에멀전 ATRP를 이용한 친환경 4-arm 성형 수분산 아크릴 점착제의 합성 및 점착특성
Synthesis and Adhesion Properties of Environmentally Benign 4-Arm Star Waterborne Polyacrylates Pressure Sensitive Adhesives
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초록
본 연구에서는 친환경적인 에멀전 상태의 원자이동 라디칼 중합 (ATRP) 기술을 이용하여, n-butyl acrylate (n-BA), methyl methacrylate (MMA), 2-hydroxyethyl acrylate (HEMA)를 기반으로 한 선형및 4-arm 성형 폴리아크릴레이트를 합성하였다. Pentaerythritol (PT)과 2-bromoisobutyryl bromide를사전에 반응시켜 합성하여 4-arm ATRP 개시제로 이용하였다. 합성된 폴리아크릴레이트는 FT-IR 및 1H NMR 분석을 통해 구조가 확인되었고, GPC 분석을 통해 분자량과 분자량 분포가 평가되어 좁은 분산성과제어된 분자량을 나타내었다. 중합 반응의 속도론은 1H NMR을 통해 추적하였으며, 1차 반응 속도론을 따르는제어 중합 특성을 확인하였다. DSC 분석을 통해 얻어진 유리전이온도는 이론값과 유사하여, 최종 중합체 내의단량체 조성이 초기 투입 조성과 거의 동일함을 확인하였다. 4-Arm 성형 폴리아크릴레이트는 분자량이 유사한선형고분자에 비해 낮은 점도로 인한 작업의 용이성뿐만 아니라 우수한 박리강도를 나타내었다.
Abstract
A series of well-defined linear and 4-arm star polyacrylates based on n-butyl acrylate (n-BA), methyl methacrylate (MMA) and 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) were synthesized by environmentally friendly emulsion atom transfer radical polymerization (ATRP) technique using 4-arm ATRP initiator which was pre-synthesized from pentaerythritol (PT) and 2-bromoisobutyryl bromide. Fourier-transform infrared (FTIR) and 1H NMR spectroscopies were used to confirm the synthesis of the various polyacrylates. Gel permeation chromatography (GPC) was used to evaluate the molecular weight and molecular weight distribution and showed controllable molecular weights with narrow dispersities. Polymerization kinetics monitored by 1H NMR spectroscopies indicated that emulsion ATRP has a fist order kinetics, as expected for controlled polymerization. The thermal properties of polyacrylates determined by differential scanning calorimetry showed similar glass transition temperature to their theoretical values. Finally, the 4-arm star polyacrylates exhibited easy workability due to their low viscosity, as well as improved peel strength compared to linear polymers of similar molecular weight.