KR20220068893A - Polymer composition, shape memory polymer formed therefrom, and preparation method thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a polymer composition, a shape memory polymer formed therefrom, and a preparation method thereof, and more specifically, to a polymer composition which comprises: polycaprolactone polyol, isocyanate, poly(styrene-allylalcohol) and a catalyst, a shape memory polymer formed therefrom, and a preparation method thereof.

Description

고분자 조성물 및 이로부터 형성되는 형상기억 고분자 및 이의 제조방법{Polymer composition, shape memory polymer formed therefrom, and preparation method thereof}Polymer composition, shape memory polymer formed therefrom, and method for manufacturing the same

본 발명은 고분자 조성물 및 이로부터 형성되는 형상기억 고분자 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a polymer composition, a shape memory polymer formed therefrom, and a method for manufacturing the same.

열가소성 (Thermoplastic) 고분자는 쉽게 가공이 되지만, 화학적 및 물리적 자극에 의해 쉽게 부식되는 단점을 지녔다. 반면, 열경화성(Thermoset) 고분자는 고분자 사슬이 서로 연결되어 있기 때문에 화학적 및 물리적 자극 안정성이 높지만, 재가공에 어려움이 있다. 비트리머 (Vitrimer)는 열가소성 고분자의 쉬운 가공성과 열경화성 고분자의 화학적 물리적 자극 안정성을 지닌 고분자 물질의 새로운 범주이다. 이와 같은 비트리머는 공유결합에 의해 화학적으로 연결되어 있으며, 동적 가교 결합이 가능한 구조를 이루고 있기 때문에 재가공 및 자가 치유가 가능한 소재이다.Thermoplastic polymers are easily processed, but have the disadvantage of being easily corroded by chemical and physical stimuli. On the other hand, thermoset polymers have high chemical and physical stimuli stability because polymer chains are connected to each other, but have difficulty in reprocessing. Vitrimers are a new category of polymer materials with the easy processability of thermoplastic polymers and the chemical and physical stimuli stability of thermosetting polymers. These non-trimers are chemically linked by covalent bonds and have a structure capable of dynamic cross-linking, so they are reprocessing and self-healing materials.

형상기억고분자(Shape memory polymer, SMP)는 일정 조건에서 기억시킨 형상을 일시적 변형상태에서 외부 자극 및 환경의 변화에 의해 원래 상태로 돌아가는 형상기억효과 (Shape memory effect)를 지닌 고분자를 일컫는다. 형상기억고분자에서 형상기억 효과는 외부 자극에 의한 고분자 사슬의 변형에 기인하기 때문에 열 이외에도 빛, pH, 전자기장 등 다양한 자극에도 반응한다. A shape memory polymer (SMP) refers to a polymer with a shape memory effect in which a shape memorized under certain conditions is temporarily deformed and returned to its original state by external stimuli and changes in the environment. In shape-memory polymers, the shape-memory effect is due to the transformation of the polymer chain by external stimuli, so it responds to various stimuli such as light, pH, and electromagnetic fields in addition to heat.

이와 관련된 종래기술로 비특허문헌 1 (Macromolecules, 2017, 50, 6117-6127)에서는 상용 폴리부티렌테레프탈레이트 (Poly(butylene terephthalate), PBT)와 염기 촉매를 이용하여 에스터 교환 반응(transesterification)을 통해 재가공이 가능한 에폭시 비트리머 소재를 제조한 바 있으며, 비특허문헌 2 (Polym. Chem., 2019, 10, 136-144)에서는 염기 촉매의 몰 함량이 에스터 교환 반응 및 기계적 물성에 영향을 미치는 정도에 대한 연구를 수행한 바 있다. 또한, 이와 관련된 연구를 통해 3D 프린팅 물질로 활용한 기술인 비특허문헌 3 (Nature Comm., 2018, 9, 1831)에서는 UV 경화를 이용하는 디지털 광원 처리 (Digital light processing, DLP) 방식을 기반으로 3D 프린팅을 수행한 바 있다.As a related art, in Non-Patent Document 1 ( Macromolecules , 2017, 50, 6117-6127), commercial polybutylene terephthalate (Poly(butylene terephthalate), PBT) and a base catalyst are used to transesterify through transesterification. Epoxy non-trimer material that can be reprocessed has been prepared, and in Non-Patent Document 2 ( Polym . Chem ., 2019, 10, 136-144), the molar content of the base catalyst affects the transesterification reaction and mechanical properties. research has been conducted on In addition, in Non-Patent Document 3 (Nature Comm., 2018, 9, 1831), which is a technology utilized as a 3D printing material through related research, 3D printing based on a digital light processing (DLP) method using UV curing have performed

본 출원인은 상기 에스터 교환 반응이 가능한 비트리머 소재에 대한 연구를 수행하던 중, 에스터 결합이 하이드록실 단량체와 촉매의 존재 하에 특정 조건을 만족한다면 동적 결합 교환반응이 가능한 비트리머 소재로 응용이 가능하다는 점을 발견하였고, 이를 활용하여 상용화된 고분자 조성물로부터 재성형 및 형상기억 특성을 지닌 고분자 소재를 개발하였으며 이를 3D 프린팅 물질로 활용하여 형상기억 구조체를 형성할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.While the present applicant was conducting research on a non-trimeric material capable of transesterification, if the ester bond satisfies certain conditions in the presence of a hydroxyl monomer and a catalyst, it can be applied as a non-trimeric material capable of a dynamic bond exchange reaction. point was discovered, and using this, a polymer material with reshaping and shape memory properties was developed from a commercial polymer composition, and it was confirmed that a shape memory structure could be formed by using it as a 3D printing material, and the present invention was completed. .

Macromolecules, 2017, 50, 6117-6127Macromolecules, 2017, 50, 6117-6127 Polym. Chem., 2019, 10, 136-144Polym. Chem., 2019, 10, 136-144 Nature Comm., 2018, 9, 1831Nature Comm., 2018, 9, 1831

일 측면에서의 목적은In one aspect, the purpose

고분자 조성물 및 이로부터 형성되는 형상기억 고분자 및 이의 제조방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a polymer composition, a shape memory polymer formed therefrom, and a method for manufacturing the same.

상기 목적을 달성하기 위하여,In order to achieve the above object,

일 측면에서는,In one aspect,

폴리카프로락톤 폴리올, 이소시아네이트, 폴리(스티렌-알릴알코올) 및 촉매를 포함하는, 고분자 조성물이 제공된다.A polymer composition comprising polycaprolactone polyol, isocyanate, poly(styrene-allyl alcohol) and a catalyst is provided.

이때 상기 폴리카프로락톤 폴리올의 OH기 대비 상기 이소시아네이트의 NCO기의 몰비([NCO]/[OH])는 0.9 내지 2.5이다.In this case, the molar ratio ([NCO]/[OH]) of the NCO groups of the isocyanate to the OH groups of the polycaprolactone polyol is 0.9 to 2.5.

상기 폴리카프로락톤 폴리올 및 이소시아네이트는 우레탄 가교결합을 형성하며, The polycaprolactone polyol and the isocyanate form a urethane crosslink,

상기 폴리카프로락톤 폴리올의 반복단위(-COO-) 및 상기 폴리(스티렌-알릴알코올)의 OH기 전체 대비 상기 폴리(스티렌-알릴알코올)의 OH기의 몰비([OH]/([COO]+[OH])*100)는 2 내지 18이다.The molar ratio of the OH groups of the poly(styrene-allyl alcohol) to the repeating unit (-COO-) of the polycaprolactone polyol and the total OH groups of the poly(styrene-allyl alcohol) [OH])*100) is 2 to 18.

또한, 상기 촉매는 유기금속계 촉매이며,In addition, the catalyst is an organometallic catalyst,

상기 폴리카프로락톤 폴리올의 반복단위(-COO-) 및 상기 촉매의 금속 전체 대비 상기 촉매의 금속의 몰비([Zn]/([COO]+[Zn])*100)는 0.2 내지 12이다.The molar ratio of the metal of the catalyst to the repeating unit (-COO-) of the polycaprolactone polyol and the total metal of the catalyst ([Zn]/([COO]+[Zn])*100) is 0.2 to 12.

또한, 상기 유기금속계 촉매는 아연 아세틸아세토네이트 하이드레이트(Zn(acac)2)이다.In addition, the organometallic catalyst is zinc acetylacetonate hydrate (Zn(acac) 2 ).

다른 일 측면에서는,In another aspect,

폴리카프로락톤 폴리올, 이소시아네이트 및 폴리(스티렌-알릴알코올)을 촉매 하에 가교결합시키는 단계;를 포함하는, 고분자의 제조방법이 제공된다.A method for producing a polymer is provided, including a step of crosslinking polycaprolactone polyol, isocyanate and poly(styrene-allyl alcohol) under a catalyst.

상기 반응은 120℃ 내지 140℃의 온도에서 이루어질 수 있다.The reaction may be carried out at a temperature of 120 °C to 140 °C.

또 다른 일 측면에서는In another aspect

폴리카프로락톤 폴리올 및 이소시아네이트을 반응시켜 형성되는 우레탄 가교결합을 포함하는 폴리머, 폴리(스티렌-알릴알코올) 및 촉매를 포함하는 형상기억 고분자 조성물이 제공된다.Provided is a shape memory polymer composition comprising a polymer including a urethane crosslink formed by reacting polycaprolactone polyol and an isocyanate, poly(styrene-allyl alcohol), and a catalyst.

또 다른 일 측면에서는In another aspect

상기 고분자 조성물 또는 상기 형상기억 고분자 조성물로부터 형성되는 형상기억 고분자가 제공된다.There is provided a shape memory polymer formed from the polymer composition or the shape memory polymer composition.

상기 형상기억 고분자는 동적 가교결합을 포함한다.The shape memory polymer includes dynamic crosslinking.

또 다른 일 측면에서는In another aspect

상기 형상기억 고분자를 포함하는 형상기억 구조체가 제공된다.A shape memory structure comprising the shape memory polymer is provided.

본 발명에서 제공하는 고분자 조성물은 우수한 기계적 물성과 형상 기억 특성을 보유하는 형상기억 고분자를 형성할 수 있다.The polymer composition provided in the present invention can form a shape memory polymer having excellent mechanical properties and shape memory properties.

