수분산 시릴화 폴리우레탄/clay 나노복합재료의 물성

Abstract

수분산폴리우레탄/유기화 clay 나노복합재료에서 수분산폴리우레탄 prepolymer 사슬 말단의 절반 혹은 전부를 실란화합물로 시릴화하고, 이 개질 반응이 나노복합재료의 물성에 미치는 영향을 평가하였다. 유기화 clay는 유기화제가 prepolymer 사슬 말단의 실란기와 축합반응을 할 수 있는 히드록실기를 가진 것을 사용하였다. 이 유기화 clay는 prepolymer 사슬 말단의 개질과는 무관하게 수분산 폴리우레탄에 박리 분산되어, 모듈러스, 인장강도 등을 효과적으로 향상시켰다. Prepolymer 사슬 말단의 시릴화 개질은 수분산폴리우레탄의 가교도를 증가시켜, 수분산폴리우레탄의 rubbery plateau를 상대적으로 더 높은 온도까지 유지하게 하였다. 또 사슬 말단의 실란기와 유기화제의 히드록실기 사이의 반응은 수분산폴리우레탄/clay 계면의 접착을 향상시켜 수분산폴리우레탄의 유리전이온도를 효과적으로 향상시켰으나, hard segment 영역의 응집을 감소시켜 수분산폴리우레탄의 열분해온도를 감소시켰다.|In waterborne polyurethane (WPU) / organoclay nanocomposites, half or all of the WPU prepolymer chain ends were silylated with a silane compound. The effect of this modification on the physical properties of the nanocomposites was evaluated. Organoclay, organized by quaternary ammonium ion having hydroxyl groups capable of condensation reaction with the silane group at the end of the prepolymer chain, was used in this study. This organoclay was exfoliated in WPU matrix regardless of modification of prepolymer chain end, and thus effectively improved modulus and tensile strength of WPU. The silylation modification of the prepolymer chain ends increased the degree of crosslinking of the WPU to maintain the rubbery plateau of the polyurethane to a relatively higher temperature. The reaction between the silane group at the end of the chain and the hydroxyl group of the quaternary ammonium ion effectively increased the glass transition temperature of WPU by improving the adhesion of the WPU / clay interface, but decreased the thermal decomposition temperature of WPU by reducing aggregation in the hard segment region of WPU.