| 내용 |
친환경적이고 재생 가능한 폴리머재료에 대한 연구는 지능 생체와 하이테크 분야에서의 중요한 방향으로서 전 세계 과학계와 공업계의 주목을 받고 있다. 폴리우레탄(Polyurethane, PUs)은 우수한 성능으로 인해 도료, 접합제, 포말재료 등 분야에 광범위하게 응용되었다. 일반적으로 PUs는 촉매제 조건에서 열경화성 수지(thermo setting resin)를 생성해야만 응용이 가능하다. 그러나 유해물질 잔류와 재료의 회수가 어렵기에 응용 분야에서 많은 제한을 받고 있다. 중국과학원 화학연구소 고분자물리·화학실험실 연구원인 Xu Jian, Zhao Ning 연구팀은 HDI(hexamethylene diisocyanate)와 다기능성 옥심(Oxime)을 원료로 하고 촉매제가 없는 일반 조건에서 옥심류 폴리우레탄(POUs)을 제조하였다. 동 중합반응은 매우 높은 효율성을 가지고 있는 것이 특징이다. 30℃인 염화메틸렌(dichloromethane)에서 3시간 반응하면 전환율은 99%에 달하고 제조한 POUs는 일반적인 PUs의 기계성능에 상당하다. 더욱 심도 있는 연구에 의하면, 옥심류 폴리우레탄 결합은 열가역성(thermal reversibility)을 가지고 있고 POUs는 우수한 열 자가복원과 재생 가능성을 나타내었는데 복원률은 90%에 달한다. 옥심류 폴리우레탄 결합의 동적특성에 기초한 연구 성과는 POUs가 재생 가능하게 되었다. 중국 과학기술부, 국가자연과학기금위원회, 중국과학원, 북경분자과학 중점실험실의 지원에 의해 연구팀은 북경대학 교수 Yu Zhi-xiang과 협력하여 밀도함수이론(density functional theory)으로 관련된 반응메커니즘을 연구한 결과, 옥심의 이성질체 Nitrone은 중합반응과 가역 교환반응에서 핵심적인 작용을 일으켰다는 것을 설명한다. POUs재료는 제조방법이 편리하고 구조가 동적으로 가역적이며 역학 성능이 우수한 특징을 가지고 있다. 신형 동적 가역성 옥심류 폴리우레탄 결합은 재생 가능한 복합물을 구축하는데 새로운 선택을 제공하였고 폴리우레탄 재료의 응용분야를 대폭 확장할 것으로 예상된다. 동 성과는 이미 발명특허(CN201710031150.2)를 신청하였고 연구논문은 「미국화학지」에 발표(J. Am. Chem. Soc.)되었다. 그림설명: 옥심류 폴리우레탄 결합의 동적 가역성 분자 메커니즘(옥심의 이성질체 Nitrone은 촉매제가 없는 조건에서 중합반응을 일으켜 옥심류 폴리우레탄을 생성하고 옥심류 폴리우레탄은 열가역성을 가지고 있어 가열하면 90% 정도가 복원함) 및 POUs 열 고체재료 재생 가능 (원문 그림 참조) |
