Regular, spherical and isotropic open-microcellular foams having low density were prepared by the high internal phase emulsion (HIPE) polymerization mainly composed of styrene monomer and water. The effects of polymerization conditions, such as the content of water, divinylbenzene as a crosslinking agent and dodecane as a chain transfer agent, were investigated based on the cell size and foam properties. The microstructural morphology was observed using scanning electron microscopy (SEM) and the compression modulus of the foam was evaluated using compression test. The dropwise feeding of the aqueous phase into the oil phase was more effective than the batch feeding in producing the uniform and stable foam. Agitation speed and surfactant strongly influenced on the cell size and the window size between water droplets. Introduction of chain transfer agent increased the cell size, whereas it decreased the window size. Compression modulus increased with the crosslinking agent, but decreased with the chain transfer agent.

스티렌과 물이 주된 원료로 구성된 혼합물을 high internal phase emulsion (HIPE) 중합을 통하여 균일한 구형의 등방성 구조로 이루어진 저밀도의 열린 구조 미세기공 발포체를 제조하였고, 물, 가교결합제인 divinylbenzene, 사슬이동제인 dodecane의 함량 변화 등의 중합조건이 미세기공 발포체의 기공 크기 및 물성에 미치는 영향을 조사하였다. 제조한 HIPE 발포체의 미세구조 모폴로지를 확인하기 위하여 SEM 사진으로 관찰하였고 기계적 물성을 평가하기 위하여 압축시험으로 압축 탄성률을 측정하였다. 연구 결과 오일 상에 수용액 상을 주입할 때 한 방울씩 연속적으로 주입하는 연속투어 방식의 경우가 한번에 주입하는 일괄투여 방식의 경우보다 균일하고 안정한 발포체를 제조하는데 효과적이었다. 교반속도와 계면활성제는 기공 크기와 계면의 window 크기에 상당한 영향을 끼쳤다. 사슬이동제의 첨가는 기공 크기를 증가시켰지만 window 크기는 오히려 감소시켰다. 발포체의 압축 탄성률은 가교결합제의 함량이 증가할수록, 사슬이동제의 함량이 감소할수록 증가하였다.

Keywords: high internal phase emulsion; microcellular foam; emulsion polymerization; foam morphology; compression test