During the past several decades, aqueous polyurethane dispersion has been investigated by many researchers. However, relatively little systematic work has been reported on the chain extension in detail. This work described the reaction of chain extension as a function of type of chain extender and its content. Toluene 2,4-diisocyanate (TDI), based on polyether polyurethane dispersion in water, was prepared in a prepolymer mixing process. Dimethylol propionic acid (DMPA), poly(tetramethylene ether) glycol(PTMG), and triethylamine (TEA) were used as the potential anionic center, polyol, and neutralizing agent, respectively. Ethylene diamine (EDA), hydrazine, and diethylene triamine (DETA) were used in the polyurethane dispersion (PUD) forming reaction. The effect of type and extent of chain extension were systematically studied. The physical properties of TDI-based aqueous PUD were investigated by differential scanning calorimetry (DSC), gel permeation chromatography (GPC), dynamic light scattering, and tensiletester. In PUD, the thermal stability, tensile strength, molecular weight, and particle size increased as the content of hard segment incrased. The elongation at break, however, decreased with increased content of the hard segment.

수년 전부터 산업계 및 학계에서 폴리우레탄의 수용화, 수분산화의 연구가 수행되어 왔다. 그럼에도 불구하고, 상대적으로 폴리우레탄이 수분산된 이후 잔류 NCO그룹을 이용한 사슬 연장에 대한 연구는 많이 진행되지 않았으며, 그 결과 또한 미흡한 상태이다. 따라서 본 연구에서는 사슬 연장제 형태와 함량 변화에 따른 사슬 연장 반응을 연구하였다. TDI계 폴리우레탄 수분산체(PUD)는 prepolymer mixing process를 이용하여 제조하였으며, Dimethylol propionic acid (DMPA), poly(tetramethylene ether) glycol(PTMG), triethylamine (TEA) 등이 각각 음이온 중심, 폴리올, 중화제로 사용되었다. 사슬 연장제는 ethylenediamine (EDA), hydrazine (HA), diethylenetriamine (DETA) 등이 사용되었다. 사슬 연장제의 형태와 함량에 대한 영향을 체계적으로 연구하였다. TDI계 폴리우레탄 수분산체의 특성은 differential scanning calorimetry (DSC), gel permeation chromatography (GPC), dynamic light scattering, and tensile tester 등을 사용하여 측정하였따. PUD에서 열안정성, 인장강도, 분자량, 입자크기 등은 hard segment 함량이 증가함에 따라 증가하였으며, 신장율은 감소하였다. 사슬 연장제 HA+EDA와 DETA는 EDA와 HA보다 열안정성 및 물성에 더 좋은 특성을 나타냈다.