아크릴산부틸과 초산비닐 공중합체의 에멀젼 중합에 관한 연구

[카리]

에멀젼상 고분자는 피혁, 각종 코팅제, 부직포, 페인트, 접착제, 인쇄, 섬유 등의 여러 산업 분야에 응용이 가능하다. 특히 PVAc 라텍스는 유리전이온도가 낮기 때문에 페인트, 목재용이나 종이용 접착제 및 수지가공제 등으로 사용되고 있다. 제조법으로 용액중합과 유화중합법에 있으나, 유화중합법을 주로 사용한다. 유화중합법은 물을 분산매로 한 고분자를 제조하기 위한 실용적인 기술이지만 유화제, 이온성 개시제 등과 같은 첨가제가 고분자 본래의 특성을 저하시키는 감수성 성분이 존재하게 된다. 따라서 이러한 기존 유화중합법의 결점이 보완된 새로운 에멀젼 방법으로서, 폴리비닐알코올과 같은 보호콜로이드를 응용하거나, 기존 이온성 개시제 대신에 유기과산화물을 사용하는 등의 유화제를 사용하지 않는 유화중합에 대한 기술이 연구되고 있다. 이러한 방법은 기존 공정에 비해 콜로이드 안정도의 증가 및 여러 매트릭스에 대한 부착력 향상 등이 있다. 본 연구에는 유화제 대신 PVA를 보호콜로이드로 하여 과황산칼륨을 촉매로 초산비닐과 아크릴산부틸을 공중합시켰으며 탄성과 강도가 우수한 형태의 내부가소화된 라텍스를 제조함으로써 다음과 같은 결론을 얻었다.
PVAc-PBA 공중합체 에멀젼은 15 wt%/단량체 PVA-217 농도, 단량체비에서 VAc를 95 wt%/단량체, BA를 5 wt%/단량체 그리고 0.7 wt%/단량체의 농도의 과황산칼륨으로 공중합 것이 응집물의 생성이 거의 없고 전환율(%)이 우수하고 물성이 PVAc 균일 중합체 보다 우수한 PVAc-PBA 공중합체를 얻을 수 있었다. 초산비닐과 아크릴산부틸 공중합체 제조에서 초산비닐과 아크릴산부틸 공중합시, PVA가 중합되는 PVAc-PBA 공중합체 입자를 안정화함으로써 PVA가 많을수록 전환율이 빠르고, 입자가 안정화되어 기계적 안정성이 증가되었고, 입자수는 증가하는 반면 평균 입자경이 감소함을 알 수 있었다. 그리고 합성한 공중합체 라텍스의 필름특성을 확인하기 위해 최저필름형성온도(Minimum Film Formation Temperature; MFFT)를 측정한 결과 아크릴산부틸의 함량이 증가할수록 MFFT가 낮아짐을 알 수 있었고, 시차주사열량분석(DSC)에 의해서 아크릴산부틸의 함량이 증가할수록 T_(g)가 낮아짐을 알 수 있었다. 또한 투과전자현미경(TEM) 측정에 의하여 입자 표면의 특성과, 겔 투과 크로마토그래피(GPC) 측정에 의한 분자량 특성, 인장강도 측정 등을 통해 공중합체의 특성을 확인할 수 있었다.

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[봉순이]

자료 감사합니다.