The properties of polyurethane (PU) nanocomposites with organoclay have been compared in terms of their thermo-mechanical properties, morphology, and gas permeability. Hexadecylamine-montmorillonite (C16-MMT) was used as an organoclay to make PU hybrid films. The properties were investigated as a function of organoclay content (1-4 wt%) in the PU matrix. Transmission electron microscopy (TEM) photographs showed that most clay layers were dispersed homogeneously into the matrix polymer in nano-scale, although some particles of clay were agglomerated. We also found that the addition of only a small amount of organoclay was enough to improve the thermal stabilities and mechanical properties of PU hybrid films while gas permeability was reduced. Even at low organoclay content (＜5 wt%), the PU nanocomposite showed much better thermo-mechanical properties, and lower gas permeability than pure PU.

폴리우레탄을 이용한 나노 복합재료의 열적, 기계적 성질, 모폴로지, 그리고 기체 투과 정도를 유기화 점토의 함량에 따라 조사 후 비교하였다. 유기화 점토는 헥사데실아민-몬모릴로나이트 (C16-MMT)를 사용하였으며, 매트릭스 고분자인 폴리우레탄에 대해 1-4 wt%로 각각 분산시키면서 물성을 조사하였다. 유기화 점토가 일정한 wt%에서 일부는 뭉쳤지만 대부분은 매트릭스 고분자에 고루 분산됨을 전자현미경으로부터 알 수 있었고, 열적 성질 및 기계적 성질은 분산도에 따라 증가함을 알 수 있었다. 기체 투과도는 유기화 점토 양의 증가에 따라 현저히 감소함을 보여주었다. 본 연구로부터, 소량의 유기화 점토 (<5 wt%)를 분산시킨 나노 복합재료는 순수한 폴리우레탄 보다 열적, 기계적 성질 및 기체 투과 방지에 좋은 효과가 있음을 알았다.

Keywords: polyurethane nanocomposites; organoclay; thermo-mechanical properties; morphology; gas permeability