이중금속시안염 촉매에 의한 폴리에스테르 폴리올 제조 및 이를 이용한 폴리우레탄의 물성

Synthesis of Polyester Polyols by Using Double Metal Cyanide Catalyst and Physical Properties of Polyurethanes Produced by the Polyols

폴리올 주 사슬에 에스테르기를 도입하기 위한 방법으로 산화프로필렌 (propylene oxide, PO)과 무수 프탈산(phthalic anhydride, PA)의 공중합을 이중금속 시안염 촉매 존재 하에서 수행하였다. 이중금속 시안염 촉매는 이 공중합에 매우 효율적인 촉매임을 알 수 있었으며, 이 공중합에 대한 반응성비는 변형 Kelen $T{\ddot{u}}d{\ddot{o}}s$ 식을 이용하여 구한 결과 $r_1(PA)\;=\;0$, $r^2(PO)\;=\;0.248$이었다. 주 사슬에 함유되어 있는 PA의 함량이 1.0, 2.1, 7.52, 11.42 mol%인 4가지 폴리을 시료를 이용하여 경질부 함량이 19 wt%인 열가소성 폴리우레탄을 제조하였다. PA의 함량이 증가할수록 신율은 낮아졌으며, 인장강도와 인장탄성율은 증가하는 경향을 보였다. PO와 PA를 공중합 하여 폴리올에 도입되는 PA의 함량을 조절함으로써 결과적으로 폴리우레탄의 물성을 조절할 수 있음을 알 수 있었다.

Copolymerizations of propylene oxide (PO) and phthalic anhydride (PA) have been performed in the presence of double metal cyanide (DMC) catalyst as a means of incorporating ester groups in the polyol backbone. DMC catalyst was effective for the copolymerization and the reactivity ratios measured by modified Kelen-$T{\ddot{u}}d{\ddot{o}}s$ equation were $r_1(PA)\;=\;0$, and $r^2(PO)\;=\;0.248$. Four different Polyol samples containing 1.0, 2.1, 7.52, and 11.42 mol% of PA unit were utilized for the synthesis of thermoplastic polyurethanes of their hard segments of 19 wt%. As the incorporated amount of PA increases, the elongation of the resulting polyurethane decreases and the tensile strength and the tensile modulus increase. The modulation of the incorporated amount of PA into polyol backbone was proven to be a feasible way to tune the physical properties of polyurethanes.