KR101696302B1 - 퓨란기를 포함하는 알코올 화합물, 폴리우레탄 화합물 및 이를 포함하는 열가역적 가교결합을 포함하는 고분자 화합물 - Google Patents

퓨란기를 포함하는 알코올 화합물, 폴리우레탄 화합물 및 이를 포함하는 열가역적 가교결합을 포함하는 고분자 화합물 Download PDF

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Abstract

자가치유가 가능한 열가역적 고분자수지를 얻을 수 있는 퓨란기를 포함하는 알코올 화합물, 폴리우레탄 화합물 및 이를 포함하는 열가역적 가교결합을 포함하는 고분자 화합물이 제공된다. 본 발명에 따른 퓨란기를 포함하는 알코올 화합물은 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 1,2-부틸렌 카보네이트 및 글리세린 카보네이트 중 적어도 어느 하나의 알킬렌 카보네이트 화합물 및 푸르푸릴 아민 화합물을 반응시켜 형성된다.

Description

퓨란기를 포함하는 알코올 화합물, 폴리우레탄 화합물 및 이를 포함하는 열가역적 가교결합을 포함하는 고분자 화합물{Alcohol compound comprising furane, polyurethane compound and thermoreversibly-crosslinked polymer compound}
본 발명은 퓨란기를 포함하는 알코올 화합물, 폴리우레탄 화합물 및 이를 포함하는 열가역적 가교결합을 포함하는 고분자 화합물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자가치유가 가능한 열가역적 열경화수지를 얻을 수 있는 퓨란기를 포함하는 알코올 화합물, 폴리우레탄 화합물 및 이를 포함하는 열가역적 가교결합을 포함하는 고분자 화합물에 관한 것이다.
열경화성 수지는 열을 가하면 가교 형성이 진행되면서 입체적인 그물모양 구조를 형성하므로, 큰 응력을 가해도 변형되지 않고 용제에도 녹지 않으며 또 다시 가열하여도 녹지 않게 된다. 종류에 따라서는 열을 가하면 어느 정도 물러지거나 강도가 떨어지는 것도 있지만, 대부분은 잔해를 남기면서 분해된다.
따라서, 열경화성 수지는 일반적으로 내열성, 내용제성, 내약품성, 기계적 성질, 전기절연성이 좋으며, 충전제를 넣어 강인한 성형물을 만들 수가 있다. 또 고강도 섬유와 조합하여 섬유강화플라스틱을 제조하는 데에도 사용된다.
열경화성 수지는 우수한 기계적 강도를 이용하여 제품의 외부 충격이나 스크래치등을 방지하기 위하여 보호필름이나 코팅필름으로 사용된다. 또는, 접착제 중 접착성능의 강화를 위하여 열경화수지를 사용하는 경우 소정시간 가열하여 열경화를 수행하고 완전히 경화가 이루어지게 되어 접착대상물이 완전히 접착되도록 할 수 있다. 이 경우 높은 밀도의 가교 결합에 의해 고온 안정성 및 높은 신뢰성을 나타내게 되는 반면 유연성이 작은 단점이 있다.
열경화성 수지 접착제의 경우, 고온에서 완전이 경화되어 접착되므로 공정 중 불량이 발생하게 된다거나, 제품 사용시 고장이 나는 경우에는 접착력이 높아 부품분리 등이 불가능하여 리워크를 할 수 없는 한계가 있다. 또한, 열경화성 수지 보호필름이나 코팅필름의 경우에도 기계적 한계를 초과하는 물리적 충격에 의하여 외부에 파손이 발생하거나 하면 제거하여야 하는데 그 어려움이 크고, 제거된 보호필름이나 코팅필름은 경화된 상태이므로 재사용이 불가능하여 폐기하여야 한다.
이러한 여러 문제점을 해결하기 위하여 열가역적 성질을 이용한 열경화성 수지가 제안되었다. 열가역적 열경화수지는 경화된 후에 열을 가하면 원래 상태인 프리폴리머(freepolymer)나 모노머로 되돌아올 수 있어, 파손된 부분을 다시 성형할 수 있게 되거나 접착력이 감소하여 접착대상물을 분리할 수 있게 된다. 이는 열가역적 폴리머가 주쇄나 측쇄에 열가역적 가교결합을 가지고 있어 가열에 따라 가교결합이 풀리게 되고, 다시 냉각하면 가교결합이 되기 때문이다.
