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경화제의 화학적 구조에 따른 UV 경화형 2-EHA/n-BA 점착제의 접착특성
김호겸(Ho-Gyum Kim) 한국고분자학회 2015 폴리머 Vol.39 No.5
2-Ethylhexyl acrylate(2-EHA)와 n-butyl acrylate(n-BA)를 공단량체로 하는 UV 경화형 아크릴 점착제를 제조하고 이 때 두 단량체의 함량비와 경화제의 화학적 구조 및 농도가 최종 접착물성에 미치는 영향을 조사하였다. 경화제 농도가 0.1 wt%일 때 높은 초기접착력과 박리강도를 갖는 것으로 확인되었으며 이 후 농도가 증가할수록 접착물성이 감소하였다. 또한 diethylene glycol dimethacrylate(DEGDMA)와 poly(ethylene glycol)dimethacrylate (PEGDMA)와 같이 분자 내 부피가 큰 메틸기와 상대적으로 긴 에틸렌옥사이드 사슬을 가진 경화제가 첨가되었을때 경화 후에도 점착제의 사슬 유연성이 유지되어 높은 경화제 농도에서 기존의 1,6-hexanediol diacrylate(HDDA)를 첨가한 계에 비해 다소 높은 점착물성을 갖는 것으로 나타났다. 또한 유사한 분자 구조를 가졌으나 분자 내 반복단위의 길이가 다른 DEGDMA와 PEGDMA간의 접착물성의 차이는 미미한 것으로 확인되었다. Pressure sensitive adhesives (PSAs) based with 2-ethylhexyl acrylate (2-EHA), n-butyl acrylate (n-BA) and different crosslinking agents were prepared by UV radiation curing. The effect of chemical structure and amounts of crosslinking agent, and also mixing ratio of co-monomer on adhesion properties of PSAs were presented. The results showed that the improvement of tack and peel strength of PSAs with 0.1 wt% of crosslinking agent was observed without cohesive failure and decreased with a higher concentration of crosslinking agent. A more increase in adhesion properties for PSAs with poly(ethylene glycol)dimethacrylate (PEGDMA) and diethylene glycol dimethacrylate (DEGDMA) was also investigated, which may be due to sustaining the chain flexibility by longer ethylene oxide chain and bulky methyl group in molecular backbone of crosslinking agent during the crosslinking process. It can be also found that the effect of repeating unit chain length on the adhesion properties between DEGDMA and PEGDMA system was insignificant in spite of their similar chemical structure.
UV 경화형 우레탄 아크릴레이트/MMT 나노복합체의 기계적 성질과 내흡수성에 대한 광개시제의 영향
김호겸(Ho-Gyum Kim),민경은(Kyung-Eun Min) 한국고분자학회 2015 폴리머 Vol.39 No.2
우레탄 아크릴레이트에 montmorillonite(MMT)를 첨가한 UV 경화형 나노복합체 제조 시 사용하는 광개시제의 종류에 따른 기계적 성질 및 내흡수성을 조사하였다. 1 wt%의 MMT가 첨가될 경우 가장 우수한 인장강도와 내흡수성을 나타내었으며, 광개시제의 경우 기존의 benzyldimethylketal 계열 광개시제와 bisacyl phosphine oxide 계열의 광개시제를 함께 사용할 경우 3 wt%의 MMT 함량에서도 사용된 UV 램프의 방출 파장대인 340~450 nm에서의 광흡수가 강화되어 나노복합체의 경화거동에 보다 효과적인 것으로 확인되었다. The addition of montmorillonite (MMT) in the UV curable polyurethane diacrylate based resins was investigated to fabricate nanocomposites with improved mechanical properties and water sorption behavior using different photoinitiator systems. As a result, it was observed that 1 wt% of clay loading fairly improved tensile resistance and water uptake behavior. It can be also confirmed that dual photoinitiator system consisted of benzyldimethyl ketal and bisacyl phosphine oxide exhibited enhanced energy absorption band 340~450 nm even with 3 wt% of MMT concentration, which may affect the curing behavior of nanocomposite especially in our UV lamp system.
Ho-Gyum Kim(김호겸),Kyung-Eun Min(민경은) 한국고분자학회 2015 폴리머 Vol.39 No.2
UV경화형 2-ethylhexyl acrylate(2-EHA)/acrylic acid(AA) 점착제의 점착특성에 대한 경화제 함량의 영향에 대해 조사하였다. 0.01 wt%의 극소량의 MMT가 도입된 아크릴 단량체 혼합물에 각각 0, 0.05, 0.1, 0.3 wt%의 1,6-hexanediol diacrylate(HDDA)를 경화제로 첨가하고 UV조사를 실시하여 점착제를 제조하였다. MMT 도입이 공중합체의 경화 거동과 점착제의 표면 특성에 미치는 영향은 매우 낮았으나, 점착특성의 경우 MMT의 도입으로 분자 사슬의 유연성이 제한되면서 응집파괴(cohesive failure)가 억제되는 것을 확인하였다. 그러나 0.3 wt%의 경화제가 도입된 점착제는 사슬 경직성이 크게 증가하면서 MMT의 첨가가 오히려 점착특성을 저하시키는 것으로 추측되었다. 결과를 토대로 2-EHA/AA 점착제의 경우 0.05 wt%의 낮은 함량의 경화제와 극소량의 MMT의 도입이 박리 시 응집파괴 없이 균형적인 점착특성을 부여하는 것으로 판단된다. UV-cured acrylic copolymer pressure sensitive adhesive (PSA) having different amounts of crosslinking agents were prepared and adhesion properties were investigated. 0.01 wt% of MMT clay was dispersed in 2-ethylhexyl acrylate (2-EHA)/acrylic acid (AA) monomer mixture containing 0, 0.05, 0.1 and 0.3 wt% 1,6-hexandiol diacrylate (HDDA) for crosslinking. It was investigated that the curing behavior and surface chemistry of PSAs were merely affected by the presence of MMT clays. On the other hand, adhesive properties were influenced by the MMT addition; a cohesive failure was restrained due to improved molecular elasticity even in uncrosslinked acrylic PSAs. However, it was also appeared that combination of 0.3 wt% crosslinking agent and MMT loading might result in the damage of adhesion properties of PSAs possibly due to the lack of chain flexibility. In our studies, it is suggested that the 2-EHA/AA PSAs incorporating 0.01 wt% of MMT and crosslinked with 0.05 wt% of HDDA exhibited the balanced adhesion properties without severe cohesive failure during strip.
