피마자 기반 수성 폴리우레탄(CPUD)을 얻기 위해 무 변성 피마자유 (CO) 와 투명 필름을 얻기 위해 이소포론 디이소시아네이트(IPDI)를 사용했다. 유연성을 증가시키기 위해 폴리프로필렌글리콜 (PPG)의 혼합 효과를 분석하였다. 또한, 사슬연장제로 에틸렌다이아민(EDA)을 사용했다. 각각 피마자유 함유에 따른 변화와 사슬연장제 변화에 따른 인장강도, 연신율 내마모성을 측정했다. 피마자유 함유가 많은 시료의 인장강도가 1.112kgf/㎟, 연신율 88%로 나타났으며, 사슬연장제 함유가 많은 시료의 인장 강도가 3.33kgf/㎟, 연신율 99%로 측정되었다. 표면강도는 SEM을 통해 육안으로 확인하였다.

친환경 폴리우레탄은 다양한 분야에서 다양하게 사용되는 활용성이 높은 소재로 정의 할 수 있다. 이소시아네이트와 폴리올의 합성에 따른 다양한 구조적 특성 관계는 제조현장에서 사용상의 다양 성과 맞춤화를 제공하고 있다. 폴리우레탄의 특성은 부드러운 터치 코팅부터 바위처럼 단단한 건축 자재 에 이르기까지 활용 범위가 매우 다양하다. 이러한 기계적, 화학적 및 생물학적 특성과 맞춤의 용이성은 연구분야에서 뿐만 아니라 관련 산업에서도 엄청난 관심을 불러오고 있다. 수분산 폴리우레탄 재료의 성 능향상을 높이기 위해서는 원료의 배합을 조정하고 첨가제와 나노 소재등을 추가하는 등의 과정을 통해 이끌어 낼 수 있다. 본 연구에서는 의료 과학, 자동차, 코팅, 접착제, 페인트, 섬유, 해양 산업, 목재 복 합 재료 및 의류분야의 친환경 수분산 폴리우레탄 기본 화학 구조를 조명한다.

본 연구에서는 에틸아세테이트와 피페라진을 적용한 가죽 표면 코팅제로 사용할 수용성 폴리우레탄의 합성을 위해 poly(tetramethylene ether) glycol(PTMG)를 기반으로 isoporon diisocyanate (IPDI)와 dimethylolbutanoic acid(DMBA)의 반응을 통해 프리폴리머를 합성하였다. 이후 수분산시킨 수지에 피페라진을 0.01M, 0.03M, 0.05M, 0.07M을 쇄연장 반응을 해서 각각의 인장강도, 연신율, CV(cyclic voltammetry), 내용제성 분석을 실시했다. 준비된 시료의 인장강도는 피페라진 함량 0.07M일 때 5.422 kgf/㎟ 로 측정되었으며, 연신율을 측정한 결과 피페라진이 0.01M 일 때 587 %로 측정되었다. 내용제성 분석결과 피페라진 함량과 상관없이 동등한 내용제성으로 측정되었으며, CV 측정을 통해 피페라진 함량에 따라 산화환원전위가 변화되는 것을 확인 할 수 있었다.

Garment skin leather 표면 코팅에 사용된 폴리우레탄 수지는 polyethylene glycole(PEG)의 함유를 [NCO]/[OH] mole % 비로 달리하면서 합성하였으며, 합성된 폴리우레탄 수지의 기계적 특성은 SEM, FT-IR, UTM 등을 이용하여 측정하였다. 비이온성을 띄고 있는 PEG(poly ethylene glycol)의 [NCO]/[OH] mole % 비가 증가함에 따라 내굴곡성(건식, 습식)의 변화는 없었으며, 내마모도, 인장강 도수치가 낮아짐을 알 수 있었다. 반대로 연신율 물성은 증가함을 알 수 있었다. 점도 변화 측정 결과에 는 PEG의 [NCO]/[OH] mole % 증가에 따라 점도가 묽어짐을 알 수 있었다.

Buffalo leather 표면 코팅에 사용된 폴리우레탄 수지에 glycerol의 함유를 mole % 비로 달리 하면서 첨가 하였다. 합성된 폴리우레탄 수지의 기계적 특성은 SEM, FT-IR, UTM 등을 이용하여 측정 하였다. 친환경적인 고분자 수지의 관심이 고조됨에 따라 용제의 사용을 최소화한 buffalo leather 코팅에 사용되는 수분산 수지를 합성하였다. 지방족 3가 알콜인 glycerol의 mole % 비가 증가함에 따라 내마모 도, 인장강도가 감소함을 알 수 있었다. 반대로 연신율, 내굴곡 물성은 증가함을 알 수 있었다. Toluene 을 이용한 내용제성 물성측정 결과에는 glycerol의 mole % 증가에 따른 물성 증감 효과는 없었다.

