Enhanced Mechanical Properties of Poly(lactic acid) and Polypropylene using Modified Cellulose Nanofiber : 표면 개질을 통한 셀룰로오스 나노섬유가 포함된 Poly(lactic acid)와 Polypropylene의 기계적 물성의 향상 :

이재빈

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자료유형: 학위논문

저자정보: 이재빈 (경북대학교, 경북대학교 대학원)

지도교수: 이동윤.

발행연도: 2021

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2021

Enhanced Mechanical Properties of Poly(lactic acid) and Polypropylene using Modified Cellulose Nanofiber : 표면 개질을 통한 셀룰로오스 나노섬유가 포함된 Poly(lactic acid)와 Polypropylene의 기계적 물성의 향상

이재빈 응용화학공학부 2021.01 학위논문

2020

Effect of Poly(butyl acrylate) on Poly(lactic acid)/Poly(butylene adipate-co-terephthalate) as Compatibilizer

이재빈 , 남기범 , 김언지 외 5명 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 2020.10 학술대회자료

Poly(butyl acrylate)를 포함하는 Poly(lactic acid)/Poly(butylene adipate-co-terephthalate) 블렌드의 상용성 및 충격 특성

이재빈 , 김도영 , 남기범 외 2명 폴리머 2020.09 학술저널

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폐플라스틱으로 인한 환경오염이 문제가 되는 가운데, 친환경 바이오매스 플라스틱이 이슈가 되고 있다. 특히 바이오매스의 하나인 셀룰로오스 나노섬유는 재생가능한 녹색 자원으로써, 목재로부터 기계적, 화학적 방법을 통해 쉽게 얻을 수 있는 친환경 첨가제이다. 우수한 인장강도와 높은 비표면적, 낮은 가스 투과도, 투명성, 경량성 등의 특성을 가지고 있으며 복합재, 일회용품, 제지산업, 식품 포장, 화장품, 필터 등 널리 쓰이고 있다.
그러나 셀룰로오스 나노섬유는 분자내 혹은 분자와 분자 사이에서 작용하는 수소 결합으로 인해 다른 플라스틱과의 합성 시 분산에 어려움을 가지고 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위하여 셀룰로오스 나노섬유의 개질을 통해 고분자 내에서의 분산성을 향상시키기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 무기물 중 하나인 실리카를 이용한 표면 개질을 통해 셀룰로오스 나노섬유의 고분자 내 분산성을 향상시켰다. FT-IR을 통해 셀룰로오스 나노섬유의 개질 유무를 판단하였고, SEM, DSC, DMA, TGA, UTM을 통해 셀룰로오스 나노섬유를 첨가한 고분자 나노복합소재의 모폴로지와 열적, 동적 점탄성, 내열 특성, 기계적 물성을 측정하였다. 무기물로 개질된 셀룰로오스 나노섬유는 EDS를 통해 고분자 내의 분산성이 향상된 것을 확인할 수 있었고, 셀룰로오스 나노섬유의 표면에 개질된 작용기의 종류에 따라 고분자 나노복합소재의 기계적 물성이 변화하는 것을 관찰하였다.

#Modification #Cellulose Nanofiber #Silica Nanoparticle #Poly(lactic acid) #Polypropylene

1. Introduction 1
2. Experimental 5
2.1 Materials 5
2.2 Surface Modification 7
2.2.1 Cellulose Nanofiber Modified with Silica 7
2.2.2 Modification of Silicated Cellulose Nanofiber 7
2.3 Preparation of Polymer Nanocomposites 9
2.3.1 PLA/CNF Nanocomposites 9
2.3.2 PP/CNF Nanocomposites 9
2.4 Characterizations 12
2.4.1 Field Emission Scanning Electron Microscope (FE-SEM) 12
2.4.2 Energy Dispersive Spectrometer (EDS) 12
2.4.3 Bio-Transmission Electron Microscopy (Bio-TEM) 12
2.4.4 Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR) 12
2.4.5 Thermogravimetric Analysis (TGA) 13
2.4.6 Differential Scanning Calorimetry (DSC) 13
2.4.7 Dynamic Mechanical Analysis (DMA) 14
2.4.8 Universal Testing Machine (UTM) 14
3. Results & Discussion 15
3.1 Surface Modification of Cellulose Nanofiber 15
3.1.1 Morphology 15
3.1.2 Surface Composition Analysis 18
3.1.3 Thermal Stabilities 22
3.2 Polymer Nanocomposites 24
3.2.1 Morphology 24
3.2.2 Crystallinities 32
3.2.3 Dynamic Viscoelastic Properties 37
3.2.4 Thermal Stabilities 40
3.2.5 Mechanical Properties 42
4. Conclusion 47
5. References 49
6. Abstract (Korean) 52

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