이러한 물성에 따라 열가역적 열경화수지는 제품 제조시나 제품을 사용하면서 열을 가해 쉽게 가교결합을 분해할 수 있어 재성형이나 재활용이 가능하다. 따라서, 열가역적 열경화수지는 환경 친화적인 제품 제작이나 리워크성이 뛰어난 제품이나 부품접착에 적합하다. 또한, 열가역적 폴리머를 코팅제 및 필름 소재로 활용 시 열처리를 통하여 자가 치유 가능한 소재로 각광받고 있다.
따라서, 이렇게 리워크성이 뛰어나고 자가치유성을 나타내는 열가역적 열경화수지에 대한 기술개발이 요청되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 자가치유가 가능한 열가역적 열경화수지를 얻을 수 있는 퓨란기를 포함하는 알코올 화합물, 폴리우레탄 화합물 및 이를 포함하는 열가역적 가교결합을 포함하는 고분자 화합물을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 퓨란기를 포함하는 알코올 화합물은 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 1,2-부틸렌 카보네이트 및 글리세린 카보네이트 중 적어도 어느 하나의 알킬렌 카보네이트 화합물 및 푸르푸릴 아민 화합물을 반응시켜 형성된 화합물이다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 퓨란기를 포함하는 알코올 화합물, 이소시아네이트 화합물 및 폴리올을 중합시켜 형성된 폴리우레탄 화합물으로서, 폴리올은 주쇄로 형성되고, 퓨란기를 포함하는 알코올 화합물은 측쇄로 형성되는 퓨란기를 포함하는 폴리우레탄 화합물이 제공된다.
이 때, 이소시아네이트 화합물은 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트(4,4'-Diphenylmethane diisocyanate, MDI), 2,4-톨루엔 디이소시아네이트(2,4-Toluene diisocyanate, TDI), 2,6-톨루엔 디이소시아네이트(2,6-Toluene diisocyanate, TDI), 4,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트(4,4'-Dicyclohexylmethane diisocyanate, H12MDI), 1,4-시클로헥산 디이소시아네이트(1,4-Cyclohexane diisocyanate, CHDI), 이소포론 디이소시아네이트(Isophorone diisocyanate, IPDI), 테트라메틸-1,3-크실렌 디이소시아네이트(Tetramethyl-1,3-xylene diisocyanate, TMXDI), 디메릴 디이소시아네이트(Dimeryl diisocyanate, DDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Hexamethylene diisocyanate, HDI), 1,1,6,6-테트라하이드로퍼플루오로-헥사메틸렌 디이소시아네이트(1,1,6,6,-Tetrahydroperfluoro-hexamethylene diisocyanate, THFDI) 및 디이소시아네이트 삼량체인 HDI-삼량체(HDI-trimer) 및 IPDI-삼량체(IPDI-trimer) 중 적어도 하나일 수 있다.
본 발명의 또다른 측면에 따르면, 글리세린 카보네이트 및 디이소시아네이트 삼량체가 반응하여 형성된 우레탄 프리폴리머 및 푸르푸릴 아민 화합물을 반응시켜 형성된 퓨란기를 포함하는 폴리우레탄 화합물이 제공된다.
본 발명의 또다른 측면에 따르면, 퓨란기를 포함하는 폴리우레탄 화합물을 포함하고, 퓨란기를 포함하는 폴리우레탄 화합물이 딜스-알더반응(Diels-alder reaction)에 의해 열가역적 가교결합이 형성되는 열가역적 가교결합을 포함하는 고분자 화합물이 제공된다. 열가역적 가교결합을 포함하는 고분자 화합물은 다관능 말레이미드 화합물을 더 포함할 수 있는데, 다관능 말레이미드 화합물은 1,1-(메틸렌디-4,1-페닐렌)비스말레이미드(1,1-(Methylenedi-4,1-phenylene)bismaleimide, BMI), 1,4-디(말레이미도)부탄(1,4-Di(maleimido)butane), N,N-(1,3-페닐렌)디말레이미드(N,N-(1,3-Phenylene)dimaleimide), N,N-(1,4-페닐렌)디말레이미드(N,N-(1,4-Phenylene)dimaleimide, 및 N,N-(o-페닐렌)디말레이미드(N,N-(o-Phenylene)dimaleimide) 중 적어도 어느 하나의 화합물일 수 있다.
