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Polymer(Korea), Vol.28, No.2, 177-184, March, 2004
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알릴 에스터 수지-층상 실리케이트 나노복합재료의 합성과 특성
Synthesis and Characterization of Allyl Ester Resin-Layered Silicate Nanocomposite
팽세웅, 김장엽, 허완수, 조길원1, 이상원†
  • 숭실대학교 환경화학공학과
  • 1포항공대 화학공학과
Se-Woong Paeng, Jang Yup Kim, Wansoo Huh, Kilwon Cho1, and Sang-Won Lee†
  • Department of Chemical & Environmental Engineering, Soongsil University, 1-1, Sangdo-dong, Dongjak-gu, Seoul 156-743, Korea
  • 1Department of Chemical Engineering, Pohang Institute of Science and Technology, San31, Hyoja-dong, Nam-gu, Pohang 790-784, Korea
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초록
고분자-점토 나노복합재는 적은 양의 점토 함유만으로도 물리적, 기계적 특성 등의 물성 증대 효과를 기대할 수 있다. 고분자-점토 나노복합재의 일반적인 제조방법으로는 층간 삽입법과 직접 중합법으로 나눌수 있다. 본 연구에서는 디알릴테레프탈레이트와 1,3-부탄디올을 단량체로 하여 알릴 에스터 예비 중합체를 합성하고, 점토를 이용하여 층간 삽입법과 직접 중합법으로 나노복합재를 제조하여 점토의 함량, 경화조건, 점토의 혼합 방법에 따른 특성을 분석하였다. 실리케이트 층간 거리는, 30B-점토를 이용하여 직접 중합법으로 제조하였을 때, 40 Å 이상으로 가장 넓게 나타났다. 이는 유기화제의 작용기 (-OH)와 단량체가 실리케이트의 층 사이에서 에스터 교환 반응을 일으켜, 층간 거리가 증가하였기 때문이다. 또한 기계적 특성과 열적 특성 확인으로 점토의 분산 정도가 복합재의 물성 향상의 중요한 인자임을 확인할 수 있었다.
Polymer-clay nanocomposite containing the low amounts of clay shows improved physical, mechanical properties. In this study, allyl ester prepolymer was synthesised by reactions of the diallyl terephthalate monomers and the 1,3-butanediol monomers. Nanocomposites of allyl ester prepolymer and the two kinds of the organically layered silicate were prepared by using the intercalation method as well as the in-situ polymerization method using. By varying the amount of clay content, curing conditions, and feeding conditions, the nanocomposite was studied using X-ray diffraction. From XRD results, allyl ester Cloisite 30 B nanocomposite made by the in-situ polymerization method shows better exfoliation behavior compared with the intercalation method. It can be said that the transesterification reaction between functional groups (-OH) of intercalant and monomers results in the increased gallery distance. Also mechanical and thermal properties indicate that the dispersity of clay is an important factor for improving physical properties of the nanocomposite.
Keywords:nanocomposite;allyl ester resin;in-situ polymerization;exfoliation;intercalation
  1. Seferis TJC, An Overview in Composite Systems From Natural and Synthetic Polymers, Elsevier Science B.V., Amsterdam (1986)
  2. Usuki A, Kawasumi M, Kojima Y, Okada A, Kurauchi T, Kamigaito O, J. Mater. Res., 8, 1174 (1993)
  3. Yano K, Usuki A, Okada A, Karauchi T, Kamigaito O, J. Polym. Sci. A: Polym. Chem., 31, 2493 (1993) 
  4. Giannelis EP, Adv. Mater., 8, 29 (1996) 
  5. Messersmith PB, Giannelis EP, Chem. Mater., 6, 1719 (1994) 
  6. Lyu SG, Park DY, Kim YS, Lee YC, Sur GS, Polym.(Korea), 26(3), 375 (2002)
  7. Wang Z, Pinnavaia TJ, Chem. Mater., 10, 1820 (1998) 
  8. Theng BKG, Formation and Properties of Clay-Complexes, Elsevier Scientific, New York, p. 3 (1979)
  9. Wang MS, Pinnavaia TJ, Chem. Mater., 6, 468 (1994) 
  10. Ko MB, Kim J, Polym. Sci. Technol., 10(4), 451 (1999)
  11. Vaia RA, Ishii H, Giannelis EP, Chem. Mater., 5, 1694 (1993) 
  12. Lan T, Kaviratna PD, Pinnavaia TJ, Chem. Mater., 7, 2144 (1995) 
  13. Krishnamoorti R, Vaia RA, Giannelis EP, Chem. Mater., 8, 1728 (1996) 
  14. Shildknecht CE, Allyl Compound and Their Polymers, John Wiley & Sons, New York, Chapter 11 and 12 (1973)
  15. Whelan T, Goff J, Molding of Thermosetting Plastics, Van Nostrand Reinhold, New York, p. 26 (1990)