Vegetable leather 표면 코팅에 사용된 폴리우레탄 수지는 glycerol의 함유를 mole% 비로 달 리하면서 합성하였다. 합성된 폴리우레탄 수지의 기계적 특성은 SEM, FT-IR, UTM 등을 이용하여 측 정하였다. 친환경적인 고분자 수지의 관심이 고조됨에 따라 용제의 사용을 최소화한 vegetable leather 코팅에 사용되는 수분산 수지를 합성하였다. 지방족 3가 알콜인 glycerol의 mole% 비가 증가함에 따라 내마모도, 인장강도가 증가함을 알 수 있었다. 반대로 연신율, 내굴곡 물성은 감소함을 알 수 있었다. Toluene을 이용한 내용제성 물성측정 결과에는 glycerol의 mole% 증가에 따른 물성 증감 효과는 없었 다.

본 논문에서는 피혁에 사용되는 수용성 폴리우레탄 사슬 연장제인 1,4-butanediol(1,4-BD)의 함유에 따른 물성변화를 조사하였다. 합성에 사용된 시약은 poly propylene glycol(PPG), isoporon diisocyanate((IPDI), dimethylolpropionic acid(DMPA), 1,4-BD를 사용하였다. 1,4-BD의 함유에 따른 내용제성과 내굴곡성 측정값은 시료 전부 우수한 물성을 보였다. 인장강도, 내마모성 측정결과 1,4-BD가 많이 함유된 시료들이 각각 1.80kgf/mm2, 49.54 mg.loss로 우수한 물성을 확인하였다. 연실율 측정결과 1,4-BD가 적게 함유된 시료가 364%로 가장 우수한 측정값을 나타냈다.

본 연구에서는 H12MDI(4,4'-methylene dicyclohexyl diisocyanate)를 이용한 수분산 폴리우레탄 수지를 합성한 다음 방염제로 활용이 되고 있는 2-인산암모늄(ammonium dihydrogen phosphate) 수용액을 수분산 우레탄 수지에 적하량을 점차 증가시켜 변화하는 물성을 피혁(leather)에 표면 코팅처리된 상태 및 열풍 건조시킨 필름의 물성을 측정 분석하였다. 내용제성 측정 결과 높은 내용제성 물성을 지닌 폴리우레탄 수지에 2-인산암모늄의 함량에 따른 물성적 변화는 크게 없었으며 모두 높은 물성치를 나타내었다. 인장 강도 측정치에서는 폴리우레탄 단독 필름의 측정치가 3.114 kgf/㎟로 가장 높은 수치를 나타내었으며, 2-인산암모늄의 합량이 제일 높은 DPU-AD3가 가장 낮은 인장력 2.510 kgf/㎟을 나타내었다. 또한 내마모도 측정에서는 DPU가 제일 높은 50.50 ㎎.loss로 우수한 물성변화를 나타내었고, 연실율의 경우역시 우레탄 단독 코팅인 DPU가 602 %로 가장 높은 수치를 나타내었다. DSC측정결과 2-인산암모늄의 함유가 높은 DPU-AD3이 Tm 값이 384℃로 고온에서 가장 안정한 수치를 나타내었다.

본 연구에서는 monoammonium phosphate가 WPU의 물성에 끼치는 영향을 필름 상태와 피혁(Full-Grain) 표면에 코팅을 하여 기계적 물성을 분석 하였다. DSC 결과 monoammonium phosphate가 많이 함유된 WPU-AM3 샘플이 382℃로 높은 물성이 측정되었으며, 내용제성은 모든 샘플이 우수함을 알 수 있었다. 인장강도의 경우 monoammonium phosphate가 가장 많이 함유된 WPU-AM3(2.130kgf/mm2)가 가장 낮은 물성을 보였으며, 연실율과 내마모성 역시 monoammonium phosphate가 많이 함유된 WPU-AM3가 615 % 및 52.07 mg.loss로 낮은 물성을 나타내었다.

To improve the mechanical properties of hydroxyapatite (HA)/waterborne polyurethane (WBPU) composites, the hydroxyl group of HA was modified by urethane reactions: the hydroxyl groups of HA were reacted with aliphatic or cyclic diisocyanate, and then the modified HAs were extended by adding polyol and/or ε-caprolactone. Composites were prepared by the prepolymer process method: the modified HA was directly pured into the urethane reaction of isocyanate and polyol. The properties of modified HA/WBPU composites were investigated by thermogravimetric analysis, tensile strength, and water resistance. The results showed that the reactivity of aliphatic diisocyanate to the hydroxy group of HA was faster than that of cyclic one. Comparing to those of pure HA/WBPU composite films, the thermal stability, water resistance, and mechanical properties of the modified composite films increased with a degree of modification of HA.