상기 형상기억 고분자는 3D 프린팅 가능하므로 외부 환경에 따라 모양이 변하는 4D 프린팅 물체를 출력할 수 있고, 소프트 로봇 등의 스마트 소재에 활용할 수 있다.Since the shape memory polymer can be 3D printed, it can output a 4D printed object whose shape changes depending on the external environment, and can be used for smart materials such as soft robots.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 고분자를 이용한 필름 제조 과정을 나타내는 모식도이다.
도 2는 도 1의 필름 제조과정으로 제조되는 필름을 나타내는 사진이다.
도 3은 일 실시 예에 따라 제조된 고분자를 이용하여 필라멘트를 형성하고 3D 펜으로 프린팅하는 과정을 나타내는 모식도이다.
도 4는 도 3의 필라멘트 제조과정의 실시 예 및 제조된 필라멘트를 나타내는 사진이다.
도 5는 실시 예에 따라 제조된 필라멘트를 3D 펜으로 프린팅하여 제조한 비적층형 프린팅 구조체를 나타내는 사진이다.
도 6은 실시 예에 따라 제조된 필라멘트를 3D 펜으로 프린팅하여 제조한 적층형 프린팅 구조체를 나타낸 사진이다.
도 7은 본 발명의 제조 예에 따라 제조된 고분자의 FT-IR 분석 결과를 나타내는 그래프이다.
도 8은 실시 예에 따라 제조된 U1.5-PCL-PSA6-Znc 필름이 THF 용매에서 24시간 후 녹지 않고 필름의 형상을 유지하는 것을 보여주는 사진이다.
도 9는 실시 예에 따라 제조된 고분자에 대한 PSA 몰 함량에 따른 겔 분율 그래프이다.
도 10은 실시 예에 따라 제조된 고분자에 대한 Zn(acac)2몰 함량에 따른 겔 분율 그래프이다.
도 11은 실시 예에 따라 제조된 고분자에 대한 PSA 몰 함량에 따른 DSC 분석 결과 그래프이다.
도 12는 실시 예에 따라 제조된 고분자에 대한 Zn(acac)2몰 함량에 따른 DSC 분석 결과 그래프이다.
도 13은 실시 예에 따라 제조된 필름의 재가공 특성을 확인한 사진이다.
도 14는 실시 예에 따라 제조된 필름을 재가공한 후 FT-IR 분석을 수행한 결과 그래프이다.
도 15는 실시 예에 따라 제조된 필름에 대해, 재가공 횟수에 따른 녹는점(Tm)변화를 분석한 결과 그래프이다.
도 16은 실시 예에 따라 제조된 필름에 대해, 재가공 횟수에 따른 결정화도(Xc%)변화를 분석한 결과 그래프이다.
도 17은 실시 예에 따라 제조된 U1.5-PCL-PSA6-Zn2 성분의 필름에 대해 온도의 증가에 따른 자가 치유 특성을 광학 현미경을 통해 확인한 사진이다.
도 18은 실시 예에 따라 제조된 U1.5-PCL-PSA6-Zn4 성분의 필름에 대해 온도의 증가에 따른 자가 치유 특성을 광학 현미경을 통해 확인한 사진이다.
도 19는 실시 예에 따라 제조된 U1.5-PCL-PSA6-Zn4 성분의 필름의 자가 치유 특성을 광학 현미경을 통해 확인한 사진으로, 160℃에서 30분 동안 노출시켜주었을 때 표면의 흠집이 치유되는 모습을 나타낸다.
도 20은 실시 예에 따라 제조된 필름의 형상 기억 특성을 확인한 사진이다.
도 21은 실시 예에 따라 제조된 필름의 3번 재가공 후 형상 기억 특성을 확인한 사진이다.
도 22 및 도 23은 실시 예에 따라 제조된 비적층형 프린팅 구조체의 형상 기억 특성을 확인한 사진이다.
도 24 및 도 25는 실시 예에 따라 제조된 적층형 프린팅 구조체의 형상 기억 튿성을 확인한 사진이다.
도 26은 실시 예 및 비교 예에 따라 제조된 적층형 프린팅 구조체의 내열성을 비교 확인한 사진이다.
1 is a schematic diagram showing a film manufacturing process using a polymer prepared according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a photograph showing a film manufactured by the film manufacturing process of FIG. 1 .
3 is a schematic diagram illustrating a process of forming a filament using a polymer prepared according to an embodiment and printing with a 3D pen.
4 is a photograph showing an embodiment of the filament manufacturing process of FIG. 3 and the manufactured filament.
5 is a photograph showing a non-laminated printing structure manufactured by printing a filament manufactured according to an embodiment with a 3D pen.
6 is a photograph showing a laminated printing structure manufactured by printing the filament prepared according to the embodiment with a 3D pen.
7 is a graph showing the results of FT-IR analysis of the polymer prepared according to the preparation example of the present invention.
8 is a photograph showing that the U 1.5 -PCL-PSA 6 -Zn c film prepared according to the example does not melt after 24 hours in a THF solvent and maintains the shape of the film.
9 is a graph of the gel fraction according to the PSA molar content of the polymer prepared according to the embodiment.
10 is a graph of the gel fraction according to the Zn(acac) 2 molar content of the polymer prepared according to the embodiment.
11 is a graph of the DSC analysis result according to the PSA molar content of the polymer prepared according to the example.
12 is a graph of the DSC analysis result according to the Zn(acac) 2 molar content of the polymer prepared according to the embodiment.
13 is a photograph confirming the reprocessing characteristics of the film prepared according to the embodiment.
14 is a graph showing the results of FT-IR analysis after reprocessing the film prepared according to the embodiment.
15 is a graph showing the result of analyzing the melting point (T m ) change according to the number of reprocessing for the film manufactured according to the embodiment.
16 is a graph showing the results of analyzing the crystallinity (X c %) change according to the number of reprocessing for the film manufactured according to the embodiment.
17 is a photograph confirming the self-healing properties according to the increase in temperature of the film of U 1.5 -PCL-PSA 6 -Zn 2 component prepared according to the embodiment through an optical microscope.
18 is a photograph confirming the self-healing properties according to an increase in temperature through an optical microscope for a film of U 1.5 -PCL-PSA 6 -Zn 4 prepared according to an embodiment.
19 is a photograph confirming the self-healing properties of the film of the U 1.5 -PCL-PSA 6 -Zn 4 component prepared according to the example through an optical microscope, and when exposed at 160° C. for 30 minutes, scratches on the surface are healed shows how to become
20 is a photograph confirming the shape memory characteristics of the film manufactured according to the embodiment.
21 is a photograph confirming the shape memory characteristics of the film manufactured according to the embodiment after reprocessing 3 times.
22 and 23 are photographs confirming the shape memory characteristics of the non-laminated printing structure manufactured according to the embodiment.
24 and 25 are photographs confirming the shape memory defect of the multilayer printing structure manufactured according to the embodiment.
26 is a photograph comparing and confirming the heat resistance of the laminated printing structure manufactured according to the Example and Comparative Example.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

한편, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.On the other hand, the embodiment of the present invention can be modified in various other forms, the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. In addition, the embodiments of the present invention are provided in order to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art.

나아가, 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 "포함"한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.Furthermore, in the entire specification, "including" a certain element means that other elements may be further included, rather than excluding other elements, unless specifically stated otherwise.

일 측면에서는,In one aspect,

폴리카프로락톤 폴리올, 이소시아네이트, 폴리(스티렌-알릴알코올) 및 촉매를 포함하는, 고분자 조성물이 제공된다.A polymer composition comprising polycaprolactone polyol, isocyanate, poly(styrene-allyl alcohol) and a catalyst is provided.

상기 고분자 조성물의 상기 폴리카프로락톤 폴리올 및 이소시아네이트는 우레탄 가교결합을 형성한다.The polycaprolactone polyol and the isocyanate of the polymer composition form a urethane crosslink.

상기 폴리카프로락톤 폴리올은 수평균 분자량(Mn)이 1200 내지 5000일 수 있고, 보다 바람직하게는 1500 내지 2500일 수 있다.The polycaprolactone polyol may have a number average molecular weight (Mn) of 1200 to 5000, more preferably 1500 to 2500.

상기 폴리(스티렌-알릴알코올)은 수평균 분자량(Mn)이 500 내지 5000일 수 있고, 보다 바람직하게는 1000 내지 2000일 수 있다.The poly(styrene-allyl alcohol) may have a number average molecular weight (Mn) of 500 to 5000, more preferably 1000 to 2000.

이때 상기 폴리카프로락톤 폴리올의 OH기 대비 상기 이소시아네이트의 NCO기의 몰비([NCO]/[OH])는 0.9 내지 2.5일 수 있고, 1.0 내지 2.0일 수 있고, 1.1 내지 1.7일 수 있고, 1.3 내지 1.5일 수 있다.In this case, the molar ratio ([NCO]/[OH]) of the NCO groups of the isocyanate to the OH groups of the polycaprolactone polyol may be 0.9 to 2.5, 1.0 to 2.0, 1.1 to 1.7, and 1.3 to It can be 1.5.

상기 고분자 조성물의 [NCO]/[OH]의 함량을 상기 범위로 조절함으로써, 고분자 제조시 우레탄 가교를 증가시켜 제조되는 고분자의 겔분율을 높일 수 있다. By adjusting the content of [NCO]/[OH] of the polymer composition to the above range, it is possible to increase the gel fraction of the polymer produced by increasing the urethane crosslinking during the preparation of the polymer.

상기 폴리카프로락톤 폴리올의 반복단위(-COO-) 및 상기 폴리(스티렌-알릴알코올)의 OH기 전체 대비 상기 폴리(스티렌-알릴알코올)의 OH기의 몰비([OH]/([COO]+[OH])*100)는 2 내지 18일 수 있고, 4 내지 14일 수 있고, 6 내지 10일 수 있다.The molar ratio of the OH groups of the poly(styrene-allyl alcohol) to the repeating unit (-COO-) of the polycaprolactone polyol and the total OH groups of the poly(styrene-allyl alcohol) [OH])*100) may be 2 to 18, may be 4 to 14, and may be 6 to 10.