본 발명의 또다른 측면에 따르면, 열가역적 가교결합을 포함하는 고분자 화합물을 포함하는 열가역적 필름이 제공된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 가역적으로 가교결합이 가능하여 다양한 분야, 특히 제거가능한 접착제 또는 자가치유가능한 고분자 수지필름이나 코팅제 등에 이용가능한 열가역적 폴리머를 간단한 공정으로 저비용의 원재료들을 이용하여 제조할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 실시형태를 설명한다.
본 발명의 일측면에 따르면, 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 1,2-부틸렌 카보네이트 및 글리세린 카보네이트 중 적어도 어느 하나의 알킬렌 카보네이트 화합물 및 푸르푸릴 아민 화합물을 반응시켜 형성된 화합물인 퓨란기를 포함하는 알코올 화합물이 제공된다.
본 발명에서는 퓨란기를 포함하는 알코올 화합물을 합성하고, 이를 이용하여 퓨란기를 포함하는 폴리우레탄 화합물을 합성한다. 퓨란기를 포함하는 폴리우레탄은 열가역적 가교결합을 포함하는 고분자 화합물에 이용되는데, 퓨란기로 인하여 딜스-알더반응(Diels-alder reaction)이 가능하게 되기 때문에다. 본 발명에서 "열가역적 가교결합"의 의미는 가열에 의해 가교결합이 형성되되, 이보다 더 높은 온도로 가열하면 결합된 가교가 끊어지게 되어 열에 의해 가역적인 결합을 의미한다.
이러한 반응은 비교적 저온에서 일어나 가교결합을 형성하게 되고 가열하면 가교결합이 끊어지게 된다. 일반적으로 가교결합은 50℃ 내지 70℃에서 형성되고, 100℃ 내지 120℃에서 가교결합이 끊어질 수 있다. 이렇게 열가역적 가교결합의 결합 및 분해는 본 발명에서 합성한 퓨란기를 포함하는 알코올 화합물의 퓨란기에 의해 결합이 가능한 것이다.
본 발명에 따른 퓨란기를 포함하는 알코올 화합물은 이하의 화학식 1로 표시되는 알킬렌 카보네이트 화합물을 이하의 화학식 2로 표시되는 푸르푸릴 아민 화합물과 반응시켜 얻을 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112015074624058-pat00001
식 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 메틸 또는 메탄올이다.
여기서, R1 및 R2가 모두 수소인 경우 에틸렌 카보네이트이고, R1 및 R2 중 어느 하나는 수소이고, 나머지는 메틸인 경우 프로필렌 카보네이트이며, R1 및 R2가 모두 메틸인 경우 1,2-부틸렌 카보네이트이다. 그리고, R1 및 R2 중 어느 하나는 수소이고, 나머지는 메탄올인 경우 글리세린 카보네이트이다.
[화학식 2]
Figure 112015074624058-pat00002
화학식 2로 표시되는 푸르푸릴 아민 화합물은 푸르푸릴(furfuryl)기 및 아민기를 모두 포함하는 화합물이다.
본 발명에 따른 푸란기를 포함하는 알코올 화합물은 알킬렌 카보네이트와 푸르푸릴 아민 화합물이 반응하여 푸르푸릴 아민 화합물의 아민기와 알킬렌 카보네이트의 C=O결합이 반응하여 알킬렌 카보네이트의 개환반응이 일어나 합성된다.
본 발명에 따른 퓨란기를 포함하는 알코올 화합물은 히드록시기가 1개인 모노올(monol) 화합물, 히드록시기가 2개인 디올(diol)화합물 및 히드록시기가 3개인 퓨란 트리머(furane trimer)화합물로 각각 합성될 수 있다.
먼저, 모노올(monol) 화합물은 다음의 반응식 1과 같이 합성된다.
[반응식 1]
Figure 112015074624058-pat00003
식 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 또는 메틸이다.
즉, 모노올 화합물은 알킬렌 카보네이트의 C=O결합이 끊어지고, 푸르푸릴 아민 화합물의 NH2기와 반응하여 다음과 같은 모노올 화합물이 얻어지게 된다.