UV 경화형 우레탄 아크릴레이트/MMT 나노 복합체의 열 안정성에 대한 혼합형 희석제의 조성 효과
김호겸(Ho-Gyum Kim) 한국고분자학회 2016 폴리머 Vol.40 No.1
UV조사에 의한 우레탄 아크릴레이트/montmorillonite(MMT) 나노 복합체를 제조하고 이 때 열 안정성을 높이기 위해 강직한 페닐기를 포함한 2-phenoxy ethyl acrylate(PEA)와 기존의 1,6-hexandiol diacrylate(HDDA)를 서로 다른 함량으로 혼합한 혼합형 희석제를 사용하였을 때 복합체의 기계적 물성과 특히 열 안정성에 미치는 영향에 대해 조사하였다. MMT에 의한 인장 특성 및 탄성률의 강화 효과는 낮은 PEA농도에서 관찰되었으며 이것은 PEA 분자의 낮은 유리전이온도에 기인하는 것으로 판단되었다. 반면, PEA농도가 증가할수록 나노 복합체의 열 안정성은 향상되는 것으로 나타났으며 이것은 고분자 매트릭스 내 열적으로 안정한 방향족 구조의 도입에 기인하는 것으로 추측된다. The incorporation of montmorillonite (MMT) into urethane acrylate resin were prepared by mixing two reactive diluent based on different composition, 1,6-hexanediol diacrylate (HDDA) and 2-phenoxy ethyl acrylate (PEA) with rigid phenyl group in order to improve the thermal stability. The effect of MMT concentration and reactive diluent composition on mechanical properties and thermal stability of nanocomposite were investigated. The tensile strength and storage modulus were increased in nanocomposite with low PEA concentration, which may be attributed to the lower glass transition temperature of PEA molecule. The thermal stability of nanocomposite was improved with increasing PEA content due to the thermally stable aromatic structure introduced to the polymer matrix.
자외선 경화형 2-EHA/AA 점착제의 점착 물성 및 열 안정성에 미치는 실리카함량 및 경화제 효과
김호겸 ( Ho Gyum Kim ) 한국접착및계면학회 2015 접착 및 계면 Vol.16 No.2
자외선 경화를 통한 2-EHA/AA 점착제 제조 시 나노 충전제로 실리카를 도입하는 경우 실리카의 표면 처리 여부와 실리카 함량이 점착제의 점착 물성 및 열 안정성에 미치는 영향을 조사하였다. 또한 서로 다른 반복단위 길이를 가진 경화제에 따른 실리카의 보강 효과 차이도 관찰하였다. 실란으로 표면 처리된 실리카의 경우 실리카 표면과 고분자 매트릭스 간 계면 상호 작용으로 고분자 매트릭스 내 분산 정도를 높여 겔 함량의 저하 없이 0.3 wt%의 농도까지 점착 물성을 증가시키는 것으로 확인되었다. 특히 경화제로 PEGDMA를 사용할 때 분자 내 상대적으로 긴 에틸렌옥사이드 반복단위에 기인하는 분자 유연성으로 EGDMA를 사용한 계에 비해 실리카 보강 역할에 더 긍정적인 것으로 나타났다. 또한 열 분해 후 잔존량을 통해 실리카와 고분자 간 강한 계면 결합으로 인한 열 장벽 효과로 점착제의 열 안정성이 향상되는 것을 알 수 있었다. It was investigated that the effect of surface modification and concentration of fumed silica on the adhesion properties and thermal stability of 2-EHA/AA pressure sensitive adhesive (PSAs) prepared by UV irradiation. The influence of repeating units of crosslinking agent on PSAs were also studied. From SEM analysis, PSAs synthesized with surface modified silica had finer dispersion of silica particles in polymer matrix due to the interfacial interaction. Results of the study showed that increase in tack and peel strength when under 0.3 wt% of silane treated silica were added in the reaction mixture. The addition of PEGDMA for crosslinking agent offers positive effect on adhesion properties in comparison with PSAs using EGDMA for crosslinker, which may be attributed to high mobility of ethylene oxide repeating units in PEGDMA. From the thermal degradation residue of PSAs, it was revealed that thermal stability was improved with silica addition due to the strong interfacial bonding between silane modified silica and polymer matrix, which may act as a thermal barriers into 2-EHA/AA PSAs.