또한, 상기 촉매는 유기금속계 촉매이며, 바람직하게는 아연 아세틸아세토네이트 하이드레이트(Zn(acac)2)일 수 있다.In addition, the catalyst is an organometallic catalyst, preferably zinc acetylacetonate hydrate (Zn(acac) 2 ).

상기 폴리카프로락톤 폴리올의 반복단위(-COO-) 및 상기 촉매의 금속 전체 대비 상기 촉매의 금속의 몰비([Zn]/([COO]+[Zn])*100)는 0.2 내지 12일 수 있고, 1 내지 8일수 있고, 2 내지 6일 수 있고 4일 수 있다.The molar ratio of the metal of the catalyst to the repeating unit (-COO-) of the polycaprolactone polyol and the total metal of the catalyst ([Zn]/([COO]+[Zn])*100) may be 0.2 to 12, and , may be 1 to 8, may be 2 to 6, may be 4.

상기 고분자 조성물의 폴리(스티렌-알릴알코올) 및 촉매함량을 상기 범위로 조절함으로써 비트리머 특성 즉, 재가공성, 자가 치유 특성, 형상기억 특성을 보다 향상시킬 수 있다.By adjusting the poly(styrene-allyl alcohol) and catalyst contents of the polymer composition to the above ranges, non-trimer properties, that is, reworkability, self-healing properties, and shape memory properties can be further improved.

다른 일 측면에서는in another aspect

폴리카프로락톤 폴리올, 이소시아네이트 및 폴리(스티렌-알릴알코올)을 촉매 하에 가교결합시키는 단계;를 포함하는, 고분자의 제조방법이 제공된다.A method for producing a polymer is provided, including a step of crosslinking polycaprolactone polyol, isocyanate and poly(styrene-allyl alcohol) under a catalyst.

상기 반응은 120℃ 내지 140℃의 온도에서 이루어질 수 있다.The reaction may be carried out at a temperature of 120 °C to 140 °C.

상기 고분자의 제조방법은 폴리카프로락톤 폴리올 및 이소시아네이트을 반응시켜 형성되는 우레탄 가교결합을 포함하는 폴리머를 형성할 수 있고, 상기 우레탄 가교결합을 포함하는 폴리머와 상기 폴리(스티렌-알릴알코올)이 에스터 교환반응을 통해 동적 가교결합을 이루는 형상 기억 고분자를 제조할 수 있다.In the method for preparing the polymer, a polymer including a urethane cross-linkage formed by reacting a polycaprolactone polyol and an isocyanate may be formed, and the polymer including the urethane cross-linkage and the poly(styrene-allyl alcohol) are transesterified. Through this, it is possible to prepare a shape-memory polymer that forms dynamic cross-linking.

상기 고분자 제조방법은 상기 폴리(스티렌-알릴알코올) 및 촉매의 함량을 조절하여 재가공성이 우수한 형상 기억 고분자를 제조할 수 있다.In the polymer manufacturing method, a shape memory polymer having excellent reworkability can be prepared by controlling the content of the poly(styrene-allyl alcohol) and the catalyst.

다른 일 측면에서는,In another aspect,

폴리카프로락톤 폴리올 및 이소시아네이트을 반응시켜 형성되는 우레탄 가교결합을 포함하는 폴리머, 폴리(스티렌-알릴알코올) 및 촉매를 포함하는 형상기억 고분자 조성물이 제공된다.Provided is a shape memory polymer composition comprising a polymer including a urethane crosslink formed by reacting polycaprolactone polyol and an isocyanate, poly(styrene-allyl alcohol), and a catalyst.

또 다른 일 측면에서는In another aspect

상기 고분자 조성물 또는 상기 형상기억 고분자 조성물로부터 형성되는 형상기억 고분자가 제공된다.There is provided a shape memory polymer formed from the polymer composition or the shape memory polymer composition.

상기 형상기억 고분자는 동적 가교 결합을 포함한다.The shape memory polymer includes dynamic crosslinking.

상기 형상기억 고분자를 이용하여 1차원(1D)의 필라멘트 형태, 2차원(2D)의 필름형태, 3차원(3D)의 입체 도형 형태등 다양한 형태의 형상기억 구조체를 형성할 수 있다.By using the shape memory polymer, it is possible to form various types of shape memory structures, such as a one-dimensional (1D) filament form, a two-dimensional (2D) film form, and a three-dimensional (3D) three-dimensional figure form.

상기 형상기억 고분자는 3D 프린팅 물질로 활용가능므로, 3D 프린팅, 보다 구체적으로는 용착 조형 공정(Fused deposition modeling, FDM) 방식의 3D 프린팅을 수행할 수 있고 이를 통해 외부 환경 요인에 따라 변형가능한 4차원(4D) 프린팅 물질을 형성할 수 있다. Since the shape memory polymer can be used as a 3D printing material, 3D printing, more specifically, 3D printing of a fused deposition modeling (FDM) method can be performed, and through this, a 4D deformable 4D according to external environmental factors (4D) can form a printing material.

또 다른 일 측면에서는In another aspect

상기 형상기억 고분자를 포함하는 형상기억 구조체가 제공된다.A shape memory structure comprising the shape memory polymer is provided.

상기 형상기억 구조체는 예를 들어 1차원의 필라멘트 형태, 2차원의 필름형태, 3차원의 입체 도형 형태등 다양한 형태를 가질 수 있다.The shape memory structure may have various forms, such as, for example, a one-dimensional filament form, a two-dimensional film form, and a three-dimensional three-dimensional figure form.

이하, 실시 예 및 실험 예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail through Examples and Experimental Examples.

단, 하기 실시 예 및 실험 예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시 예에 의해 한정되는 것은 아니다.However, the following examples and experimental examples are only to illustrate the present invention, the content of the present invention is not limited by the following examples.

실험준비Experiment preparation

폴리카프로락톤 다이올(Polycaprolactone diol, PCL, 수평균 분자량(Mn): 약 2000 g/mol, Sigma-Aldrich), 폴리(헥사메틸렌 다이아이소시아네이트)((Poly(hexamethylene diisocyanate), PHMDI, Sigma-Aldrich), 아세틸아세트산아연(Zinc acetylacetonate hydrate, Zn(acac)2, Sigma-Aldrich) 폴리(스타이렌-알릴 알코올)((Poly(styrene-co-allyl alcohol), PSA, 수평균 분자량(Mn): 약 1200 g/mol, allyl alcolhol 40 mol%, Sigma-Aldrich), 테트라하이드로퓨란(Tetrahydrofuran, THF, stabilized, >99.9%, 삼전순약공업)을 준비하여 사용하였다. 다른 모든 시약(reagents) 및 용제는 표준 공급 업체로부터 받은대로 사용하였다.Polycaprolactone diol (PCL, number average molecular weight (Mn): about 2000 g/mol, Sigma-Aldrich), poly(hexamethylene diisocyanate) ((Poly(hexamethylene diisocyanate), PHMDI, Sigma-Aldrich) , Zinc acetylacetonate hydrate, Zn(acac) 2 , Sigma-Aldrich) poly(styrene-co-allyl alcohol) ((Poly(styrene-co-allyl alcohol), PSA, number average molecular weight (Mn): about 1200) g/mol, allyl alcolhol 40 mol%, Sigma-Aldrich) and tetrahydrofuran (Tetrahydrofuran, THF, stabilized, >99.9%, Samchun Pure Chemical Industries) were prepared and used All other reagents and solvents were supplied as standard Used as received from the company.

<제조 예> 우레탄 가교 폴리카프로락톤(U<Production example> Urethane crosslinked polycaprolactone (U aa -PCL)의 제조-PCL) preparation

우레탄 가교결합을 포함하는 폴리카프로락톤을 Ua-PCL로 명명하며, 이때 a는 PCL의 OH기 대비 PHMDI의 NCO기의 몰비([NCO]/[OH])를 나타낸다. Polycaprolactone containing a urethane crosslink is named U a -PCL, where a represents the molar ratio of NCO groups of PHMDI to OH groups of PCL ([NCO]/[OH]).

이하의 방법으로 Ua-PCL을 합성하였다.U a -PCL was synthesized by the following method.

PCL의 OH기 대비 PHMDI의 NCO기의 몰 공급 비율(molar feed ratio), [NCO]/[OH]을 아래 표 1의 조건으로 달리한 The molar feed ratio, [NCO]/[OH] of the NCO group of PHMDI compared to the OH group of PCL was changed under the conditions of Table 1 below.

먼저, PCL(2.50 g, 1.16 mmol), Zn(acac)2(0.447 g, 0.118 mmol), THF(5 mL)를 자기 교반 막대 (magnetic stirring bar)가 있는 20 mL 바이알에 넣어 1시간 동안 교반하였다. 상기 바이알에 THF(2 mL)에 녹인 PHMDI을 아래의 표 1의 비율로 달리하여 첨가하고 상온에서 1 시간 동안 교반 한 후 남아있는 THF를 제거해주었다. 상기 바이알을 60℃의 진공오븐에서 2시간 동안 건조시켜 U1.5-PCL을 수득하였다(반응식 1 참조). 이때 U-PCL의 에스터(-COO-) 반복 단위 대비 촉매의 Zn의 몰 공급 비율 (molar feed ratio), [COO]:[Zn]을 98 : 2 로 고정시켰다.First, PCL (2.50 g, 1.16 mmol), Zn(acac) 2 (0.447 g, 0.118 mmol), and THF (5 mL) were placed in a 20 mL vial with a magnetic stirring bar and stirred for 1 hour. . PHMDI dissolved in THF (2 mL) was added to the vial at different ratios shown in Table 1 below, and the remaining THF was removed after stirring at room temperature for 1 hour. The vial was dried in a vacuum oven at 60° C. for 2 hours to obtain U 1.5 -PCL (refer to Scheme 1). At this time, the molar feed ratio of Zn of the catalyst to the ester (-COO-) repeating unit of U-PCL, [COO]:[Zn] was fixed at 98:2.

