에틸렌-프로필렌 디엔 단량체/폴리프로필렌에 바탕을 둔 에틸렌-프로필렌 디엔 단량체, 폴리프로필렌, 산화아연, 스테아르산, 그리고 클레이의 효과에 대하여 연소성을 조사하였다. 에틸렌-프로필렌 디엔 단량체/폴리프로필렌/클레이 나노복합체는 성형 후 콘칼로리미터(ISO 5660-1)를 이용하여 연소시험을 하였다. 그 결과 나노복합체는 에틸렌-프로필렌 디엔 단량체/폴리프로필렌 단독 조성에 비하여 최대열방출률을 감소시켰다. 이에 반하여 고무 연화제로 사용된 스테아르산은 자체의 연소성에 의하여 평균열방출률을 증가시켰다.
고분자 물질은 저분자량의 유기 단량체들이 화학 공유 결합으로 연속적으로 연결된 거대 분자 구조를 갖는다. 고분자 사슬로 연결된 단량체들은 힘의 장 의 지배하에 열에너지에 따라 지속적으로 운동을 한다. 이와같은 단량체들의 운동은 국부적으로 제한되나 온도가 증가되어 유리 전이온도 이상이 되면 분자전체에 상당하는 운동으로 발전하게 된다. 이때 소음 및 진동 에너지는 효과적으로 흡수되어 열에너지로 발산된다. 본고에서는 유리 전이온도에서의 고분자 재료의 특성가 실제 소음 및 진도제어시 고려해야할 고분자 재료의 특성에 관해 알아본다.
양이온계 광중합에 적용 가능한 propenyl ether 형태의 단량체들을 mono 및 di-functional alcohol과 allyl bromide의 축합반응으로 합성하였다. 이들 단량체들을 양이온 광개시제와 혼용하여 코팅조성물을 제조하여 광경화 반응성을 조사하였다. 그 결과 mono propenyl ether 형태인((prop-1-en-1-yloxy)methyl)benzene (POMB)는 dipropenyl ether 계인 1,4-bis(prop-1-en-1-yloxy) benzene (BPOB) 비교하여 초기 중합 속도는 10.2로 상대적으로 낮게 나타났으나 1.5mol%의 광개시제를 포합한 배합물에서는 90초이내에 거의 정량적으로 반응하였다. 또한 긴알킬기를 갖는 술폰산 염계 광개시제들은 단량체들에 빠른 용해 특성을 나타내었고 산성도가 높은 광개시제인(4-n-decyloxyphenyl)diphenylsulfonium hexafluoroantimonate(DPSA)와 (4-n-decyloxyphenyl) diphenylsulfonium triflate (DPST)를 사용한 경우 비교적 높은 중합속도와 전환율을 나타내었다.
본 연구에서는 MMA(methyl methacrylate)와 BA(buthyl acrylate)를 단량체로 이용한 폴리머 시멘트 모르타르의 단량체 비에 따른 성질을 파악하고 시멘트 혼화용 폴리머로 활용하기 위한 기초적 자료를 얻고자 하였다. 본 연구결과 MMA/BA를 이용한 폴리머 시멘트 모르타르의 전 세공용적은 MMA/BA의 단량체 비가 증가할수록 감소하는 것으로 나타났다. 강도특성에서는 전체적으로 MMA/BA의 단량체 비가 70 : 30, 그리고 80 : 20일 때, 폴리머 시멘트 비가 15%일 때 가장 우수한 증진효과를 나타냈다. 폴리머 시멘트 모르타르의 내구성을 측정하는 흡수율, 염화물 이온 침투 저항성, 중성화 저항성에서는 단량체 비에 따른 개선보다는 폴리머 시멘트 비에 따른 개선효과가 더 큰 것으로 나타났다.
