900 to 1500 (Mw)
Wherein the second polyol compound has a weight average molecular weight of 2,500 to 3,500 (Mw).
제1항에 있어서,
상기 폴리우레탄 수지는 폴리올 화합물과 이소시아네이트계 화합물이 1:2 내지 2:1의 몰비율로 반응한 것이고,
상기 자가치유 탄성체는 폴리우레탄 수지와 디설파이드 화합물이 3:1 내지 2:1의 비율로 반응한 것인, 자가치유 탄성체.
The method according to claim 1,
The polyurethane resin is obtained by reacting a polyol compound and an isocyanate compound at a molar ratio of 1: 2 to 2: 1,
Wherein the self-healing elastomer is a polyurethane resin and a disulfide compound reacted at a ratio of 3: 1 to 2: 1.
제1항에 있어서,
상기 디설파이드 결합은 5 내지 20몰%로 포함되는, 자가치유 탄성체.
The method according to claim 1,
Wherein the disulfide bond is comprised between 5 and 20 mole%.
제1항에 있어서,
상기 폴리올 화합물은 폴리알킬렌에테르글리콜, 폴리에스테르폴리올, e-카프로락톤폴리올, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리에스테르폴리올, 폴리카프로락톤디올, 폴리카보네이트디올 및 폴리테트라메틸렌에테르글리콜로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상을 포함하는, 자가치유 탄성체.
The method according to claim 1,
Wherein the polyol compound is selected from the group consisting of polyalkylene ether glycols, polyester polyols, e-caprolactone polyols, polyethylene glycols, polypropylene glycols, polyester polyols, polycaprolactone diols, polycarbonate diols and polytetramethylene ether glycols Self-healing elastomer comprising at least one.
제1항에 있어서,
상기 이소시아네이트 화합물은 톨루엔 디이소시아네이트, 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 및 이소포론 디이소시아네이트로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상을 포함하는, 자가치유 탄성체.
The method according to claim 1,
Wherein the isocyanate compound comprises at least one member selected from the group consisting of toluene diisocyanate, methylenediphenyl diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, and isophorone diisocyanate.
제1항에 있어서,
상기 디설파이드 화합물은 2-하이드록실 디설파이드(2-hydroxyl disulfide), 3,3'-디티오디프로피온산(3,3’-dithiodipropionic acid), 2,2'-(디티오디메틸렌)디퓨란(2,2’-(Dithodimethylene)difuran), 4-아미노페닐 디설파이드(4-aminophenyl disulfide), 2,2'-디아미노디에틸 디설파이드 디하이드로클로라이드(2,2'-Diaminodiethyl disulfide dihydrochloride) 및 3,3'-디하이드록시디페닐 디설파이드(3,3’-Dihydroxydiphenyl disulfide)로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상을 포함하는, 자가치유 탄성체.
The method according to claim 1,
The disulfide compound may be selected from the group consisting of 2-hydroxyl disulfide, 3,3'-dithiodipropionic acid, 2,2 '- (dithiodiethylene) '- (Dithodimethylene) difuran, 4-aminophenyl disulfide, 2,2'-Diaminodiethyl disulfide dihydrochloride and 3,3'-di Wherein the self-healing elastomer comprises at least one selected from the group consisting of 3,3'-Dihydroxydiphenyl disulfide.
자가치유 탄성체의 제조 방법으로서,
폴리올 화합물 및 이소시아네이트 화합물을 혼합한 후 중합시켜 폴리우레탄 수지를 형성하는 단계; 및
상기 폴리우레탄 수지와 디설파이드 화합물을 반응시켜 자가치유 탄성체를 제조하는 단계; 를 포함하고,
상기 자가치유 탄성체는 주쇄 혹은 분지쇄에 디설파이드 결합을 포함하고,
상기 폴리올 화합물은 900 내지 3,500(Mw)의 중량평균 분자량을 갖는, 자가치유 탄성체의 제조 방법.