<반응식 1><Scheme 1>

Figure pat00001
Figure pat00001

Figure pat00002
Figure pat00002

a값([NCO]/[OH])a value ([NCO]/[OH]) PCLPCL PHMDIPHMDI Zn(acac)2 Zn(acac) 2 제조예 1Preparation Example 1 0.90.9 2.50 g
(1.16 mmol)
2.50 g
(1.16 mmol)
0.471 g
(0.983 mmol)
0.471 g
(0.983 mmol)
0.118 g
(0.447 mmol)
0.118 g
(0.447 mmol)
제조예 2Preparation 2 1.01.0 2.50 g
(1.16 mmol)
2.50 g
(1.16 mmol)
0.526 g
(1.10 mmol)
0.526 g
(1.10 mmol)
0.118 g
(0.447 mmol)
0.118 g
(0.447 mmol)
제조예 3Preparation 3 1.11.1 2.50 g
(1.16 mmol)
2.50 g
(1.16 mmol)
0.581 g
(1.21 mmol)
0.581 g
(1.21 mmol)
0.118 g
(0.447 mmol)
0.118 g
(0.447 mmol)
제조예 4Preparation 4 1.31.3 2.50 g
(1.16 mmol)
2.50 g
(1.16 mmol)
0.686 g
(1.43 mmol)
0.686 g
(1.43 mmol)
0.118 g
(0.447 mmol)
0.118 g
(0.447 mmol)
제조예 5Preparation 5 1.51.5 2.50 g
(1.16 mmol)
2.50 g
(1.16 mmol)
0.791 g
(1.65 mmol)
0.791 g
(1.65 mmol)
0.118 g
(0.447 mmol)
0.118 g
(0.447 mmol)
제조예 6Preparation 6 1.71.7 2.50 g
(1.16 mmol)
2.50 g
(1.16 mmol)
0.897 g
(1.87 mmol)
0.897 g
(1.87 mmol)
0.118 g
(0.447 mmol)
0.118 g
(0.447 mmol)
제조예 7Preparation 7 2.02.0 2.50 g
(1.16 mmol)
2.50 g
(1.16 mmol)
1.05 g
(2.20 mmol)
1.05 g
(2.20 mmol)
0.118 g
(0.447 mmol)
0.118 g
(0.447 mmol)
제조예 8Preparation 8 2.52.5 2.50 g
(1.16 mmol)
2.50 g
(1.16 mmol)
1.32 g
(2.75 mmol)
1.32 g
(2.75 mmol)
0.118 g
(0.447 mmol)
0.118 g
(0.447 mmol)

<실시 예 1-6> 우레탄 가교 폴리카프로락톤 비트리머 (U<Example 1-6> Urethane crosslinked polycaprolactone vitrimer (U 1.51.5 -PCL-PSA-PCL-PSA bb -Zn-Zn 22 )의 제조(1)) manufacturing (1)

우레탄 가교결합을 포함하는 폴리카프로락톤 비트리머는 Ua-PCL-PSAb-Znc로 명명하며, 여기서 a는 PCL의 OH기 대비 PHMDI의 NCO기의 몰비([NCO]/[OH])를 나타내고, b는 폴리카프로락톤 폴리올의 반복단위(-COO-) 및 PSA의 OH기 전체 대비 PSA의 OH기의 몰비([OH]/([COO]+[OH])*100)를 나타내고, c는 폴리카프로락톤 폴리올의 반복단위(-COO-) 및 촉매의 Zn 전체 대비 Zn의 몰 공급비율인 [Zn]/([COO]+[Zn]*100)를 나타낸다.Polycaprolactone nontrimer containing urethane crosslink is named U a -PCL-PSA b -Zn c , where a is the molar ratio of NCO groups of PHMDI to OH groups of PCL ([NCO]/[OH]) represents, b represents the repeating unit of polycaprolactone polyol (-COO-) and the molar ratio of OH groups of PSA to the total OH groups of PSA ([OH]/([COO]+[OH])*100), c represents the repeating unit (-COO-) of polycaprolactone polyol and [Zn]/([COO]+[Zn]*100), which is the molar supply ratio of Zn to the total Zn of the catalyst.

이하의 방법으로 U1.5-PCL-PSAb-Zn2를 합성하였다(반응식 2 참조).U 1.5 -PCL-PSA b -Zn 2 was synthesized by the following method (refer to Scheme 2).

PCL(2.50 g, 1.16 mmol), Zn(acac)2(0.447 g, 0.118 mmol), THF(5 mL)를 자기 교반 막대 (magnetic stirring bar)가 있는 20 mL 바이알에 넣어 1시간 동안 교반하였다. 상기 바이알에 THF(2 mL)에 녹인 PHMDI(0.791 g, 1.65 mmol)을 첨가하고 상온에서 1 시간 동안 교반 한 후, THF(5 mL)에 녹인 PSA를 아래의 표 2의 함량으로 달리하여 첨가한 후 남아있는 THF를 제거해주었다. 상기 바이알을 60℃의 진공오븐에서 2 시간 동안 건조시킨 후, 120℃의 진공오븐에서 20 시간 동안 열처리하여 U1.5-PCL-PSA6를 수득하였다. 이때 폴리카프로락톤 폴리올의 반복단위(-COO-) 및 촉매의 Zn 전체 대비 Zn의 몰 공급비율인 [Zn]/([COO]+[Zn]*100)를 2로 고정시켰으며, [NCO]/[OH]의 몰 공급 비율을 1.5로 고정시켰다.PCL (2.50 g, 1.16 mmol), Zn(acac) 2 (0.447 g, 0.118 mmol), and THF (5 mL) were placed in a 20 mL vial with a magnetic stirring bar and stirred for 1 hour. PHMDI (0.791 g, 1.65 mmol) dissolved in THF (2 mL) was added to the vial, stirred at room temperature for 1 hour, and PSA dissolved in THF (5 mL) was added to the content shown in Table 2 below. After that, the remaining THF was removed. The vial was dried in a vacuum oven at 60° C. for 2 hours, and then heat-treated in a vacuum oven at 120° C. for 20 hours to obtain U 1.5 -PCL-PSA 6 . At this time, [Zn]/([COO]+[Zn]*100), which is the molar supply ratio of Zn to the total Zn of the repeating unit (-COO-) of the polycaprolactone polyol and the catalyst, was fixed at 2, [NCO] The molar feed ratio of /[OH] was fixed at 1.5.

<반응식 2><Scheme 2>

Figure pat00003
Figure pat00003

b값
([OH]/([COO]+[OH])*100)
b value
([OH]/([COO]+[OH])*100)
PCLPCL PHMDIPHMDI PSAPSA Zn(acac)2 Zn(acac) 2
실시 예 1Example 1 22 2.50 g
(1.16 mmol)
2.50 g
(1.16 mmol)
0.791 g
(1.65 mmol)
0.791 g
(1.65 mmol)
0.0833 g
(0.0694 mmol)
0.0833 g
(0.0694 mmol)
0.118 g
(0.447 mmol)
0.118 g
(0.447 mmol)
실시 예 2Example 2 44 2.50 g
(1.16 mmol)
2.50 g
(1.16 mmol)
0.791 g
(1.65 mmol)
0.791 g
(1.65 mmol)
0.167 g
(0.139 mmol)
0.167 g
(0.139 mmol)
0.118 g
(0.447 mmol)
0.118 g
(0.447 mmol)
실시 예 3Example 3 66 2.50 g
(1.16 mmol)
2.50 g
(1.16 mmol)
0.791 g
(1.65 mmol)
0.791 g
(1.65 mmol)
0.260 g
(0.217 mmol)
0.260 g
(0.217 mmol)
0.118 g
(0.447 mmol)
0.118 g
(0.447 mmol)
실시 예 4Example 4 1010 2.50 g
(1.16 mmol)
2.50 g
(1.16 mmol)
0.791 g
(1.65 mmol)
0.791 g
(1.65 mmol)
0.417 g
(0.347 mmol)
0.417 g
(0.347 mmol)
0.118 g
(0.447 mmol)
0.118 g
(0.447 mmol)
실시 예 5Example 5 1414 2.50 g
(1.16 mmol)
2.50 g
(1.16 mmol)
0.791 g
(1.65 mmol)
0.791 g
(1.65 mmol)
0.595 g
(0.496 mmol)
0.595 g
(0.496 mmol)
0.118 g
(0.447 mmol)
0.118 g
(0.447 mmol)
실시 예 6Example 6 1818 2.50 g
(1.16 mmol)
2.50 g
(1.16 mmol)
0.791 g
(1.65 mmol)
0.791 g
(1.65 mmol)
0.757 g
(0.631 mmol)
0.757 g
(0.631 mmol)
0.118 g
(0.447 mmol)
0.118 g
(0.447 mmol)

<실시 예 7-13> 우레탄 가교 폴리카프로락톤 비트리머(U<Example 7-13> Urethane cross-linked polycaprolactone vitrimer (U 1.51.5 -PCL-PSA-PCL-PSA 6-6- -Zn-Zn cc )의 제조) manufacturing

이하의 방법으로 U1.5-PCL-PSA6 --Znc를 합성하였다.U 1.5 -PCL-PSA 6 - -Zn c was synthesized by the following method.

PCL(2.50 g, 1.16 mmol), Zn(acac)2, THF(5 mL)를 자기 교반 막대 (magnetic stirring bar)가 있는 20 mL 바이알에 넣어 1시간 동안 교반하였다. 이때 Zn(acac)2은 아래의 표 3의 함량으로 달리하여 첨가하였다. 상기 바이알에 THF(2 mL)에 녹인 PHMDI(0.791 g, 1.65 mmol)을 첨가하고 상온에서 1 시간 동안 교반 한 후, THF(5 mL)에 녹인 PSA(0.260 g, 0.217 mmol)를 첨가한 후 남아있는 THF를 제거해주었다.PCL (2.50 g, 1.16 mmol), Zn(acac) 2 , and THF (5 mL) were placed in a 20 mL vial with a magnetic stirring bar and stirred for 1 hour. At this time, Zn(acac) 2 was added with different contents shown in Table 3 below. PHMDI (0.791 g, 1.65 mmol) dissolved in THF (2 mL) was added to the vial, and after stirring at room temperature for 1 hour, PSA (0.260 g, 0.217 mmol) dissolved in THF (5 mL) was added. THF was removed.

