| 학회 | 한국고분자학회 |
| 학술대회 | 2004년 가을 (10/08 ~ 10/09, 경북대학교) |
| 권호 | 29권 2호, p.600 |
| 발표분야 | 기능성 고분자 |
| 제목 | Synthesis of Cyclotriphosphazene Derivatives for Flame Retardants |
| 초록 | 고분자의 첨가제 중에서 난연제의 중요성은 점점 더 커지고 있다. 지금까지의 난연제의 흐름을 살펴보면 그 동안 할로겐 화합물들이 시장의 중심에 있었지만 많은 환경단체들이 탈 할로겐을 주장하고 있으므로 언젠가는 비 할로겐 난연제들이 시장의 중심에 서게 되리라고 생각된다. 또한 난연제는 적게 쓸수록 본래의 고분자의 물성에 유리하므로 적은 양으로 보다 강력한 난연성을 나타내는 난연제의 탄생을 고분자를 다루는 많은 사람들이 원하고 있다. 본 연구의 목적은 cyclotriphosphazene으로부터 여러 가지 화합물들을 합성하여, 이들의 고분자에 대한 난연제로서 이용 가능성을 살펴보는 것이다. Hexachlorocyclotriphosphazene에 bisphenol A, bisphenol S, resorcinol, hydroquinone, catechol, phenol 등을 반응 시켜 여러 가지 화합물들을 합성하여 이들이 각각 어떤 고분자에 난연제로 적당한지 살펴보았으며, 고분자 난연제의 경우 난연제의 분자량과 난연성과는 어떤 관계가 있는지도 살펴보았다. 난연성의 측정은 UL 94, limiting oxygen index(LOI) 등을 이용하였으며, 이렇게 합성된 난연제들의 열적 성질을 thermogravimetric analysis (TGA)를 이용하여 측정해 보았다. 난연제의 합성 방법은 bisphenol A와 bisphenol S의 경우에는 sodium phenoxide 형태의 화합물을 만들어 시도하였으며 resorcinol, hydroquinone, catechol의 경우에는 pyridine과 같은 염기를 사용하여 실시하였다. 첫번째 방법이 분자량이나 분자량 분포에 있어 우수하였으며 두번째 방법은 분자량 분포폭이 상당히 넓은 고분자가 합성되었다. 이 두 방법의 TGA 결과를 비교해 보면 첫번째 방법의 경우 비교적 높은 온도에서 아주 급격한 변화를 보이는 반면에 두번째 방법의 경우는 비교적 낮은 온도에서부터 완만한 변화를 보여 준다. Hexachlorocyclotriphosphazene에 bisphenol A와 phenol을 반응시키는 경우에는 bisphenol A와 phenol의 비를 조절하여 분자량이 낮은 것으로부터 아주 높은 것까지 합성하였으며, 합성한 고분자의 구조도 linear한 것에서부터 가교결합을 갖는 것까지 모두를 합성하였다. 이렇게 합성한 화합물을 ABS 수지, nylon 6, PBT [poly(butylene terephthalate)] 등의 고분자에 난연제로 사용하여 보았다. 우선 고분자와 난연제의 compatibility의 정도를 살펴보았으며, 그리고 성형 온도나 성형 조건에서의 열적 안정성을 살펴보았다. 또한 난연제가 고분자의 물성에 어떤 영향을 주는가도 살펴보았으며 이 난연제들이 어떤 메커니즘으로 난연성을 나타내는 가도 살펴보았다. 어떤 한 고분자에 있어서 난연제가 최적의 성능을 발휘하기 위해서는 선택된 난연제가 그 고분자와 얼마나 잘 섞이는가가 매우 중요하다. 그러므로 난연제의 분자량을 조절하는 것은 매우 중요하다. 따라서 이 연구에서는 단분자 형태의 난연제도 같이 검토 되었는데 단분자형 난연제로는 tris(phenylene-1,2-dioxy)cyclotriphosphazene을 합성하여 사용하여 보았다. 이 화합물은 hexachlorocyclotriphosphazene과 catechol로부터 합성하였다. 참고문헌 1. H. Horacek and S. Pieh, Polym. Int., 49, 1106 (2000). 2. Q. Wu, J. Lu, and B. Qu, Polym. Int., 52, 1326 (2003). 3. H. R. Allcock, Chem Mater., 6, 1476 (1994). 4. E. D. Weil and N. G. Patel, Fire Mater, 18, 1 (1994). 5. H. R. Allcock, Phosphorus-Nitrogen Compounds, Academic Press, New York (1972). 6. W. Zhu, E. D. Weil, and S. Mukhopadhyay, J. Appl. Polym. Sci., 62, 2267 (1996). |
| 저자 | 김해영, 지영존, 신명옥, 신재섭 |
| 소속 | 충북대 |
| 키워드 | cyclotriphosphazene; flame retardant |