[화학식 3]
Figure 112015074624058-pat00004
식 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 또는 메틸이다.
즉, 모노올 화합물은 히드록시기, 퓨란기 및 우레탄기를 모두 포함하는 화합물로서, 퓨란기는 추후 열가역적 가교결합을 위하여 존재한다.
본 발명에 따른 퓨란기를 포함하는 알코올 화합물 중 디올 화합물은 글리세린 카보네이트 및 푸르푸릴 아민 화합물의 반응으로 다음의 반응식 2와 같이 합성된다.
[반응식 2]
Figure 112015074624058-pat00005
즉, 디올 화합물은 글리세린 카보네이트의 C=O결합이 끊어지고, 푸르푸릴 아민 화합물의 NH2기와 반응하여 다음 화학식 4 및 화학식 5로 표시되는 2가지 형태의 디올 화합물이 얻어지게 된다.
[화학식 4]
Figure 112015074624058-pat00006
[화학식 5]
Figure 112015074624058-pat00007
디올 화합물은 끊어지는 C=O결합의 위치에 따라 화학식 4 및 화학식 5 중 어느 쪽으로든 존재할 수 있으므로 다음 화학식 6과 같이 표시할 수 있다.
[화학식 6]
Figure 112015074624058-pat00008
마지막으로 히드록시기가 3개인 퓨란 삼량체 화합물은 HDI-삼량체(Hexamethylene diisocyanate-trimer) 및 IPDI-삼량체(Isophorone diisocyanate-trimer)와 같은 삼량체, 예를 들면, 트리이소시아네이트를 먼저 글리세린 카보네이트(1)와 반응시킨 후, 푸르푸릴 아민 화합물(2)과 다시 반응시켜 다음의 반응식 3과 같이 합성된다.
[반응식 3]
Figure 112015074624058-pat00009
식 중, x는 다음 화학식 7 또는 화학식 8로 표시되는 구조이다.
[화학식 7]
Figure 112015074624058-pat00010
[화학식 8]
Figure 112015074624058-pat00011
즉, 퓨란 삼량체 화합물은 다음 화학식 9과 같이 표시되는 화합물일 수있다.
[화학식 9]
Figure 112015074624058-pat00012
식 중, x는 화학식 7 또는 화학식 8로 표시되는 구조이다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 퓨란기를 포함하는 알코올 화합물, 이소시아네이트 화합물 및 폴리올을 중합시켜 형성된 폴리우레탄 화합물으로서, 폴리올은 주쇄로 형성되고, 퓨란기를 포함하는 알코올 화합물은 측쇄로 형성되는 퓨란기를 포함하는 폴리우레탄 화합물이 제공된다.
푸란기를 포함하는 알코올 화합물은 그대로 열가역적 가교결합을 포함하는 화합물에 사용되지 않고, 폴리우레탄을 합성하여 열가역적 가교결합을 포함하는 고분자 화합물로 사용된다.
따라서, 푸란기를 포함하는 알코올 화합물에 이소시아네이트 화합물 및 폴리올을 중합시켜 폴리우레탄을 합성하게 되고, 폴리올은 폴리우레탄의 주쇄이고, 푸란기를 포함하는 알코올 화합물은 측쇄로 형성되어 열가역적 가교결합시 푸란기를 포함하는 알코올 화합물이 사용될 수 있게 한다.
이 때, 본 발명의 폴리우레탄 화합물 제조에 사용될 수 있는 이소시아네이트 화합물은 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트(4,4'-Diphenylmethane diisocyanate, MDI), 2,4-톨루엔 디이소시아네이트(2,4-Toluene diisocyanate, TDI), 2,6-톨루엔 디이소시아네이트(2,6-Toluene diisocyanate, TDI), 4,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트(4,4'-Dicyclohexylmethane diisocyanate, H12MDI), 1,4-시클로헥산 디이소시아네이트(1,4-Cyclohexane diisocyanate, CHDI), 이소포론 디이소시아네이트(Isophorone diisocyanate, IPDI), 테트라메틸-1,3-크실렌 디이소시아네이트(Tetramethyl-1,3-xylene diisocyanate, TMXDI), 디메릴 디이소시아네이트(Dimeryl diisocyanate, DDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Hexamethylene diisocyanate, HDI), 1,1,6,6-테트라하이드로퍼플루오로-헥사메틸렌 디이소시아네이트(1,1,6,6,-Tetrahydroperfluoro-hexamethylene diisocyanate, THFDI) 및 디이소시아네이트 삼량체인 HDI-삼량체(HDI-trimer) 및 IPDI-삼량체(IPDI-trimer) 중 적어도 하나일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
폴리올의 경우에도 폴리우레탄 화합물의 주쇄를 이룰 수 있는 히드록시기를 갖는 폴리머이면 제한없이 사용될 수 있다.
