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캐슈넛 껍질 오일(CNSL) 기반 바이오 폴리올을 이용한 수분산 폴리우레탄 박막의 기계적 물성 향상
한창민(Chang-Min Han),윤희승(Hui Seung Yun),임진형(Jin-Heong Yim),고영수(Young Soo Ko) 한국고분자학회 2017 폴리머 Vol.41 No.6
식물성 오일인 cashew nut shell liquid oil(CNSL)은 재생 가능한 친환경적인 자원으로 기존의 석유에서 얻어지는 폴리올을 대체할 수 있는 기초원료로 사용이 가능하다. 본 연구에서는 CNSL로부터 얻어진 cardanol 기반의 difunctional diglycidyl ether와 여러 가지 2차 아민과의 개환반응을 통해 3, 4, 6개의 히드록시기를 가지는 폴리올들을 제조하였다. 환경문제가 있는 유기용제를 사용하여 합성된 기존 CNSL 바이오 폴리올 기반 폴리우레탄과 차별화된 CNSL 기반 바이오 폴리올과 기존의 에테르계 및 실옥산계 폴리올을 다양한 비율로 혼합한 혼성 폴리올을 이용하여 수분산 폴리우레탄(PUD)을 합성하였다. 합성된 CNSL 기반 폴리올과 PUD의 화학구조를 확인하였고, 일반적인 PUD에 비교하여 CNSL 기반 PUD 박막의 기계적 물성과 물리화학·열적 특성 향상을 확인하였다. 이것은 Si-OSi 결합이 PUD 주사슬에 부가됨으로 인한 유-무기 하이브리드 효과와 CNSL계 다관능 폴리올의 히드록시기 증가에 따른 가교밀도 증가에 의한 것이라 판단된다. Cashew nut shell liquid oil (CNSL), a vegetable oil, is a renewable and eco-friendly resource that can replace a raw materials for preparing petroleum-derived polyols. In this study, difunctional diglycidyl ether from cardanol of CNSL was modified by ring opening reaction with various second amine compounds in order to prepare multi-functional CNSL based polyols having 3, 4, and 6 of hydroxyl groups. Regarding environmental issue of organic solvent based conventional polyurethane, waterborne polyurethane (PUD) was synthesized by mixed polyol prepared with various ratios using CNSL based polyols with ether and/or siloxane based polyols. Chemical structure of the synthesized CNSL based polyols, PUD and improvement of mechanical and physicochemical thermal properties were confirmed. It might be due to effect of organic-inorganic hybridization from adding Si-O-Si bond to main chain of PUD and increase of crosslinking density from increasing hydroxyl groups of the multi-functional CNSL based polyol.
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