아크릴계 고분자에 의한 PU접착제의 소수성 표면에 대한 접착성향상

소개글

아크릴계 고분자에 의한 PU접착제의 소수성 표면에 대한 접착성향상에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 접착제와접착의 정의

2. 접착제의 분류

3. 폴리우레탄

4. 아크릴 수지

본문내용

ylmethacrylate의 -OH기를 이용한 방법
① Stearyl methacrylate를 0.03mol(10.14g)을 100㎖ 둥근 플라스크에 넣는다.
② 2-Hydroxycthyl methacrylate를 0.001mol(0.13g)을 넣는다.
③ Butyl acrylate를 0.033mol(4.26g)을 넣는다.
④ Methyl methacrylate를 0.006mol(0.6g)을 넣는다.
⑤ 용매(Ethyl acetate)를 15.13g 을 넣는다.
⑥ 촉매(AIBN) 0.0246g 을 넣는다.
⑦ 이 반응 플라스크를 70℃ oil bath에 넣고 20h 반응시킨다.
(2) glycidyl methacrylate의 에폭시기를 이용한 방법
① Stearyl methacrylate를 0.03mol(10.14g)을 100㎖ 둥근 플라스크에 넣는다.
② Butyl acrylate를 0.033mol(4.26g)을 넣는다
③ Mthyl methacrylate를 0.006mol(0.6g)을 넣는다
④ glycidyl methacrylate를 0.003mol(0.42g)을 넣는다.
⑤ 용매(Ethyl acetate)를 3㎖을 넣는다.
⑥ 촉매(AIBN) 0.0246g)을 넣는다.
⑦ 이 반응 플라스크를 70℃ oil bath에 넣고 20h 반응시킨다.
(3) maleic anhydride를 이용한 방법
① Stearyl methacrylate를 0.03mol(10.14g)을 100㎖ 둥근 플라스에 넣는다.
② Butyl acrylate를 0.033mol(4.26g)을 넣는다
③ Mthyl methacrylate를 0.006mol(0.6g)을 넣는다
④ Maleic anhydride를 0.003mol(0.294g)을 넣는다.
⑤ 용매(Ethyl acetate)를 3㎖을 넣는다.
⑥ 촉매(AIBN) 0.0246g)을 넣는다.
⑦ 이 반응 플라스크를 70℃ oil bath에 넣고 20h 반응시킨다.
3. 분석도
1) 점도 측정자료
Sample 종류
Viscocity(cP)
Sample 16
SA/BA/MMA/2-HEMA
3/3.3/0.6/0.1
1,518(100rpm)
Sample 17
SA/BA/MMA/2-HEMA
3/3.3/0.6/0.2
100rpm은 측정 불가
7,964(50rpm)
Sample 20
SA/BA/MMA/GMA
3/3.3/0.6/0.3
4,980(100rpm)
Sample 21
SA/BA/MMA/GMA
3/3.3/0.6/0.6
100, 50rpm은 측정불가
22,000(20rpm)
Sample 30
SA/BA/MMA/MH
3/3.3/0.6/0.3
100, 50rpm은 측정불가
10,680(20rpm)
Sample 32
SA/BA/MMA/MH
3/3.3/0.6/0.15
100rpm은 측정 불가
3,288(50rpm)
2) TGA 측정자료
<그림1> Sample-16 TGA 그래프 <그림2> Sample-17 TGA 그래프
<그림3> Sample-20의 TGA 그래프 <그림4> Sample-21의 TGA 그래프
<그림5> Sample-30의 TGA 그래프 <그림6> Sample-32의 TGA 그래프
3) DSC 측정자료
<그림7> Sample-16 DSC 그래프 <그림8> Sample-17 DSC 그래프
<그림9> Sample-20의 DSC 그래프 <그림10> Sample-21의 DSC 그래프
<그림11> Sample-30의 DSC 그래프 <그림12> Sample-32의 DSC 그래프
III. 결론
이번 연구의 접착제의 용도가 자동차용으로 개발하였다. 자동차의 내장재의 비극성인 폴리프로필렌과 극성인 면을 접착시키기 위함이었다. 하지만 아크릴계 접착제와 PU접착제를 가교화 함으로써 접착력을 높이는데는 성공했지만, 무엇보다도 극성과 비극성의 조화를 이루어 접착시키기란 쉽지가 않았다. 극성과 비극성을 함께 접착시켜야 하기 때문에 PU의 -OH기를 이용하고 비극성을 접착시키기 위해서 아크릴계의 긴 탄소 사슬을 이용하였다. 그러나 긴 탄소 사슬 때문에 Tg 값이 낮아서 끈적거림이 발생하게 되었다. 이를 극복하기 위해서 다른 첨가제를 섞어 끈적거림을 방지 할 수밖에 없다고 결론을 내렸다. 위의 연구과정 중 첫 번째 과정은 pp표면에 바로 접착하는 1핵형 접착제를 개발하는 과정이었는데 극성과 비극성의 조화, Tg와 접착력의 관계 등으로 우리가 원하는 접착력에는 한계에 이런 것으로 판단되어 다른 두 번째 과정으로 넘어갔다. 두 번째의 과정은 아크릴 첨가제를 개발하는 것으로 목표로 하고 아크릴 고분자를 합성한 후 우레탄 접착제와 섞어 가교 반응을 이용하는 2핵형 접착제를 개발하는 방법이다. 이 방법은 앞의 첫 번째 과정보다 더 좋은 접착력을 얻을 수 있었는데 이것은 아크릴 고분자중 탄소 사슬이 긴 모노머를 사용하였기 때문에 Tg값이 나아져서 상온에서 고체가 되지 않는 것이 문제가 되었는데 우레탄 접착제가 첨가되면서 가교 반응으로 상온에서 경화되었기 때문에 좋은 접착력을 얻을 수 있었다, 아크릴 첨가제의 첨가비율에 따라 접착력에 조금은 차이가 발생했지만 이 비율을 잘 조절했을 경우에는 상당한 접착력을 나타내었다. 아크릴 첨가제는 비극성에 접착이 되고 우레탄 접착제는 극성에 접착이 비교적 잘 되는 것을 이용하여 가교반응을 사용한 것이 이번 실험에서 주요했고, 향후 Tg값을 더욱더 높일 수 있는 아크릴 고분자의 분자 설계를 통해 Tg값을 높이는데 주력해야 하겠다.
참고문헌
1. Tsung-Tang Hsieh, Kuo-Huang Hsieh, George P. Simon, Carlos Tiu. Interpenetrating polymer networks of 2-hydroxyethyl methacrylate terminated polyurethanes and polyurethanes. polymer. 1998, 40, 3153-3163
1. Hong-Quan Xie, Jun-Shi Guo. Adhesives made from interpenetrating polymer networks for bonding rusted iron without pretreatment.

키워드

아크릴수지,   폴리우레탄,   접착,   접착제