상기 바이알을 60℃의 진공오븐에서 2 시간 동안 건조시킨 후, 120℃의 진공오븐에서 24 시간 동안 열처리하여 U1.5-PCL-PSA6-Zn2를 수득하였다. The vial was dried in a vacuum oven at 60° C. for 2 hours, and then heat-treated in a vacuum oven at 120° C. for 24 hours to obtain U 1.5 -PCL-PSA 6 -Zn 2 .

이때, [NCO]/[OH]의 몰 공급 비율은 1.5로 고정시켰으며, [OH]/([COO]+[OH])*100의 몰 공급 비율은 6으로 고정시켰다.At this time, the molar supply ratio of [NCO]/[OH] was fixed to 1.5, and the molar supply ratio of [OH]/([COO]+[OH])*100 was fixed to 6.

c값
([Zn]/([COO]+[Zn]*100)
c value
([Zn]/([COO]+[Zn]*100)
PCLPCL PHMDIPHMDI PSAPSA Zn(acac)2 Zn(acac) 2
실시 예 7Example 7 1212 2.50 g
(1.16 mmol)
2.50 g
(1.16 mmol)
0.791 g
(1.65 mmol)
0.791 g
(1.65 mmol)
0.260 g
(0.217 mmol)
0.260 g
(0.217 mmol)
0.749 g
(2.84 mmol)
0.749 g
(2.84 mmol)
실시 예 8Example 8 88 2.50 g
(1.16 mmol)
2.50 g
(1.16 mmol)
0.791 g
(1.65 mmol)
0.791 g
(1.65 mmol)
0.260 g
(0.217 mmol)
0.260 g
(0.217 mmol)
0.477 g
(1.81 mmol)
0.477 g
(1.81 mmol)
실시 예 9Example 9 66 2.50 g
(1.16 mmol)
2.50 g
(1.16 mmol)
0.791 g
(1.65 mmol)
0.791 g
(1.65 mmol)
0.260 g
(0.217 mmol)
0.260 g
(0.217 mmol)
0.350 g
(1.33 mmol)
0.350 g
(1.33 mmol)
실시 예 10Example 10 44 2.50 g
(1.16 mmol)
2.50 g
(1.16 mmol)
0.791 g
(1.65 mmol)
0.791 g
(1.65 mmol)
0.260 g
(0.217 mmol)
0.260 g
(0.217 mmol)
0.229 g
(0.868 mmol
0.229 g
(0.868 mmol
실시 예 11Example 11 22 2.50 g
(1.16 mmol)
2.50 g
(1.16 mmol)
0.791 g
(1.65 mmol)
0.791 g
(1.65 mmol)
0.260 g
(0.217 mmol)
0.260 g
(0.217 mmol)
0.112 g
(0.425 mmol
0.112 g
(0.425 mmol
실시 예 12Example 12 1One 2.50 g
(1.16 mmol)
2.50 g
(1.16 mmol)
0.791 g
(1.65 mmol)
0.791 g
(1.65 mmol)
0.260 g
(0.217 mmol)
0.260 g
(0.217 mmol)
0.0555 g
(0.210 mmol)
0.0555 g
(0.210 mmol)
실시 예 13Example 13 0.20.2 2.50 g
(1.16 mmol)
2.50 g
(1.16 mmol)
0.791 g
(1.65 mmol)
0.791 g
(1.65 mmol)
0.260 g
(0.217 mmol)
0.260 g
(0.217 mmol)
0.0110 g
(0.0417 mmol)
0.0110 g
(0.0417 mmol)

<실시 예 14> 형상기억 고분자 필름 제조<Example 14> Preparation of shape memory polymer film

상기 제조 예 1 내지 8, 실시 예 1 내지 13에서 제조한 고분자를 SUS 30 mm (L) × 30 mm (W) × 0.2 mm (T) 틀에 넣고, 170℃에서 30분 동안 10 MPa로 고온 프레스를 수행하여 필름 형상을 제조하였다(도 1 및 2 참조). 상기 제조된 필름은 후술하는 실험 예를 분석하기 전 12시간 동안 진공 조건 하에 70℃에서 추가로 건조시켰다.The polymers prepared in Preparation Examples 1 to 8 and Examples 1 to 13 were put in a SUS 30 mm (L) × 30 mm (W) × 0.2 mm (T) mold, and hot pressed at 170° C. for 30 minutes at 10 MPa. was performed to prepare a film shape (see FIGS. 1 and 2). The prepared film was further dried at 70° C. under vacuum conditions for 12 hours before analyzing the experimental examples to be described later.

<실시 예 15> 형상기억 고분자 필라멘트 제조<Example 15> Manufacturing of shape memory polymer filaments

상기 실시 예 10에서 제조한 고분자인 U1.5-PCL-PSA6-Zn4를 약 20 g을 필라멘트 압출기에 넣고 180℃에서 속도 2~3으로 압출하여 필라멘트를 제조하였다(도 3 및 4 참조). About 20 g of the polymer U 1.5 -PCL-PSA 6 -Zn 4 prepared in Example 10 was put into a filament extruder and extruded at 180° C. at a speed of 2 to 3 to prepare a filament (see FIGS. 3 and 4).

<실시 예 16> 형상기억 고분자 3D 구조체 제조<Example 16> Manufacturing of shape memory polymer 3D structure

상기 실시 예 15에서 제조한 필라멘트를 3D 펜을 이용해 용착 조형 공정(FDM) 방식으로 프린팅하여 3D 구조체를 제조하였다.A 3D structure was prepared by printing the filament prepared in Example 15 using a 3D pen in a welding molding process (FDM) method.

<비교 예 1> 상용 <Comparative Example 1> Commercial PCLPCL 3D 구조체 제조 3D structure manufacturing

상용화된 폴리카프로락톤(PCL) 필라멘트를 3D 펜을 이용해 용착 조형 공정(FDM) 방식으로 프린팅하여 3D 구조체를 제조하였다. A 3D structure was prepared by printing a commercially available polycaprolactone (PCL) filament using a 3D pen in a deposition molding process (FDM) method.

<비교 예 2> PSA 가교제를 포함하지 않는 형상기억 고분자 필름 제조<Comparative Example 2> Preparation of shape memory polymer film without PSA crosslinking agent

PSA 가교제가 포함되지 않은 U1.5-PCL-PSA0-Zn2 고분자를 SUS 30 mm (L) × 30 mm (W) × 0.2 mm (T) 틀에 넣고, 170℃에서 30분 동안 10 MPa로 고온 프레스를 수행하여 필름 형상을 제조하였다. U 1.5 -PCL-PSA 0 -Zn 2 polymer without PSA crosslinking agent was placed in a SUS 30 mm (L) × 30 mm (W) × 0.2 mm (T) mold, and heated to 10 MPa at 170°C for 30 minutes A press was performed to prepare a film shape.

<실험 예 1> 푸리에 변환 적외선(Fourier transform infrared, FT-IR)분석<Experimental Example 1> Fourier transform infrared (FT-IR) analysis

상기 제조 예 1 내지 8에서 제조한 우레탄 가교 폴리카프로락톤(Ua-PCL)의 중합 및 구조를 확인하기 위해 Bruker Alpha-P FT-IR 분광기에서 감쇠된 총 반사율 (attenuated total reflection, ATR) 장비를 사용하여 분석을 수행하였으며, 분석 결과를 도 7에 나타내었다.In order to confirm the polymerization and structure of the urethane crosslinked polycaprolactone (U a -PCL) prepared in Preparation Examples 1 to 8, attenuated total reflection (ATR) equipment was used in the Bruker Alpha-P FT-IR spectrometer. The analysis was performed using , and the analysis results are shown in FIG. 7 .

도 7에 나타난 바와 같이, 우레탄 가교의 결과로 2270 cm-1에서 나타난 PHMDI의 아이소시아네이트가 사라지는 것과 1700 cm-1에서 나타나는 우레탄 피크를 통해 우레탄 가교가 진행되는 것을 확인하였다. As shown in FIG. 7 , as a result of urethane crosslinking, it was confirmed that the isocyanate of PHMDI appeared at 2270 cm −1 disappeared and urethane crosslinking proceeded through the urethane peak appearing at 1700 cm −1 .

<실험 예 2> 겔 분율(Gel fraction, f<Experimental Example 2> Gel fraction (f) gg )측정)measurement

상기 실시 예 14에서 제조한 필름의 겔 분율을 확인하기 위해 이하의 실험을 수행하였다.The following experiment was performed to confirm the gel fraction of the film prepared in Example 14.

실시 예 14에서 제조한 필름에 대해 약 20 mg을 10 mL의 바이알에 넣고, 필름이 잠길 정도의 THF를 넣어주었다. 상기 바이알을 상온에서 24 시간 동안 보관한 뒤, 남아있는 필름을 60℃에서 12 시간 동안 진공 조건 하에 건조시켰다. 겔 분율 (Gel fraction, fg)은 하기 수학식 1을 통해 계산하였으며 분석 결과를 도 8 내지 도 10, 및 아래의 표 4 내지 6에 나타내었다.About 20 mg of the film prepared in Example 14 was put into a 10 mL vial, and THF enough to submerge the film was added. After the vial was stored at room temperature for 24 hours, the remaining film was dried under vacuum conditions at 60° C. for 12 hours. The gel fraction (f g ) was calculated through Equation 1 below, and the analysis results are shown in FIGS. 8 to 10 and Tables 4 to 6 below.

<수학식 1><Equation 1>

Figure pat00004
Figure pat00004

도 8은 실시 예에 따라 제조된 필름을 THF 용매에 24시간 담근 후의 모습을 관찰한 사진으로 도 8에 나타난 바와 같이, 실시 예에 따라 제조된 필름은 THF에 녹지 않고 필름의 형상을 유지하는 것을 확인할 수 있다.8 is a photograph observing the state of the film prepared according to the embodiment after immersion in THF solvent for 24 hours. As shown in FIG. 8, the film prepared according to the embodiment does not dissolve in THF and maintains the shape of the film can be checked

또한, 표 4, 도 9 및 도 10에 나타난 바와 같이, a값([NCO]/[OH]) 및 b값([OH]/([COO]+[OH])*100)이 증가함에 따라 겔 분율(fg(%))의 값이 증가하는 것을 알 수 있으며 c값([Zn]/([COO]+[Zn]*100))이 증가함에 따라 겔분율이 감소하는 것을 알 수 있다.In addition, as shown in Table 4, FIGS. 9 and 10, the a value ([NCO]/[OH]) and the b value ([OH]/([COO]+[OH])*100) increased as the It can be seen that the value of the gel fraction (f g (%)) increases, and it can be seen that the gel fraction decreases as the value of c ([Zn]/([COO]+[Zn]*100)) increases. .