이하, 모노올 화합물, 디올 화합물 및 퓨란 삼량체 화합물로 폴리우레탄 화합물을 제조실시예를 들어 설명하기로 한다.
먼저, 퓨란기를 포함하는 모노올 화합물을 이용한 폴리우레탄 화합물은 모노올 화합물을 NCO로 말단이 캡핑(capping)된 프리폴리머 또는 디이소시아네이트 유도체와 반응시켜 제조할 수 있는데, 다음의 반응식 4와 같이 합성된다.
[반응식 4]
Figure 112015074624058-pat00013
식 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 또는 메틸이고, P는 폴리우레탄 사슬이 주쇄로 연결된 것을 나타낸다.
이에 따라, 폴리올의 고분자 사슬이 주쇄가 되고, 측쇄로 퓨란기를 포함하는 화학식 3의 모노올 화합물이 결합되게 된다.
또는 퓨란기를 포함하는 모노올 화합물을 이용한 폴리우레탄 화합물은 모노올 화합물을 HDI 삼량체나 IPDI 삼량체와 반응시켜 얻을 수 있는데, 다음의 반응식 5와 같이 합성될 수 있다.
[반응식 5]
Figure 112015074624058-pat00014
식 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 또는 메틸이고, x는 화학식 7 또는 화학식 8로 표시되는 구조이다.
그리고, 퓨란기를 포함하는 디올 화합물을 이용한 폴리우레탄 화합물은 디올 화합물을 디이소시아네이트와 폴리올과 반응시키거나 디올 화합물을 NCO로 캡핑된 프리폴리머와 반응시켜 얻을 수 있는데, 다음의 반응식 6와 같이 합성된다.
[반응식 6]
Figure 112015074624058-pat00015
식 중, P는 폴리우레탄 사슬이 주쇄로 연결된 것을 나타내고, n은 1 내지 1000 사이의 정수이다.
전술한 바와 같이 제조된 퓨란기를 갖는 폴리우레탄은 열가역적 가교결합을 갖도록 하여 열가역적 필름으로 사용될 수 있다.
열가역적 가교결합을 포함하는 고분자 화합물은 퓨란기가 달린 폴리우레탄을 이용하여 열가역적 가교결합을 형성하는데, 예를 들면, 열가역적 가교결합을 포함하는 고분자 화합물은 퓨란기를 포함하는 폴리우레탄 화합물이 딜스-알더반응(Diels-alder reaction)에 의해 열가역적 가교결합이 형성될 수 있다. 딜스-알더반응은 공역디엔과 디에노필(dienophile)이 열에 의해 1,4-부가환화되어 시클로헥사모노엔유도체를 생성하는 것으로서, 퓨란기의 공역디엔과 말레이미드 화합물과 같은 다른 화합물의 디에노필 기가 반응하여 가교결합이 형성될 수 있는 것이다.
따라서, 열가역적 가교결합을 포함하는 고분자 화합물은 퓨란기와 딜스-알더반응을 할 수 있는 화합물을 더 포함할 수 있는데, 이러한 화합물로는 다관능 말레이미드 화합물이 있다. 다관능 말레이미드 화합물과 퓨란기와의 딜스-알더 반응에 따른 가교결합은 전술한 바와 같이 저온에서 결합되어 열가역적 가교결합을 포함하는 고분자 화합물이 경화되고 약 100℃ 정도의 온도에서 결합이 파괴되어 열가역적 가교결합을 포함하는 고분자 화합물에 유동성이 나타날 수 있다. 따라서, 핫멜트 접착제와 같이 높은 온도가 아닌 비교적 낮은 온도에서도 접착력이 낮아져 리워크성이 우수한 열가역적 가교결합을 포함하는 고분자 화합물인 것이다.
