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Journal of the Korean Industrial and Engineering Chemistry, Vol.10, No.6, 913-916, October, 1999
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불소 변성 폴리우레탄의 합성과 표면 개질
Synthesis of Fluorine Modified Polyurethane and Surface Modification
임철환, 최희성, 노시태
초록
과불화 1가 알코올인 N-ethyl-N-2-hydroxyethyl-perfluorooctanesulfonamide(HFA)와 삼관능성 이소시아네이트인 Tris(6-isocyanatohexyl)isocyanurate(TIHI)를 반응시켜 불소를 함유한 디이소이아네이트(FMD)를 합성한 후, poly(tetramethylene) glycol과 반응시켜 폴리우레탄 표면 개질제인 불소 변성 폴리우레탄(FMPU)을 합성하였다. 이렇게 합성한 불소 변성 폴리우레탄(FMPU)을 polyester type의 폴리우레탄(BPU)에 혼합하여 표면 성질과 열적 성질을 각각 접촉각 측정기인 Kruss G-10과 DSC로 측정하였다. 혼합된 폴리우레탄 수지에서 불소 변성 폴리우레탄 함량이 1 wt%로 증가함에 따라서 표면 에너지가 47.82 dyne/cm에서 17.64 dyne/cm로 급격히 감소했으나, 5 wt%에서 10 wt% 범위의 경우에는 접촉각의 변화가 완만하게 관찰되었다. 이와 같은 실험 결과 폴리우레탄 표면 개질제(FMPU)에 함유된 불소의 표면 배향성으로 인하여 표면 성질이 소수성을 띄나 폴리우레탄 표면 개질제(FMPU)의 함량이 5 wt% 이상에서는 불소 변성 폴리우레탄(FMPU)과 폴리우레탄(BPU)의 비상용성에 기인한 상 분리가 현저히 나타났다. 이와 같은 현상은 폴리우레탄 표면 개질제(FMPU)가 첨가된 폴리우레탄의 열적 성질에서 FMPU의 함량이 5 wt% 이상일 때, 비상용성에 의한 상 분리로 인하여 FMPU 고유의 얼적 거동이 관찰됨으로써 확인할 수 있었다.
Fluorine modified diisocyanate(FMD) was synthesized from tris(6-isocyanatohexyl)isocyanurate(TIHI) and N-ethyl-N-2-hydroxyethyl-perfluorooctanesulfonamide(HFA). Fluorine modified polyurethane(FMPU) was also synthesized from FMD and poly(tetramethylene) glycol(PTMG). Modified polyurethanes were made by blending FMPU into the polyester type base polyurethane(BPU). Surface and thermal properties of the blended BPU film was measured by contact angle measurement and DSC. As the amounts of FMPU was increased from 0 wt % to 1 wt %, the surface energy was dramatically decreased from 47.82 dyne/cm to 17.64 dyne/cm. But we observed little change of the contact angle with further increase in the amount of the FMPU up to 10 wt %. The data meant that the surface of the blended polyurethanes was hydrophobic due to the surface arrangement of the fluorine containing moiety in FMPU. Phase separation was induced by the incompatibility of FMPU and BPU for the samples having over 5 wt% of FMPU. The thermal analysis data of these samples showed the thermal behavior of the FMPU itself.
Keywords:fluorine modified polyurethane;surface energy;contact angle;hydrophobic
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