이를 통해 PHMDI, PSA 및 촉매의 함량을 조절하여 겔분율을 조절할 수 있음을 알 수 있다.Through this, it can be seen that the gel fraction can be controlled by controlling the contents of PHMDI, PSA and catalyst.

<실험 예 3> 열중량 평가(Thermogravimetric analysis, TGA)분석<Experimental Example 3> Thermogravimetric analysis (TGA) analysis

상기 제조 예 1 내지 8, 실시 예 1 내지 13의 고분자에 대해 실시 예 14에서 제조한 필름의 열 안정성을 측정하기 위해 열중량 분석 (TGA)을 수행하였다. 이때 TGA는 질소 분위기 하에서 TA Instrument TGA Q5000을 사용하여 수행하였으며, 5%의 무게 감소가 나타난 온도(TTFA-95%(℃))에 관한 결과를 아래의 표 4 내지 6에 나타내었다. Thermogravimetric analysis (TGA) was performed on the polymers of Preparation Examples 1 to 8 and Examples 1 to 13 to measure the thermal stability of the film prepared in Example 14. At this time, TGA was performed using a TA Instrument TGA Q5000 under a nitrogen atmosphere, and the results regarding the temperature (T TFA-95% (° C.)) at which the weight loss of 5% was shown are shown in Tables 4 to 6 below.

이를 통해 상기 제조 예 1 내지 8, 실시 예 1 내지 13의 고분자가 200℃ 이하에서 열 안정성을 보임을 확인할 수 있다Through this, it can be confirmed that the polymers of Preparation Examples 1 to 8 and Examples 1 to 13 show thermal stability at 200° C. or less.

<실험 예 4> 시차주사 열량계(Differential scanning calorimeter, DSC)분석<Experimental Example 4> Differential scanning calorimeter (DSC) analysis

상기 제조 예 1 내지 8, 실시 예 1 내지 13의 고분자에 대해 실시 예 14에서 제조한 필름의 녹는점(Tm), 결정화 온도(Tc), 결정화도 (Xc(%))의 변화를 평가하기 위해 시차주사 열량계 (DSC) 분석을 수행하였다. Evaluation of changes in the melting point (T m ), crystallization temperature (T c ), crystallinity (X c (%)) of the film prepared in Example 14 for the polymers of Preparation Examples 1 to 8 and Examples 1 to 13 To do this, differential scanning calorimetry (DSC) analysis was performed.

이때 DSC는 질소 분위기 하에서 TA instruments DSC Q1000을 사용하여 수행하였으며, 그 결과를 도 11 및 도 12, 아래의 표 4 내지 6에 나타내었다. 또한 상기 실험을 통해 얻은 녹는점(Tm) 결과를 바탕으로 결정화도(degree of crystallinity, Xc(%))를 아래의 수학식 2를 통해 계산하였다. At this time, DSC was performed using TA instruments DSC Q1000 under a nitrogen atmosphere, and the results are shown in FIGS. 11 and 12 and Tables 4 to 6 below. In addition, the degree of crystallinity (X c (%)) was calculated through Equation 2 below based on the melting point (T m ) result obtained through the above experiment.

<수학식 2><Equation 2>

Figure pat00005
Figure pat00005

아래의 표 4, 5, 6에 나타난 바와 같이 a값([NCO]/[OH]) 및 b값([OH]/([COO]+[OH])*100)이 증가함에 따라 가교 밀도가 증가하여 녹는점(Tm) 및 결정화도 (Xc(%))가 감소하는 것을 알 수 있으며, 또한, PSA의 함량이 증가함에 따라 녹는점(Tm)이 사라지는 것을 확인하였다. As shown in Tables 4, 5, and 6 below, as the a-value ([NCO]/[OH]) and b-value ([OH]/([COO]+[OH])*100) increased, the crosslinking density decreased. It can be seen that the melting point (T m ) and the degree of crystallinity (X c (%)) decreased with increasing, and it was also confirmed that the melting point (T m ) disappeared as the content of PSA increased.

상기 결과로부터 실시 예의 고분자 제조시 b값인 폴리카프로락톤 폴리올의 반복단위(-COO-) 및 PSA의 OH기 전체 대비 PSA의 OH기의 몰비([OH]/([COO]+[OH])*100)는 10이하, 보다 바람직하게는 2 내지 10인 것이 보다 적절함을 알 수 있다.From the above results, the molar ratio of the repeating unit (-COO-) of the polycaprolactone polyol, which is the b value, and the OH groups of the PSA to the total OH groups of the PSA ([OH]/([COO]+[OH])* It can be seen that 100) is 10 or less, and more preferably 2 to 10 are more appropriate.

a값a value Tm(℃)T m (℃) Tc(℃)T c (℃) Xc(%)X c (%) TTFA -95%(℃)T TFA -95% (℃) fg(%)f g (%) 제조 예 1Preparation Example 1 0.90.9 4848 1717 39.4839.48 241241 3737 제조 예 2Preparation Example 2 1.01.0 4646 1111 37.7437.74 219219 3636 제조 예 3Manufacturing Example 3 1.11.1 4646 1010 36.1336.13 232232 3737 제조 예 4Manufacturing Example 4 1.31.3 4646 22 23.7523.75 220220 6565 제조 예 5Manufacturing Example 5 1.51.5 4141 -20-20 22.7922.79 231231 6868

b값b value Tm(℃)T m (℃) Tc(℃)T c (℃) Xc(%)X c (%) TTFA -95%(℃)T TFA -95% (℃) fg(%)f g (%) 실시 예 1Example 1 22 4848 88 24.324.3 234234 49.3949.39 실시 예 2Example 2 44 4141 -9-9 20.120.1 234234 73.9173.91 실시 예 3Example 3 66 4040 -8-8 15.515.5 240240 74.2174.21 실시 예 4Example 4 1010 3131 -- 5.265.26 236236 82.6982.69 실시 예 5Example 5 1414 -- -- -- 231231 69.6869.68 실시 예 6Example 6 1818 -- -- -- 236236 89.6489.64

c값c value Tm(℃)T m (℃) Tc(℃)T c (℃) Xc(%)X c (%) TTFA -95%(℃)T TFA -95% (℃) fg(%)f g (%) 실시 예 7Example 7 1212 3535 -- 2.22.2 216216 3636 실시 예 8Example 8 88 3636 -- 2.52.5 221221 4545 실시 예 9Example 9 66 3636 -- 1313 223223 6262 실시 예 10Example 10 44 3838 -19-19 1818 223223 7575 실시 예 11Example 11 22 3838 -10-10 2020 254254 7878 실시 예 12Example 12 1One 3838 -12-12 2525 281281 8080 실시 예 13Example 13 0.20.2 3333 -25-25 2525 315315 9595

<실험 예 5> 재가공 특성의 확인<Experimental Example 5> Confirmation of reprocessing characteristics

실시 예에 따라 제조된 고분자의 에스터 교환반응을 이용한 동적 결합 능력을 통한 필름의 재가공 특성을 확인하기 위해 이하의 실험을 수행하였다.The following experiment was performed to confirm the reprocessing properties of the film through the dynamic bonding ability using the transesterification reaction of the polymer prepared according to the example.

촉매의 함량을 달리하여 제조한 실시 예 7 내지 13의 고분자(U1.5-PCL-PSA6 --Znc)에 대해 실시 예 14의 방법으로 제조한 필름 및 PSA 가교제가 포함되지 않은 U1.5-PCL-PSA0-Zn2 고분자에 대해 실시 예 14의 방법으로 제조한 필름(비교 예2)을 작은 크기로 조각 낸 후, 다시 상기 실시 예 14에서와 같이 SUS 30 mm (L) × 30 mm (W) × 0.2 mm (T) 틀에 넣고, 170℃에서 30분 동안 10 MPa로 고온 프레스를 수행하여 필름을 형성하여 녹는점(Tm) 및 결정화도(Xc%)를 분석하였다.For the polymers of Examples 7 to 13 (U 1.5 -PCL-PSA 6 - -Zn c ) prepared by varying the catalyst content, the film prepared by the method of Example 14 and U 1.5 -PCL without PSA crosslinking agent -PSA 0 -Zn 2 For the polymer, the film prepared by the method of Example 14 (Comparative Example 2) was cut into small pieces, and then again as in Example 14, SUS 30 mm (L) × 30 mm (W ) × 0.2 mm (T) into a mold, and hot press at 170 ° C. for 30 minutes at 10 MPa to form a film, and the melting point (T m ) and crystallinity (X c %) were analyzed.

도 13은 실시 예 11의 고분자의 재사용 가능성을 보여주는 사진이고, 도 14 내지 도 15은 실시 예 11의 고분자로 필름을 제조한 후 재가공 횟수에 따른 FT-IR 분석 결과, 녹는점(Tm) 변화 및 결정화도(Xc%) 변화를 비교한 그래프이다.13 is a photograph showing the reusability of the polymer of Example 11, and FIGS. 14 to 15 are FT-IR analysis results according to the number of reprocessing after manufacturing a film from the polymer of Example 11, melting point (T m ) change and a graph comparing the crystallinity (X c %) change.

