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Photodegradation of polycarbonate and aromatic diisocyanate based polyurethane elastomers
노영길 Univ. of Southern Mississippi 1988 해외박사
본 논문에서는 Polycarbonate 및 Polyurethane elastomer들이 빛에 의해서 변색되는 mechanism 증명 및 고분자의 morphology나 구성 요소가 변색 정도에 주는 영향에 대해서 연구하였다. 이 연구를 위해서 MDI (methylene 4,4'-diphenyldiisocyanate)와 polyol의 구성 비율을 변화하면서 여러 polyurethane들을 합성하였다. 또한, mechanism을 규명하기 위해서 여러 urethane model compound을 합성하였다. 이러한 고분자와 model compound들에 인공적인 빛을 가해서 고분자의 변화 정도를 gel이 형성되는 정도, Fluorescence spectra, Fluorescence lifetime, Ultraviolet absorption, IR, GC, NMR 등을 이용해서 고찰했다. 이러한 연구에 의해서 얻어진 연구 결론들은 다음과 같다. 1. Polyurethane의 변색 정도는 polymer의 morphology에 크게 의존한다. 또한, 퇴색 정도는 Polyurethane내에 있는 urethane group의 수소 결합 정도에 매우 의존하고 있음을 증명하였다. 다시 말해서, 수소결합에 의한 분자들의 움직일 수 있는 정도가 polyurethane elastomer의 빛에 의한 변색을 조절하는 아주 중요한 한 요소이다. 2. 현재 알려진 mechanism 의 하나는 Photo-Fries rearrangement인데 이 mechanism을 증명하기 위해서 laser flash photolysis를 이용하였다. 이 기기를 이용해서 Photo-Fries의 중간 물질인 anilinyl radical 을 탐지하였다. 또한 anilinyl radical은 산소에 의해 존재하는 시간이 단축되는데 비해 diphenyl methyl radical은 산소와 화학적인 반응을 일으켜 다른 물질로 변화되는 것을 증명하였다. 다른 분야는 t-butoxy radical의 hydrogen abstraction반응에 의해 생성된 N-propyl carbonyl 이 붙은 anilinyl과 diphenyl methyl radical들이 탐지되었다. 3. Polycarbonate의 빛에의한 변색 과정을 model compound의 Fluorescence분석을 바탕으로해서 ortho photo-Fries rearrangement 를 형성하는 것을 증명하였다. 또한 두번째 ortho Photo-Fries rearrangement 생성물인 2,2'-dihydroxy benzophnon을 증명하였다.