Catalytic Recycling of Waste Polymer II. A Study of the Mechanism on the Catalytic Glycolysis of Flexible Polyurethane Foam

촉매를 이용한 폐고분자 물질의 자원화 II. 연질 폴리우레탄 폼의 글리콜분해반응 메카니즘

Polyurethane foams are polymeric material with repeating groups of urethane and urea. When these are heated with ethylene glycol and K acetate catalyst at $200^{\circ}C$, the transesterification of them leads to soluble products. The mechanisms of the reaction were investigated from the molecular weight and the component distributions of the products by GPC and IR analysis. The degradation of the urethane groups was faster than that of urea groups in transesterification reaction. K acetate catalyst accelerated the rate of the transesterification because it had a high ionization tendency. Each reaction, using K or Sr acetate as a catalyst, progressed in the same reaction path but yielded different compositions in products because of the difference of the reaction rate.

폴리우레탄 폼은 반복된 우레탄과 우레아 그룹을 가지고 있는 고분자 물질이다. 연질 폴리우레탄 폼을 이루고 있는 이 두 그룹들은 반응온도 $200^{\circ}C$, 글리콜, 초산 칼륨 촉매 존재 하에서 가열시키면 에스테르교환반응에 의해 분해되어 액상의 생성물을 형성한다. GPC, IR 분석을 이용한 생성물의 분자량과 성분 함량분포 측정을 통하여 촉매글리콜분해 반응기구를 조사하였다. 폴리우레탄 폼의 에스테르교환 반응에서는 우레탄 그룹이 우레아 그룹의 분해 반응속도보다 빨랐다. 이온화 경향이 큰 potassium acetate 촉매를 사용함으로써 alkoxide의 친핵성이 증진되어 에스테르교환 반응속도를 촉진시킴을 알 수 있다. 또한, potassium acetate와 strontium acetate 촉매를 사용한 촉매글리콜분해반응은 서로 같은 반응경로로 반응이 진행되지만 반응속도의 차이로 생성물을 구성하는 성분의 함량이 다름을 알 수 있었다.