분석 결과, PSA 가교제가 포함되지 않은 고분자 U1.5-PCL-PSA0-Zn2로 제조한 비교 예 2의 필름의 경우 재가공 후 쉽게 부서지는 물성저하를 나타내었다. 반면, 도 13에 나타난 바와 같이, PSA 가교제가 포함되어있는 실시 예 11의 고분자(U1.5-PCL-PSA6-Zn2)로 제조한 필름의 경우 재가공 후 육안으로 물성 변화가 거의 관측되지 않았다. 또한, 도 14에 나타난 바와 같이, 재가공 후에도 분자 구조에 큰 변화가 없음을 알 수 있으며, 도 15 및 도 16에 나타난 바와 같이, 녹는점(Tm) 및 결정화도(Xc%)에도 큰 변화가 나타나지 않음을 알 수 있다. As a result of the analysis, the film of Comparative Example 2 prepared with the polymer U 1.5 -PCL-PSA 0 -Zn 2 without the PSA cross-linking agent exhibited deterioration in properties that were easily broken after reprocessing. On the other hand, as shown in FIG. 13 , in the case of the film prepared from the polymer of Example 11 (U 1.5 -PCL-PSA 6 -Zn 2 ) containing the PSA crosslinking agent, almost no change in physical properties was observed with the naked eye after reprocessing. In addition, as shown in FIG. 14 , it can be seen that there is no significant change in the molecular structure even after reprocessing, and as shown in FIGS. 15 and 16 , there is also a large change in the melting point (T m ) and crystallinity (X c %). It can be seen that it does not appear.

상기 결과를 통해 PSA 가교제의 하이드록시 작용기가 에스터 교환반응에 영향을 주어 재가공성을 높임을 알 수 있다. From the above results, it can be seen that the hydroxy functional group of the PSA crosslinking agent affects the transesterification reaction, thereby increasing reworkability.

<실험 예 6> 자가 치유 특성의 확인 <Experimental Example 6> Confirmation of self-healing properties

실시 예에 따라 제조된 고분자의 에스터교환반응을 이용한 동적 결합 능력을 통한 필름의 자가 치유 특성을 확인하기 위해 이하의 실험을 수행하였다.The following experiment was performed to confirm the self-healing properties of the film through the dynamic binding ability using the transesterification reaction of the polymer prepared according to the example.

실시 예 11의 고분자(U1.5-PCL-PSA6-Zn2) 및 실시 예 10의 고분자(U1.5-PCL-PSA6-Zn4)에 대해 실시 예 14의 방법으로 제조한 10 mm × 10 mm 의 필름에 흠집을 낸 후 30℃부터 160℃까지 10℃/min의 속도로 승온시켜 상기 필름에 발생시킨 흠집의 변화유무를 관찰하였으며 그 결과를 도 17 내지 도 18에 나타내었다. 또한, 동일한 필름에 흠집 낸 후 30분 동안 160℃에서 열을 가해 상기 필름에 발생시킨 흠집의 변화유무를 관찰하였으며 그 결과를 도 19에 나타내었다.10 mm × 10 mm prepared by the method of Example 14 for the polymer of Example 11 (U 1.5 -PCL-PSA 6 -Zn 2 ) and the polymer of Example 10 (U 1.5 -PCL-PSA 6 -Zn 4 ) After making scratches on the film, the temperature was raised from 30° C. to 160° C. at a rate of 10° C./min, and the presence or absence of changes in the scratches generated on the film was observed, and the results are shown in FIGS. 17 to 18 . In addition, after making a scratch on the same film, heat was applied at 160° C. for 30 minutes to observe whether or not there was a change in the scratch generated on the film, and the results are shown in FIG. 19 .

도 17 및 도 18에 나타난 바와 같이, 승온 후 흠집이 점점 사라지는 것을 확인하였으며, 실시 예 11(U1.5-PCL-PSA6-Zn2) 대비 실시 예 10(U1.5-PCL-PSA6-Zn4)의 고분자로 제조한 필름에서 보다 빠른 속도로 흠집이 사라지는 것을 확인하였다. As shown in FIGS. 17 and 18 , it was confirmed that the scratches gradually disappeared after the temperature was raised, and Example 10 (U 1.5 -PCL-PSA 6 -Zn 2 ) compared to Example 11 (U 1.5 -PCL-PSA 6 -Zn 4 ) ), it was confirmed that the scratches disappeared at a faster rate in the film made of the polymer.

또한, 도 19에 나타난 바와 같이, 흠집 낸 필름을 30분 동안 160℃에서 열을 가해주자 흠집이 사라지는 것을 확인하였다.In addition, as shown in FIG. 19 , it was confirmed that the scratches disappeared when heat was applied to the scratched film at 160° C. for 30 minutes.

이를 통해 실시 예에 따른 고분자가 자가 치유 특성을 가짐을 알 수 있다.Through this, it can be seen that the polymer according to the embodiment has self-healing properties.

<실험 예 7> 형상 기억 특성의 확인(필름)<Experimental Example 7> Confirmation of shape memory characteristics (film)

실시 예의 고분자를 이용하여 제조한 필름의 형상 기억 특성을 확인하기 위해 이하의 실험을 수행하였다.The following experiment was performed to confirm the shape memory properties of the films prepared using the polymers of Examples.

도 20을 참조하여, 실시 예 10의 고분자(U1.5-PCL-PSA6-Zn4)를 실시 예 14의 방법으로 5 mm × 30 mm의 영구적 모양이 일자형인 필름을 제조하였다.Referring to Figure 20, the polymer of Example 10 (U 1.5 -PCL-PSA 6 -Zn 4 ) was prepared as a film having a permanent shape of 5 mm × 30 mm by the method of Example 14 in a straight line.

상기 제조한 필름을 60℃의 오븐에서 접은 형태로 변화를 준 다음, 결정화 온도(Tc) 이하의 온도인 냉동고에서 10분 동안 고정하여 일시적 모양이 접힌 필름을 얻었다. 일시적 모양으로 고정된 필름을 녹는점(Tm) 이상의 온도(60℃)에 노출시켜 주었을 때 영구적 상태인 일자형 모양으로 되돌아가는 것을 확인하였다. The prepared film was changed into a folded form in an oven at 60 ° C., and then fixed in a freezer at a temperature below the crystallization temperature (T c ) for 10 minutes to obtain a film having a temporary shape. When the film fixed in a temporary shape was exposed to a temperature (60° C.) higher than the melting point (T m ), it was confirmed that the film returned to the permanent straight shape.

또한, 도 21을 참조하여, 상기 필름을 상기 실험 예 5에서 수행한 방법과 동일한 방법으로 2회 재가공하여 5 mm × 30 mm의 영구적 모양이 일자형인 필름을 제조하였다. 이후 재가공된 필름의 영구적 모양을 바꾸기 위해 140℃의 오븐에서 반 접힌 모양으로 변화를 준 후 결정화 온도(Tc) 이하의 온도인 냉동고에서 10분 동안 고정하여 영구적 모양이 반 접힌 상태인 필름을 얻었다. 이후 반 접힌 모양의 필름을 60℃의 오븐에서 일자 형태로 변화를 준 다음, 결정화 온도(Tc) 이하의 온도인 냉동고에서 10분 동안 고정하여 일시적 모양이 일자인 필름을 얻었다. 일시적 모양으로 고정된 필름을 녹는점(Tm) 이상의 온도(60℃)에 노출시켜 주었을 때, 반 접힌 모양의 영구적 모양으로 되돌아가는 것을 확인하였다.In addition, referring to FIG. 21 , the film was reprocessed twice in the same manner as in Experimental Example 5 to prepare a film having a permanent shape of 5 mm × 30 mm in a straight line. After that, in order to change the permanent shape of the reprocessed film, it was changed to a semi-folded shape in an oven at 140 ° C. . Thereafter, the semi-folded film was changed to a straight shape in an oven at 60 ° C., and then fixed for 10 minutes in a freezer at a temperature below the crystallization temperature (T c ) to obtain a film having a temporary shape. When the film fixed in a temporary shape was exposed to a temperature (60° C.) higher than the melting point (T m ), it was confirmed that the film returned to the permanent shape of the semi-folded shape.

상기 결과를 통해 실시 예의 고분자를 이용하여 제조한 필름이 형상 기억 특성을 가짐을 알 수 있다. From the above results, it can be seen that the film prepared using the polymer of the example has shape memory properties.

<실험 예 8> 형상 기억 특성의 확인(프린트 구조체-<Experimental example 8> Confirmation of shape memory characteristics (print structure- 비적층형non-stacked ))

실시 예의 고분자를 이용하여 제조한 비적층형 프린트 구조체의 형상 기억 특성을 확인하기 위해 이하의 실험을 수행하였다.The following experiment was performed to confirm the shape memory characteristics of the non-stacked printed structure manufactured using the polymer of the example.

도 22를 참조하여, 실시 예 10의 고분자(U1.5-PCL-PSA6-Zn4)를 실시 예 15의 방법으로 휜 모양의 프린트 구조체를 제조한 후 이를 60℃의 오븐에서 일자 형태로 변화를 준 다음, 결정화 온도(Tc) 이하의 온도인 냉동고에서 10분 동안 고정하여 일시적 모양이 일자 형태인 구조체를 얻었다. 일시적 모양의 구조체를 녹는점(Tm) 이상의 온도(60℃)에 노출시켜 주었을 때 초기 상태인 휜 모양으로 되돌아가는 것을 확인하였다. Referring to FIG. 22, the polymer of Example 10 (U 1.5 -PCL-PSA 6 -Zn 4 ) was prepared in a bent shape by the method of Example 15, and then changed to a straight shape in an oven at 60 ° C. Then, the crystallization temperature (T c ) was fixed for 10 minutes in a freezer at a temperature below the temperature to obtain a structure having a temporary shape of a straight line. When the temporary structure was exposed to a temperature (60°C) higher than the melting point (T m ), it was confirmed that the structure returned to its initial bent shape.

또한, 도 23을 참조하여, 실시 예 10의 고분자(U1.5-PCL-PSA6-Zn4)를 실시 예 15의 방법으로 별 모양의 프린트 구조체를 제조한 후, 이를 60℃의 오븐에서 오각형 모양으로 변화를 준 다음, 결정화 온도(Tc) 이하의 온도인 냉동고에서 10분 동안 고정하여 일시적 모양이 오각형인 구조체를 얻었다. 일시적 모양의 구조체를 녹는점(Tm) 이상의 온도(60℃)에 노출시켜 주었을 때 초기 상태인 별 모양으로 되돌아가는 것을 확인하였다. In addition, referring to FIG. 23 , after preparing a star-shaped print structure using the polymer of Example 10 (U 1.5 -PCL-PSA 6 -Zn 4 ) by the method of Example 15, it was heated in an oven at 60° C. to form a pentagonal shape. and then fixed in a freezer at a temperature below the crystallization temperature (T c ) for 10 minutes to obtain a structure having a temporary shape of a pentagon. When the temporary-shaped structure was exposed to a temperature (60° C.) higher than the melting point (T m ), it was confirmed that it returned to the initial state of the star shape.