본 발명에서 사용될 수 있는 다관능 말레이미드 화합물은 1,1-(메틸렌디-4,1-페닐렌)비스말레이미드 (1,1-(Methylenedi-4,1-phenylene)bismaleimide, BMI), 1,4-디(말레이미도)부탄(1,4-Di(maleimido)butane), N,N-(1,3-페닐렌)디말레이미드(N,N-(1,3-Phenylene)dimaleimide), N,N-(1,4-페닐렌)디말레이미드(N,N-(1,4-Phenylene)dimaleimide, 및 N,N-(o-페닐렌)디말레이미드(N,N-(o-Phenylene)dimaleimide) 중 적어도 어느 하나의 화합물일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
이러한 열가역적 가교결합을 포함하는 고분자 화합물은 열가역적 기능때문에 리워크가 가능한 열가역적 필름, 예를 들면, 코팅제, 보호필름 또는 접착제로서 유용히 사용될 수 있다. 열가역적 가교결합을 포함하는 고분자 화합물을 포함하는 코팅필름 및 보호필름은 열경화 후 스크래치 등 파손이 일어난 경우, 다시 가열하여 성형할 수 있어 재사용이 가능하다. 또한, 접착필름으로서 사용되는 경우, 열경화로서 접착시킨 후 필요에 따라 다시 가열하여 접착대상물을 서로 분리시켜 부품 재사용이 가능하다.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다.
<실시예>
[모노올 화합물 합성: 합성예 1]
플라스크에 알킬렌 카보네이트 (15mmol)과 푸르푸릴 아민 (15mmol)을 넣고 디뷰틸틴디라우레이트 (0,01g)을 넣고 60℃ 온도에서 2시간동안 반응시킨다.
[디올 화합물 합성: 합성예 2]
플라스크에 글리세롤-1,2 카보네이트 (61mmol)과 푸르푸릴 아민 (61 mmol)과 디뷰틸틴디라우레이트 (0,01g)을 넣고 60℃ 온도에서 3시간동안 반응시킨다.
[트리올 화합물 합성: 합성예 3]
플라스크에 트리이소시아네이트 (3.9 mmol)을 DMF (5g)에 녹인 후 글리세롤 카보네이트 (11.8 mmol) 와 디뷰틸틴디라우레이트 (0,01g)을 넣고 60℃ 온도에서 2시간동안 반응시킨다. 그 후 푸르푸릴 아민(11.8 mmol)을 넣고 60℃ 온도에서 2시간 더 반응시킨다.
[디올 화합물을 이용한 폴리우레탄 합성: 합성예 4]
합성예 2 에서 합성한 디올 (5.1 mmol)과 IPDI (10.2 mmol)과 폴리올 (5.1 mmol)과 디뷰틸틴디라우레이트 (0.01g)을 MEK (9g) 에 녹인 후 60℃ 온도에서 2시간동안 반응시킨다.
[모노올 화합물을 이용한 폴리우레탄 합성: 합성예 5]
플라스크에 트리이소시아네이트 (4 mmol)을 DMF (4.3g)에 녹인 후 합성예 1에서 합성한 모노올 (12 mmol)을 넣는다. 그 후 60℃ 온도에서 2시간동안 반응시킨다.
[열가역적 가교결합을 갖는 고분자 화합물 합성: 합성예 6]
합성예 4에서 얻은 폴리우레탄에 BMI (2.5 mmol)을 넣고 6시간 반응시켜 고분자 화합물을 얻고, 글라스 위에 코팅 후 50℃ 오븐에서 12시간동안 가열하여 열가역적 필름을 얻었다.
[열가역적 가교결합을 갖는 고분자 화합물 합성: 합성예 7]
합성예 5에서 얻은 폴리우레탄에 BMI (6 mmol)을 넣고 20분 반응시켜 고분자 화합물을 얻고, 글라스 위에 코팅 후 50℃ 오븐에서 12시간동안 가열하여 열가역적 필름을 얻었다.
[열가역적 가교결합을 갖는 고분자 화합물 합성: 합성예 8]
합성예 3에서 얻은 폴리우레탄에 BMI (5.9 mmol)을 넣고 20분 반응시켜 고분자 화합물을 얻고, 글라스 위에 코팅 후 50℃ 오븐에서 12시간동안 가열하여 열가역적 필름을 얻었다.
