GAP copolymer계 에너지함유 열가소성 탄성체의 합성 및 특성에 관한 연구

Abstract

본 연구에서는 글리시딜아자이드폴리머(GAP)계 에너지 함유 열가소성 탄성체(ETPE)와 글리시딜아자이드폴리머와 부틸렌옥사이드의 공중합체(GAP-co-BO)계 ETPE의 하드세그먼트 함량을 30%~45% 범위에서 변화시켜 합성하였으며, 그들의 열적특성 및 기계적특성을 비교 연구하여 고찰하였다. ETPE 합성에 필요한 폴리올은 에피클로로히드린(ECH)과 부틸렌옥사이드(BO)의 양이온 개환 공중합으로 폴리에피클로로히드린과 폴리부틸렌옥사이드의 공중합체(PECH-co-BO)를 합성하고, PECH-co-BO를 소듐아자이드(NaN3)와 친핵성 치환반응인 아지드화 반응(Azidated reaction)을 통하여 분자량(Mn) 2500의 글리시딜아자이드폴리머 부틸렌옥사이드의 공중합체(GAP-co-BO)를 합성하였다. 이 폴리올을 메틸렌다이페닐이소시아네이트(L-MDI)와 1,4-부탄디올(1,4-BD)를 쇄연장제로 하고, dibutyltin dilaurate(DBTDL)를 촉매로 사용하여 THF 용매 하에서 용액중합하여 GAP계 ETPE (GTPE) 및 GAP-co-BO계 ETPE(GcTPE) 두 종의 ETPE를 합성하였다. ETPE의 하드세그멘트 함량을 30~45%로 증가시켰을때, GTPE의 유리전이온도는 -23℃에서 -13℃로 증가한 반면, GcTPE의 유리전이온도는 -25℃로 일정하게 유지되었다. 그러나, 두 ETPE들 모두 하드세그멘트 함량이 증가할수록 Storage modulus는 증가함을 관찰함을 볼 수 있었다. 이러한 현상은 수소결합에 의한 현상으로 해석할 수 있다. FT-IR 분석결과, GAP-co-BO계 ETPE와 GAP계 ETPE는 하드세그먼트 함량이 증가함에 따라 수소결합을 형성하는 능력이 증가하였으며 GAP-co-BO계 ETPE의 수소결합 능력이 GAP 계 ETPE 보다 크게 나타남을 알 수 있었다. 이러한 거동은 GAP-co-BO계 ETPE내의 하드세그먼트와 소프트세그먼트의 강한 상분리 거동의 결과로 볼 수 있다. 그 결과 GAP-co-BO계 ETPE는 GAP계 ETPE 보다 더 큰 파단강도와 더 낮은 파단신율 값을 나타냈다.