상기 결과를 통해 실시 예의 고분자를 이용하여 제조한 비적층형 프린트 구조체가 형상 기억 특성을 가짐을 알 수 있다. From the above results, it can be seen that the non-laminated print structure manufactured using the polymer of the embodiment has shape memory characteristics.

<실험 예 9> 형상 기억 특성의 확인(프린트 구조체-<Experimental example 9> Confirmation of shape memory characteristics (print structure- 적층형stacked ))

실시 예의 고분자를 이용하여 제조한 적측형 프린트 구조체의 형상 기억 특성을 확인하기 위해 이하의 실험을 수행하였다.The following experiment was performed to confirm the shape memory characteristics of the stacked-type printed structure manufactured using the polymer of Example.

도 24를 참조하여, 실시 예 10의 고분자(U1.5-PCL-PSA6-Zn4)를 실시 예 16의 방법으로 정사면체 모양의 구조체를 제조한 후, 이를 60℃의 오븐에서 구긴 형태로 변화를 준 다음, 결정화 온도(Tc) 이하의 온도인 냉동고에서 10분 동안 고정하여 일시적 모양이 구겨진 정사면체 구조체를 얻었다. 일시적 모양의 구조체를 녹는점(Tm) 이상의 온도(60℃)에 노출시켜 주었을 때 초기 상태인 정사면체 모양으로 되돌아가는 것을 확인하였다. 24, the polymer of Example 10 (U 1.5 -PCL-PSA 6 -Zn 4 ) was prepared in a tetrahedral shape by the method of Example 16, and then changed to a crumpled form in an oven at 60 ° C. Then, the crystallization temperature (T c ) was fixed for 10 minutes in a freezer at a temperature below the temperature to obtain a tetrahedral structure with a temporary crumpled shape. When the temporary structure was exposed to a temperature (60° C.) higher than the melting point (T m ), it was confirmed that it returned to the tetrahedral shape of the initial state.

또한, 도 25를 참조하여, 실시 예 10의 고분자(U1.5-PCL-PSA6-Zn4)를 실시 예 16의 방법으로 다리가 내려간 도개교 구조체를 제조한 후 이를 60℃의 오븐에서 양쪽 다리가 올라간 상태로 변화를 준 다음, 결정화 온도(Tc) 이하의 온도인 냉동고에서 10분 동안 고정하여 일시적 모양이 다리가 올라간 도개교 구조체를 얻었다. 일시적 모양의 구조체를 녹는점(Tm) 이상의 온도(60℃)에 노출시켜 주었을 때 초기 상태인 다리가 내려간 도개교 구조체로 되돌아가는 것을 확인하였다.In addition, referring to FIG. 25 , the polymer (U 1.5 -PCL-PSA 6 -Zn 4 ) of Example 10 was used to prepare a drawbridge structure in which the legs were lowered by the method of Example 16, and then both legs were heated in an oven at 60°C. After changing to an elevated state, it was fixed in a freezer at a temperature below the crystallization temperature (T c ) for 10 minutes to obtain a drawbridge structure with a temporarily raised leg. When the temporary shape structure was exposed to a temperature (60° C.) higher than the melting point (T m ), it was confirmed that the initial state of the bridge was returned to the lowered drawbridge structure.

상기 결과를 통해 실시 예의 고분자를 이용하여 제조한 적층형 프린트 구조체가 형상 기억 특성을 가짐을 알 수 있다. From the above results, it can be seen that the multilayer print structure manufactured using the polymer of the embodiment has shape memory characteristics.

<실험 예 10> U<Experimental Example 10> U 1.51.5 -- PCLPCL -- PSAPSA 66 -- ZnZn 44 of 내열성 확인 Heat resistance check

실시 예의 고분자를 이용하여 제조한 적층형 프린트 구조체의 내열성을 확인하기 위해 이하의 실험을 수행하였으며 그 결과를 도 26에 나타내었다.The following experiment was performed to confirm the heat resistance of the laminated print structure manufactured using the polymer of the example, and the results are shown in FIG. 26 .

도 26을 참조하여, 실시 예 10의 고분자(U1.5-PCL-PSA6-Zn4)를 이용하여 제조한 도개교 구조체 및 비교 예 1에서 제조한 도개교 구조체를 상용 PCL의 녹는점(Tm)의 온도인 80℃의 오븐에 5분동안 노출시켜 주었을 때 상용 PCL로 제조한 구조체는 녹았지만, 실시 예 10의 고분자(U1.5-PCL-PSA6-Zn4)로 제조한 구조체는 녹지 않고 형태를 유지하는 모습을 확인할 수 있었다. 상용 PCL과는 달리 실시 예 10의 고분자(U1.5-PCL-PSA6-Zn4)는 가교되어있기 때문에 녹는점을 지녔음에도 녹지 않는 내열성을 가진 것을 확인하였다. Referring to FIG. 26 , the drawbridge structure prepared using the polymer of Example 10 (U 1.5 -PCL-PSA 6 -Zn 4 ) and the drawbridge structure prepared in Comparative Example 1 were evaluated for the melting point (T m ) of commercial PCL. When exposed to an oven at a temperature of 80° C. for 5 minutes, the structure prepared with commercial PCL melted, but the structure prepared with the polymer of Example 10 (U 1.5 -PCL-PSA 6 -Zn 4 ) did not melt and did not melt. I was able to see how to keep it. Unlike commercial PCL, it was confirmed that the polymer of Example 10 (U 1.5 -PCL-PSA 6 -Zn 4 ) had heat resistance that did not melt even though it had a melting point because it was cross-linked.

Claims (12)

폴리카프로락톤 폴리올, 이소시아네이트, 폴리(스티렌-알릴알코올) 및 촉매를 포함하는, 고분자 조성물.
A polymer composition comprising polycaprolactone polyol, isocyanate, poly(styrene-allyl alcohol) and a catalyst.
제1항에 있어서,
상기 폴리카프로락톤 폴리올의 OH기 대비 상기 이소시아네이트의 NCO기의 몰비([NCO]/[OH])는 0.9 내지 2.5인, 고분자 조성물.
According to claim 1,
The molar ratio of the NCO groups of the isocyanate to the OH groups of the polycaprolactone polyol ([NCO]/[OH]) is 0.9 to 2.5, the polymer composition.
제1항에 있어서,
상기 폴리카프로락톤 폴리올 및 이소시아네이트는 우레탄 가교결합을 형성하는, 고분자 조성물.
According to claim 1,
The polycaprolactone polyol and the isocyanate form a urethane crosslink, a polymer composition.
제1항에 있어서,
상기 폴리카프로락톤 폴리올의 반복단위(-COO-) 및 상기 폴리(스티렌-알릴알코올)의 OH기 전체 대비 상기 폴리(스티렌-알릴알코올)의 OH기의 몰비([OH]/([COO]+[OH])*100)는 2 내지 18인, 고분자 조성물.
According to claim 1,
The molar ratio of the OH groups of the poly(styrene-allyl alcohol) to the repeating unit (-COO-) of the polycaprolactone polyol and the total OH groups of the poly(styrene-allyl alcohol) [OH]) * 100) is 2 to 18, the polymer composition.
제1항에 있어서,
상기 촉매는 유기금속계 촉매이며,
상기 폴리카프로락톤 폴리올의 반복단위(-COO-) 및 상기 촉매의 금속 전체 대비 상기 촉매의 금속의 몰비([Zn]/([COO]+[Zn])*100)는 0.2 내지 12인, 고분자 조성물.
According to claim 1,
The catalyst is an organometallic catalyst,
The molar ratio of the metal of the catalyst to the repeating unit (-COO-) of the polycaprolactone polyol and the total metal of the catalyst ([Zn]/([COO]+[Zn])*100) is 0.2 to 12, a polymer composition.
제5항에 있어서,
상기 유기금속계 촉매는 아연 아세틸아세토네이트 하이드레이트(Zn(acac)2)인, 고분자 조성물.
6. The method of claim 5,
The organometallic catalyst is zinc acetylacetonate hydrate (Zn(acac) 2 ), a polymer composition.
폴리카프로락톤 폴리올, 이소시아네이트 및 폴리(스티렌-알릴알코올)을 촉매 하에 가교결합시키는 단계;를 포함하는, 고분자의 제조방법.
A method for producing a polymer, comprising: crosslinking polycaprolactone polyol, isocyanate and poly(styrene-allyl alcohol) under a catalyst.
제7항에 있어서,
상기 반응은 120℃ 내지 140℃의 온도에서 이루어지는, 고분자의 제조방법.
8. The method of claim 7,
The reaction is made at a temperature of 120 ℃ to 140 ℃, a method of producing a polymer.
폴리카프로락톤 폴리올 및 이소시아네이트을 반응시켜 형성되는 우레탄 가교결합을 포함하는 폴리머, 폴리(스티렌-알릴알코올) 및 촉매를 포함하는 형상기억 고분자 조성물.
A shape memory polymer composition comprising a polymer comprising a urethane crosslink formed by reacting polycaprolactone polyol and isocyanate, poly(styrene-allyl alcohol), and a catalyst.
제1항의 고분자 조성물 또는 제9항의 형상기억 고분자 조성물로부터 형성되는 형상기억 고분자.
A shape memory polymer formed from the polymer composition of claim 1 or the shape memory polymer composition of claim 9 .
제10항에 있어서,
상기 형상기억 고분자는 동적 가교결합을 포함하는, 형상기억 고분자.
11. The method of claim 10,
The shape memory polymer comprises a dynamic crosslinking, shape memory polymer.
제9항의 형상기억 고분자를 포함하는 형상기억 구조체. A shape memory structure comprising the shape memory polymer of claim 9 .
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