수성연질폴리우레탄폼 스프레이와 관련하여 질문드립니다.

안녕하세요 저는 지금 석사학위과정을 하고 있습니다. 저는 수성연질우레탄이 환경적인 규제를 만족시키지만, 물성이 다른 발포제를 사용하는 경질에 비해 안좋은 물성을 지닌다는 것을 확인하였습니다. 그래서 수성연질폴리우레탄의 물성을 향상시켜보려고 하는데요. 우선, 수성연질우레탄폼에 대해 이해하기 쉽게 정리를 해주셔서 연구에 많은 도움이 되어 감사하다는 말씀 드리고 싶습니다.

수성연질폴리우레탄은 발포율을 높이기 위해서 경질폴리우레탄에 사용하는 것보다 폴리머 chain의 길이(큰 분자량)를 길게해서 flexible한 polyol을 사용한다는 것도 확인하였습니다. 그 중에서 궁금한 점은 아래와 같습니다.

Q1. 이전 게시글 (마. 폴리우레탄폼, 수성연질폼, 우레아폼 등.)에서 폴리우레탄의 분류에서, 수성연질 폴리우레탄(스프레이)이 경질폴리우레탄(스프레이)이 발포율이 좋다는게 스프레이를 뿌렸을 때, 제트 분사를 통해 뿌려지는게 훨씬 잘 뿌려진다는 것을 의미하는 것인가요?

Q2. 이걸 사용하는 이유가 사용되는 발포제의 종류에 따른 ODP지수에 의한 환경적인 이유도 있겠지만, 경질폴리우레탄(스프레이)이 발포율 성능 측면에서 현장에서 발포에 어려움을 보일정도로 많은 차이가 보여서 사용하게 되는 건가요? (결과적으로는 경질폼스프레이와 동일하게 분자량이 짧은 polyol을 polyisocyanate와 발포제 대신 물을 사용해 반응시킨다면 줄어든 물성을 보완할 수 있지 않을까 싶어서입니다. 물론 굳이 작은 분자량의 polyol을 써서 flexible하게 만들어 단열 스프레이를 제작한다는 건 그만한 이유가 있다고 생각해서 질문드립니다.)

Q3. 수성연질 폴리우레탄이 스프레이를 통해 현장에 적용되는 것에 대해 질문드립니다. 스프레이 안에는 polyurethane과 소량의 물이 이미 반응을 끝내서 생긴 CO2가 함께 들어있는 것인가요? 스프레이 안에 어떻게 구성되어서 발포되는건지 궁금합니다.
아래 사이트(7 page)를 참고해서 폴리우레탄이 CO2와 반응을 해서 생기는 것이 아니라 polyisocyanate의 말단에서 물과 반응을 해서 생긴다는 것을 알게 되었는데요. 만약 폴리우레탄과 물이 함께 들어있간다면, polyisocyanate는 반응을 끝내서 폴리머의 말단부분이 부족한 상황에서 물과의 반응이 잘 되지 않았다면 CO2가 잘 생기지 않아 발포가 잘 이루어지지 않았을 것이라 생각이 들어서입니다. 그래서 스프레이 하나를 만들때, polyisocynate + H2O + polyol을 동시에 빈 스프레이 통에 넣고 뚜껑을 밀폐해서 만드는 것인지요.

https://ocw.mit.edu/courses/materials-science-and-engineering/3-063-polymer-physics-spring-2007/assignments/polymer_foams.pdf

마지막으로는 질문이라기보다는 조언을 해주실수 있는지인데요... 제가 수성연질폴리우레탄 폼의 물성을 향상시키려는 방향은 아래와 같습니다.
아직 구체적인 방안은 찾고 있는 중이지만, complex modulus라는 물성을 조절하여 개선시키고자 합니다. 처음에는 뿌려질 때, shear가 가해지는 짧은 시간동안에는 viscoelastic "liquid" (viscous modulus) 를 높혀 flexible한 물성을 향상시켜 발포율을 높이고, 스프레이에서 발포된 폴리우레탄은 긴시간동안은 viscoelastic "solid" (elastic modulus) 를 높혀 mechanical property를 향상시키고자 합니다. 결과적으로는 첨가제를 넣는 방식을 통해 높은 분자량을 가진 polyol로 인한 긴 사슬 polyurethane에 branching을 시켜서 loss modulus를 낮춘다던지 하는 접근방식을 하게 될 것 같습니다만.... 혹시 이에 대해 배경지식을 가지고 계시다면 조언을 해주실 수 있으신지 궁금합니다.

제가 기본배경이 부족한 상황이라 기초적인 질문을 드려 수고를 끼쳐드린건 아닌가 싶습니다. 긴 글 읽어주셔서 감사합니다.