Imide 단위를 포함하는 diamine과 dicarboxylic acid 단량체들, N-(4-aminophenyl)-4-aminophthalimide(APAP), N-(4-carboxyphenyl)-4-carboxyphthalimide(CPCP), N,N'-oxydiphenylenebis(4-aminophthalimide)(ODPAP), 그리고 N,N'-oxydiphenylenebis(4-carboxy-phthalimide)(ODPCP)를 합성하였다. 상기 디아민을 포함한 단량체들과 디카르복시산을 포함한 단량체들을 서로 축합반응하여 imide 단위가 교대로 치환된 poly(imide-amide)s를 합성하였다. 또한 imide단위를 포함하는 diamine 단량체들과 terephthaloyl chloride, 그리고 isophthaloyl chloride를 축합하여 poly(imide-amide)s들도 합성하였다. 이렇게 합성된 중합체들은 NMP/LiCl용액에 매우 잘 용해하였으나 그밖에 극성 비양자성 극성 용매인 DMF, DMSO, 그리고 DMAc 등에는 $80^{\circ}C$에서도 작은 용해도를 보여주었다. 그밖에 고유점도는 0.18~0.67 dL/g를 보여주었으며 NMP/LiCl 용액으로부터 단단하고 부서지기 쉬운 막이 형성되었다. 중합체들은 $500^{\circ}C$ 이하에서 유리 전이 온도 및 융점은 관찰되지 않았으며 열 중량 분석에서 10% 중량 감량은 $500^{\circ}C$ 부근에서 나타나 우수한 열적 성질을 보여주었다.
본 연구는 시멘트 혼화용 폴리머를 스티렌과 부틸 아크릴레이트를 단량체로 이용하여 유화제의 첨가량을 달리하여 합성제조하고 제조된 폴리머를 시멘트 모르타르에 혼입하여 그 특성을 파악함으로써 시멘트 혼화용으로써의 사용가능성을 확인하고자 하는 기초적 실험이다. 유화제 첨가량과 단량체비를 달리하여 스티렌-부틸 아크릴레이트(styrene/butyl acrylate)계 폴리머 시멘트 모르타르의 특성은 물-시멘트 비, 공기량, 강도, 방수성 및 염화물 이온 침투저항성을 측정하여 그 특성을 파악하고자 하였다. 연구 결과 보통 시멘트 모르타르에 비해 유화제의 첨가량이 6%일 때, S/BA의 단량체비가 60:40일 때 우수한 강도특성을 나타냈으며, 방수성과 염화물 이온 침투 저항성에서는 유화제의 첨가량과 단량체비보다는 폴리머-시멘트 비에 의해 크게 개선되는 것을 알 수 있었다. 따라서 S/BA를 시멘트 혼화용으로 혼입한 폴리머 시멘트 모르타르의 현장적용이 가능할 것으로 판단되었다.
육송 미송 포플라 등 국산 연질 목재에 단량체 또는 단량체 혼합물을 촉매와 함께 침투시키고 열중합함에 있어서 시간에 따르는 중합율을 구하고 이것을 방사선 중합으로 WPC를 제조할 때 얻은 간과 비교 검토하여 다음과 같은 결론을 얻었다. (1) 중합율로 보아서는 육송, 미송이 포플라보다 좋으며 M.M.A.가 다른 단량체보다 효과적이다. (2) 비닐아세테이트는 일반적으로 열중합에 의한 중합율이 저조한 편이며 특히 포플라에 침투된 경우 매우 낮아 W.P.C.를 만들기 곤란하다. 그러나 비닐아세테이트와 M.M.A.를 같이 침투시키면 나무종류나 중합방법에 별 관계없이 매우 빨리 중합하여 가장 효과적이다. (3) 나무에 침투된 단량체나 단량체 혼합물의 중합의 경향은 나무가 많은량의 수지를 함유하지 않는다면 중합방법에 관계없이 단량체나 단량체 혼합물 자체만일때의 중합의 경향과 같다.
소수성 고분자 재료 표면의 친수화 처리 및 기능성 작용기 도입은 재료의 응용성을 상당히 확장할 수가 있기 때문에 중요성이 인지되고 있다. 본 연구에서는 기상 UV 그라프트 반응(vapor phase photografting)에 의해 서로 다른 이온성을 가지는 비닐계 단량체들을 PE 표면에 도입하여 표면 친수성을 향상시켰다. 이를 위해 acrylic acid(음이온성), acrylamide(중성), allylalcohol(중성), allylamine(양이온성) N,N-dimethyl aminopropyl acrylamide(양이온성) 등 서로 다른 기능성 작용기를 갖는 친수성 단량체들을 본 실험실에서 고안한 기상 UV 그라프트 반응장치를 이용하여 기체상태에서 PE 표면에 도입하였다. 이들 단량체들이 도입된 PE 표면을 물 접촉각 측정과 ATR-FTIR을 이용하여 분석한 결과, 각 기능성 단량체들이 효과적으로 PE 표면에 그라프트되어 표면의 친수성이 향상되었음을 확인할 수 있었다. 본 연구에 사용한 기상 UV 그라프트 반응은 고분자 표면에 다양한 작용기를 도입하여 표면을 개질할 수 있는 효과적인 방법으로 생각되어진다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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