Synthesis and Characterization of Thermoplastic Elastomer Poly(ether-b-amide) Containing Aromatic Moiety

Abstract

초록: 방향족 구조를 포함하고 분자량이 조절된 polyamide(PA) 올리고머를 4-aminobenzoic acid와 12-aminododecanoic acid의 축합반응으로 합성하였다. 이 올리고머를 여러 분자량의 polytetramethylene glycol(PTMG)과 축합하여 PA를 hard segment로 하고 PTMG를 soft segment로 하는 열가소성 탄성체로서 poly(ether-b-amide)(PEBA)를 제조하였다. 합성된 PEBA의 구조는 FTIR과 1 H NMR로 확인하였으며 DSC와 UTM을 사용하여 hard segment의 구조변화에 따 른 열적특성과 기계적 성질의 변화를 비교해 본 결과 방향족 구조를 3 0%까지 포함할 때 결정성의 변화 없이 PEBA들의 용융온도는 높아졌고 초기 modulus와 strength는 더 크게 나타났다.Abstract: Polyamide (PA) oligomers, which are the hard segment of poly(ether-block-amide) (PEBA), presenting thermoplastic and high performance elastomeric properties were prepared by polycondensation between 4-aminobenzoic acid and 12-aminododecanoic acid. Subsequently PEBAs were obtained by addition polymerization of the PA oligomers and various molecular weights of poly(tetramethylene glycol) (PTMG). The structure of the final PEBA was identified by using FTIR and 1 H NMR and the thermal properties depending on changes in the structure of hard segment were collected by using DSC and UTM analysis. As the results, the melt temperature (T m ), the initial modulus, and the maximum strength of PEBAs increased with an increase in aromatic moiety up to 30% without reducing crystallinity.Keywords: oligomer, polyamide 12, ω-amino carboxylic acid, poly (ether-b-amide) (C-H aromatic bending)가 방향족 단량체 비율이 커질수록 흡 수가 증가되는 것으로 확인되었다. 그리고 Figure 5는 oPA30 (N-H stretching), 2258 cm -1 (N=C=O stretching), 1719 cm -1 (C=O ester bending) 피크 가 존재하는 것으로 확인됨에 따라 합성이 성공적으로 이루 어졌다고 판단하였다.PEBA의 구조 확인. Figure 7은 PEBA의 FTIR spectrum 이다. Hard segment인 PA의 특성 피크인 3307 cm -1 (N-H stretching), 1645 cm -1 (C=O ester bending)가 나타나며 soft segment인 polyether의 특성 피크인 1119 cm -1 (C-O ether bending)가 존재하는 것으로 확인됨에 따라 합성이 성공적으 로 이루어졌다고 여겨진다.oPA의 평균분자량 확인. Figure 8은 방향족 구조인 4-aminobenzoic acid 함량변화에 따른 PA12 올리고머의 DSC thermogram이 다. Table 3을 보면 PA에 방향족 구조를 주는 단량체를 30% 정도까지 도입한 경우 분자사슬이 더욱 단단해진 탓에 T m 과 ∆H가 약간 증가하였다. 하지만, 50 mol% 이상 함유되었을 경 우 오히려 T m 과 ∆H이 떨어졌다. 그 이유는 많은 양이 방향 족 구조가 도입됨으로써 오히려 아미드기에 의한 수소결합을 방해하여 결정성을 떨어뜨린 결과라고 생각된다. 한편, Figure 9는 방향족 구조인 4-aminobenzoic acid의 함량을 변화시켜 Figure 5.