A self-healing elastic body,
Mixing a polyol compound and an isocyanate compound and then polymerizing to form a polyurethane resin; And
Preparing a self-healing elastomer by reacting the polyurethane resin with a disulfide compound; Lt; / RTI >
The self-healing elastomer comprises a disulfide bond in the main chain or the branch chain,
Wherein said polyol compound has a weight average molecular weight of 900 to 3,500 (Mw).
제8항에 있어서,
상기 폴리우레탄 수지 제조시 폴리올 화합물과 이소시아네이트계 화합물은 1:2 내지 2:1의 몰비율로 반응하는, 자가치유 탄성체의 제조 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the polyol compound and the isocyanate compound are reacted at a molar ratio of 1: 2 to 2: 1 in the production of the polyurethane resin.
제8항에 있어서,
상기 자가치유 탄성체 제조시 폴리우레탄 수지와 디설파이드 화합물이 3:1 내지 2:1의 몰비율로 반응하는, 자가치유 탄성체의 제조 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the polyurethane resin and the disulfide compound react in a molar ratio of 3: 1 to 2: 1 at the time of preparing the self-healing elastomer.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 자가치유 탄성체 혹은 이의 건조물을 포함하는, 자가치유 필름.A self-healing film comprising a self-healing elastomer according to any one of claims 1 to 7 or a dry product thereof. 자가치유 복합체로서,
주쇄 혹은 분지쇄에 디설파이드 결합을 포함하는 폴리우레탄 수지를 포함하는 자가치유 탄성체; 및 다중수소결합 가능한 단량체; 를 포함하고,
상기 폴리우레탄 수지는 폴리올 화합물 및 이소시아네이트계 화합물의 반응물이고, 상기 폴리올 화합물은 900 내지 3,500(Mw)의 중량평균 분자량을 갖는 자가치유 복합체.
As self-healing complexes,
A self-healing elastomer comprising a polyurethane resin containing a disulfide bond in the main chain or branching chain; And multi-hydrogen bondable monomers; Lt; / RTI >
Wherein the polyurethane resin is a reactant of a polyol compound and an isocyanate compound, and the polyol compound has a weight average molecular weight of 900 to 3,500 (Mw).
제12항에 있어서,
상기 다중수소결합 가능한 단량체는 이소시아네이트로 말단 기능화된 유레이도피리미디논(UPY-NCO) 및 이소시아네이트로 말단 기능화된 유레이도피리미디논(UPY-NCO)과 폴리카보네이트디올의 복합체로 이루어진 그룹에서 선택되는 1 이상인 자가치유 복합체.
13. The method of claim 12,
The multi-hydrogen bondable monomer is selected from the group consisting of isocyanate terminated functionalized ureido pyrimidinone (UPY-NCO) and isocyanate terminated functional ureido pyrimidinone (UPY-NCO) and polycarbonate diol Self-healing complex greater than 1.
제12항에 있어서,
자가치유 탄성체와 다중수소결합 가능한 단량체의 혼합 비율은 2:8 내지 8:2인 자가치유 복합체.
13. The method of claim 12,
Wherein the mixing ratio of the self-healing elastomer to the multi-hydrogen bondable monomer is from 2: 8 to 8: 2.
제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 자가치유 복합체 혹은 이의 건조물을 포함하는 자가치유 필름.A self-healing film comprising a self-healing complex according to any one of claims 12 to 14 or a dried product thereof. 제15항에 있어서,
상기 자가치유 필름은 20 내지 90℃의 온도에서 90%이상의 자가치유효율(%)을 보이는 자가치유 필름.
16. The method of claim 15,
The self-healing film has a self-healing efficiency (%) of 90% or more at a temperature of 20 to 90 ° C.
제15항에 있어서,
상기 자가치유 필름은 5 내지 27 MPa 범위의 인장 응력을 보이는 자가치유 필름.
16. The method of claim 15,
Wherein the self-healing film exhibits a tensile stress in the range of 5 to 27 MPa.
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