수십 년 동안 수용성 폴리우레탄 폼은 많은 연구자에 의해 연구되어 왔으며 그미세 조직은 SEM FT-IR 스펙트라 인장특성에 의해 측정하였으며 친환경적인 건축과 토목공학에 관한 관심이 고조됨에 따라 공기중에 폼이 형성되어 경화하는 무용제 합성법의 개발을 이끌었으며 토목공학에서 수용성의 개발은 고속철도를 위한 철로의 큰 문제점 들을 해결할 수 이었는데 수용성 분산 및 수용성 에멀젼의 폭넓은 기술적 접근의 결과이고 철도의 속력이 빠르면 빠를수록 안전 및 보수유지에 관한 주의가 더욱 커졌으며 고속철도뿐만 아니라 해저 터널에 더욱 편리한 유지 및 보수에 관한 관리가 필요합니다.
폴리우레탄폼 수지와 촉매
이 수지는 일반적 충진 물질과 비교하여 매우 강도가 강하고 내구력이 매우 길고 지수는 폴리올 MDI 실리콘 계면활성제 촉매 그리고 발포제로 구성되었습니다. 화합물은 사슬연장제에 의해 폼을 형성시켰으며 견고한 폼이 기계적 특성은 사슬연장제가 증가함에 따라 강도가 증가하였습니다. 미세조직의 변화는 다양한 산업에서 고분자 수지가 활용되는데 건설 및 내구성에 많은 응용이 기대되며오스트리아에서 개발된 터널 지지 기반 공법으로 NATM공법에 사용되는 수중경화성 재질은 기존의 유기 용매를 사용하는 Resin의 개량형 으로 암반의 공극과 전면 접착에 사용합니다.
또한 지하철 철도 도로 지중선공사의 터널 굴착시 암반보강 및 천공시의 크랙 공극 등을 강한 발포성 폴리우레탄 수지와 에폭시 수지 계통의 레진으로 완전 충진시켜 Rock-bolt와 암반사이에 접착력을 순간적으로 강화시킵니다. 연구개발에 의해 현재 계획 중의 건축토목용 고강도 고분자 수지는 콘크리트의 무수한 균열을 보수할 목적뿐만 아니라 완충작용으로 수명을 연장시키며 건축토목용 고강도 수지는 일시적으로 소비되는 항구적인 재료이며 따라서 새로운 고분자 수지의 합성 및 새로운 촉매제의 첨가 등의 실험을 통해 수용성 수지개발과 접착성 내후성 내약품성이 더욱 우수한 고분자 소재로서 대외 경쟁력을 갖출 뿐만 아니라 수입대체효과 및 시너지 효과가 매우 크므로 개발이 시급한 상황이었습니다.
폴리우레탄의 확장성
현재 우리나라 터널공사에 적용되고 있는 도로공사 및 철도공사 등 수분에 약한 단점으로 인하여 습도가 높은 경우에는 Chemical Anchor 시멘트 고착제로 대체 시공되므로 비용 인원 시간의 손실을 가져오고 있는 실정 이며기존 생산보급중인 NATM-Resin은 원재료가 우레탄으로써 MDI의 화학적 반응에 의해 발포 인발을 조절하여 용도별로 제조 사용하고 있으며 상당한 인발력과 팽창성을 유지하도록 하였으나 레진의 사용처가 터널 및 지하에서 사용하는 관계로 천공시의 주변의 습기로 인하여 제용량의 인장력과 팽창성을 유지하지 못하는 단점이 이며 또한 단열폼을 발포시키는데 필요한 발포제인 프레온 가스는 오존층 파괴 등의 원인으로 국제 환경조약에 의하여 선진국에서는 이미 사용을 금지하고 있으며 싸이클로펜탄 이소펜탄 등의 탄화수소계 발포제로 발전하는 단계이며 물 이산화탄소 질소 등이 새로운 발포제로 관심을 모으고 있으며 우리 나라의 지형학적인 조건으로 인하여 지하 천공시 상당수의 지하수 누출이 되고 있는 실정이므로 시공시 많은 노력이 요구됩니다. 따라서 이 내용은 기존의 문제점을 해결하고자 적합한 촉매와 사슬연장제를 사용함과 동시에 그 양을 조절해 공정상의 경화 온도를 상승시키는 방법을 사용함으로써 상기 경질 방한폼을 사용한 NATM 공법용 수지의 성능 향상과 저장 안정성이 양호하여 점도변화가 없고 자체점도가 낮아 상온에서 액상 으로 장기간 보관할 수 있는 인장력과 강도가 양호한 폴리에스테르 폴리올을 제조하였습니다.
여러 산업에서의 쓰임새
최근에 폴리우레탄 폼의 생산은 여러 산업적인 측면 자동차 생산 가구 냉장고 등에서 수요에 의하여 크게 증가하고 이며 이것은 기본적인 시스템의 물리 기계적 특성이 반응제와 공정에 따라서 변화하기 때문이며 폴리 우레탄은 다양한 물성과 상업적 응용범위가 가능한 아주 넓은 고분자이며 합성의 주된 원물질은 이소시아네이트 폴리올과 촉매이며 활성 수소를 가지고 있는 화합물인 이소시아네이트의 반응은 1937년 Bayer와 그의 동료 들에 의하여 발견되었으며 단열재로 이용되고 있는 재료는 산업적인 측면에서 최상의 단열성능을 가지고 있는 단열 재이며 따라서 현재 냉장고의 단열재로 각광받고 있으며 몰드 충진 해석과 단열성능 향상 등에 위한 연구가 진행 중에 이며 현재 경질 폴리우레탄 폼을 발포시키는데 필요한 발포제인 프레온 가스는 오존층 파괴 등의 원인으로 국제 환경조약에 의하여 선진국에서는 이미 사용을 금지하고 있으며 사이클로펜탄 이소펜탄 등의 탄화 수소계 발포제로 발전하는 단계이며 물 이산화탄소 질소 등이 새로운 발포제로 관심을 모으고 이며 그러나 현재로는 프레온 가스와 일부 탄화수소계 발포 제만이 경질폼의 발포제로 쓰여 지고 있습니다.
열전도도에 따른 다양성
열전도도가 낮은 프레온계 발포제를 사용한 경질 폴리우레탄 폼에 비해 탄화수소계 발포제를 사용한 경질 폴리우레탄 폼의 열전도도가 높아 많은 연구가 필요한 단계이며 이러한 문제점을 극복하기 위해선 반응온도 조절 촉매 실리콘 유화제 그리고 사슬연장제 등의 첨가제뿐만 아니라 MDI측면 등 많은 부분이 연구되어야 하며 또한 냉장고 냉동 컨테이너 냉동고의 단열재로 사용되며 아직까지 기형학적인 몰드 내에서 어떤 흐름을 가지고 몰드를 채워나가는지 불량발생 원인을 밝히는 연구가 시급하며 따라서 건축토목용 고분자 수지에 적용하도록 개발이 시급한 상황이며 일반적으로 축합 반응에 의하여 생성되며 강력한 반응성 및종류의 다양성 그리고 상대반응 물질인 polyol의 합성이 다양하여 매체 사용여부 등의 반응순서 그리고 경화정도의 다양성으로 인하여 그사용 범위가 광범위합니다.