합성예 6 내지 8에서 얻은 열가역적 가교결합을 포함하는 고분자 화합물을 약 50℃의 낮은 온도로 가열하여 열경화시켜 열가역적 필름을 얻었는데, 이들 각각의 열가역적 필름을 120℃로 가열한 후 용매를 적용하여 글라스로부터 쉽게 제거할 수 있었다. 열경화필름의 경우, 통상 경화 후에는 내용제성이 높이 일반적이 용매에 용해되지 않으나, 상기 합성예에서 얻은 열가역적 필름은 열가역적 가교결합을 포함하고 있어서, 120℃에서 가교결합이 끊어졌기 때문에 용매로 제거할 수 있었다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (8)

  1. 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 1,2-부틸렌 카보네이트 및 글리세린 카보네이트 중 적어도 어느 하나의 알킬렌 카보네이트 화합물 및 푸르푸릴 아민 화합물을 반응시켜 형성된 퓨란기를 포함하는 알코올 화합물.
  2. 청구항 1의 퓨란기를 포함하는 알코올 화합물, 이소시아네이트 화합물 및 폴리올을 중합시켜 형성된 폴리우레탄 화합물으로서,
    폴리올은 주쇄로 형성되고, 퓨란기를 포함하는 알코올 화합물은 측쇄로 형성되는 퓨란기를 포함하는 폴리우레탄 화합물.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 이소시아네이트 화합물은,
    4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트(4,4'-Diphenylmethane diisocyanate, MDI), 2,4-톨루엔 디이소시아네이트(2,4-Toluene diisocyanate, TDI), 2,6-톨루엔 디이소시아네이트(2,6-Toluene diisocyanate, TDI), 4,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트(4,4'-Dicyclohexylmethane diisocyanate, HMDI), 1,4-시클로헥산 디이소시아네이트(1,4-Cyclohexane diisocyanate, CHDI), 이소포론 디이소시아네이트(Isophorone diisocyanate, IPDI), 테트라메틸-1,3-크실렌 디이소시아네이트(Tetramethyl-1,3-xylene diisocyanate, TMXDI), 디메릴 디이소시아네이트(Dimeryl diisocyanate, DDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Hexamethylene diisocyanate, HDI), 1,1,6,6-테트라하이드로퍼플루오로-헥사메틸렌 디이소시아네이트(1,1,6,6,-Tetrahydroperfluoro-hexamethylene diisocyanate, THFDI) 및 디이소시아네이트 삼량체인 HDI-삼량체(HDI-trimer) 및 IPDI-삼량체(IPDI-trimer) 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 퓨란기를 포함하는 폴리우레탄 화합물.
  4. 글리세린 카보네이트 및 디이소시아네이트 삼량체가 반응하여 형성된 우레탄 프리폴리머; 및 푸르푸릴 아민 화합물;을 반응시켜 형성된 퓨란기를 포함하는 폴리우레탄 화합물.
  5. 청구항 2 및 청구항 4 중 어느 한 항에 따른 퓨란기를 포함하는 폴리우레탄 화합물을 포함하고, 상기 퓨란기를 포함하는 폴리우레탄 화합물이 딜스-알더반응(Diels-alder reaction)에 의해 열가역적 가교결합이 형성되는 열가역적 가교결합을 포함하는 고분자 화합물.
  6. 청구항 5에 있어서,
    다관능 말레이미드 화합물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열가역적 가교결합을 포함하는 고분자 화합물.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 다관능 말레이미드 화합물은
    1,1-(메틸렌디-4,1-페닐렌)비스말레이미드(1,1-(Methylenedi-4,1-phenylene)bismaleimide, BMI), 1,4-디(말레이미도)부탄(1,4-Di(maleimido)butane), N,N-(1,3-페닐렌)디말레이미드(N,N-(1,3-Phenylene)dimaleimide), N,N-(1,4-페닐렌)디말레이미드(N,N-(1,4-Phenylene)dimaleimide, 및 N,N-(o-페닐렌)디말레이미드(N,N-(o-Phenylene)dimaleimide) 중 적어도 어느 하나의 화합물인 열가역적 가교결합을 포함하는 고분자 화합물.
  8. 청구항 5에 따른 열가역적 가교결합을 포함하는 고분자 화합물을 포함하는 열가역적 필름.
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