Polymer-polyol mixtures were prepared by polymerizing vinyl monomers in the presence of polypropylene glycol (average molecular weight of 2000) in order to obtain mixtures of polypropylene glycol, vinyl homopolymer and vinyl grafted polypropylene glycol.
Acrylonitrile, styrene and methyl methacrylate were used as vinyl monomers and 2,2' azobisisobutyronitrile was used as an initiator. The reaction conditions such as temperature, stirring speed, reaction time were held constant.
The polymer-polyol mixtures thus obtained showed suspension of vinyl polymers in polypropylene glycol. The suspension stability, particle size of the suspension and the presence of graft copolymer were studied.
Polymer-polyols made from acrylonitrile had excellent dispersion stability, but those made from styrene and methyl methacrylate separated as two distinct upper and lower phase over a period of from one to two weeks. Polymer-polyols made from acrylonitrile-styrene mixtures showed good dispersion stability. The dispersed particles appeared to be generally uniform in size, with ranges of 2-5 microns in diameter (acrylonitrile based polymer-polyols) to 20-30 microns (styrene based polymer-polyols). The presence of graft copolymers were confirmed by infrared spectrum and elemental analysis. In the acrylonitrile based polymer-polyols, the degree of polymerization, polymerization yield and graft efficiency did not appear to vary appreciably with the monomer concentration of up to 20%.
Urethane elastomers based on acrylonitrile based polymer-polyols had shown tensile, modulus, tear and hardness properties superior to those made from polypropylene glycol alone, but elongation decreased as vinyl portion increased in polymer-polyols.
평균분자량 2000의 polypropylene glycol 내에서 AIBN을 개시제로 사용하여 vinyl 단량체를 중합반응시켜서 polypropylene glycol-g-vinyl polymer를 포함하는 polymer-polyol mixture를 얻었다.
온도 (80℃), 교반속도 (250 rpm), 반응시간 (8 시간)등 반응조건은 일정하게 하였으며, vinyl 단량체로는 AN, St, MMA 를 사용 하였다.
반응결과, AN을 단량체로 사용한 polymer-polyol mixture의 경우, 매우 좋은 분산상을 얻을 수 있었으며, St 이나 MMA를 사용한 경우, 분산상이 2주이내에 확연하게 상하로 상분리 현상을 보이는 등 분산안정도가 좋지 않았다.
St-AN 혼합단량체를 사용한 경우 역시 비교적 좋은 분산상을 얻을 수 있었다.
PAN-PPG polymer-polyol의 분산입자의 평균 직경은 2 ~ 5 μ 정도 되었으며, IR spectrum과 원소분석등의 방법에 의하여 생성물내의 graft 공중합체의 존재를 확인할 수 있었다.
PAN 함유 polymer-polyol의 중합도, 중합율, graft 효율 등은 그 함량이 중량분율로 20% 이하일때, vinyl 함량의 변화에 따라 큰 차이를 보이지 않았다.
polymer-polyol mixture로 부터 제조된 urethane elastomer의 기계적 성질에 있어서, polyol 내의 vinyl 성분이 증가됨에따라 인장강도, 탄성율, 인열강도, 경도 등은 매우 강화되었으며, 신장율은 감소하는 경향을 보였다.
