POSS 기반 유-무기 하이브리드 충전제와 폴리아미드계 TPE로 이루어진 나노복합체의 제조 및 특성

Abstract

아민 작용기를 가진 POSS에 toluene diisocyanate(TDI)와 caprolactam(CL)의 반응물을 반응시켜 POSS 기반의 하이브리드 충전제(POSS-(TDI+CL))를 합성하였고 이를 상업용 폴리아미드계 열가소성 탄성체인 PA-TPE에 블렌딩하여 PA-TPE/POSS-(TDI+CL) 복합체를 제조하였다. POSS계 충전제의 화학구조는 FTIR과 <TEX>$^1H$</TEX> NMR을 사용하여 확인하였다. PA-TPE/POSS-(TDI+CL) 복합체는 충전제를 PA-TPE에 7 wt%까지 첨가하여 제조하였고 이들은 순수 PA-TPE와 변성되지 되지 않은 PA-TPE/octaphenyl POSS의 복합체보다 낮은 tension set 값을 보여 탄성회복력이 향상되었다. 또한 하이브리드 충전제의 함량이 증가함에 따라 인장강도와 모듈러스가 증가하였다. 결론적으로 하이브리드 충전제인 POSS-(TDI+CL)는 원래 PA-TPE의 탄성에 나쁜 영향을 미치지 않고도 기계적 물성을 향상시킬 수 있는 적절한 충전제라 볼 수 있다. Commercially available polyamide thermoplastic elastomer (PA-TPE) was blended with hybrid filler which was prepared by means of the reaction between polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS) containing amine group and toluene diisocyanate (TDI)-caprolactam (CL) to explore the effect of blending the hybrid filler with the TPE. The chemical structure of the filler was identified by using FTIR and <TEX>$^1H$</TEX> NMR. The composites, PA-TPE/POSS-(TDI+CL), which were the blends of TDI+CL modified POSS filler and PA-TPE up to 7 wt%, showed better elastic recovery delivered from lower tension setting compared to the PA-TPE and the PA-TPE/octaphenyl POSS blend. In addition the tensile strength and the initial modulus increased with increasing the hybrid filled content. Consequently it was assumed that the POSS-(TDI+CL) filler was a suitable material for enhancing strength and modulus without loss of elastic properties for the original PA-TPE.