Unwanted discoloration in various materials is a significant issue, often compromising their unique prop- erties. Polymer composites, in particular, are highly susceptible to environmental factors such as light exposure, thermal conditions, and oxidation, which can lead to discoloration. In this study, we aim to quantitatively assess the degree of yellowing in polyurethane foam (PUF), a crucial material for sound absorption in the automotive industry. Fourier-trans- form infrared spectroscopy (FTIR) spectra are obtained for each sample, revealing significant spectral differences between more yellowed and less yellowed PUF samples. Specifically, the intensity ratio I(asymmetric CH2 at 2900 cm^-1) / I(symmetric CH₂ at 2850 cm^-1) is investigated to quantitatively differentiate the degree of yellowing in each PUF sam- ple. A higher I(asymmetric CH₂ at 2900 cm^-1) / I(symmetric CH₂ at 2850 cm^-1) value indicates a greater degree of yel- lowing in PUF. This can be attributed to the asymmetric CH₂ bonds in PUF, which act as chromophores. Their structural asymmetry creates conditions that favor strong absorption of light, resulting in visible discoloration, such as yellowing or other chromophoric behaviors. Also, we found that the anti-correlation between yellowing and red-shifting of C- O-C leads to more deformation of PUF. This experimental anti-correlation phenomenon between higher I(asymmetric CH₂ at 2900 cm^-1) / I(symmetric CH₂ at 2850 cm^-1) and red-shift of C-O-C peak position change can substantiate the degree of yellowing more evidently. This work may pave the way for providing insights into the original polyurethane deformation (e.g., discoloring, yellowing), which may not be apparent through visual inspection alone.

다양한 재료에서 원하지 않는 변색은 중요한 문제로, 종종 그들의 고유한 특성을 손상시킨다. 특히 폴리머복합재는 빛 노출, 열적 조건 및 산화와 같은 환경적 요인에 매우 민감하여 변색을 초래할 수 있다. 본 연구에서는 자동차 산업에서 음향 흡수를 위해 중요한 재료인 폴리우레탄 폼(polyurethane foam, PUF)의 변색 정도를 정량적 으로 평가하는 것을 목표로 한다. 푸리에 적외선 분광법(Fourier transform infrared spectroscopy, FTIR) 스펙트럼을 각 샘플에 대해 얻어, 변색이 더 심한 PUF 샘플과 덜 변색된 PUF 샘플 사이에서 중요한 스펙트럼 차이를 확인한다. 특히, 비대칭 CH₂ 결합(2900 cm^-1)과 대칭 CH₂ 결합(2850 cm^-1)의 강도 비율 I(비대칭 CH₂ at 2900 cm^-1)/I(대 칭 CH₂ at 2850 cm^-1)를 조사하여 각 PUF 샘플의 변색 정도를 정량적으로 구분하여 한다. I(비대칭 CH₂ at 2900 cm^-1) / I(대칭 CH₂ at 2850 cm^-1) 값이 높을수록 PUF의 변색 정도가 더 크다는 것을 의미한다. 이는 염색단으로 작용하는 비대칭 CH₂ 결합 때문이다. 이러한 구조적 비대칭성은 빛을 강하게 흡수하는 조건을 만들고, 결과적으로 황 변이나 다른 염색단 거동과 같은 visible dislocation을 초래한다. 우리는 C-O-C의 황변 및 적색 시프트 간의 반 상관관계가 PUF의 많은 변형을 초래한다는 사실을 알아내었다. I(비대칭 CH₂ at 2900 cm^-1) / I(대칭 CH₂ at 2850 cm^-1)의 값이 높고, C-O-C 피크 위치의 적색편이 변화하는 실험적 반비례 현상은 변색 정도를 더 명확히 입증할 수 있다. 본 연구는 시각적 검사만으로는 명확하지 않은 폴리우레탄의 원래 변형(예: 변색, 황변)에 대한 통찰을 제공할 수 있는 길을 열어줄 수 있다.

Keywords: polyurethane foam, yellowing, Fourier-transform infrared spectroscopy, chromophore.