Poly(lactic acid)는 자연에서 생분해가 가능하며 다른 생분해성 플라스틱보다 좋은 물성을 가지고 있다. 그래서 석유계 플라스틱을 대체할 소재로 대두되고 있다. 하지만 PLA는 결정화속도가 느려 최종산물의 결정화도가 낮아서 기계적 성질이 좋지 않아 PLA 생성물의 결정화도를 향상시키기 위한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 PLA와 친환경 천연 충전재인 셀룰로오스 나노크리스탈(...
Poly(lactic acid)는 자연에서 생분해가 가능하며 다른 생분해성 플라스틱보다 좋은 물성을 가지고 있다. 그래서 석유계 플라스틱을 대체할 소재로 대두되고 있다. 하지만 PLA는 결정화속도가 느려 최종산물의 결정화도가 낮아서 기계적 성질이 좋지 않아 PLA 생성물의 결정화도를 향상시키기 위한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 PLA와 친환경 천연 충전재인 셀룰로오스 나노크리스탈(CNC)가 도입된 PLA/CNC 나노복합재료의 물성을 조사하였다. PLA 및 PLA/CNC 나노복합재료는 용융혼합 및 압축성형에 의해 제조하였다. CNC의 함량에 따른 PLA/CNC 나노복합재료의 인장특성, 충격강도, 열적 특성 및 결정화 거동을 각각 측정하였다. CNC의 함량이 늘어날수록 나노복합재료의 인장강도, 인장탄성률 및 결정화도는 증가하였지만 유리전이온도, 냉각결정화 시작온도, 및 파단 신율은 감소하였다. 충격강도는 CNC 1 phr일 때가 가장 높았다. 게다가 등온결정화 거동에 대해 Avrami 식을 이용하여 해석한 결과, PLA 및 PLA/CNC 나노복합재료의 Avrami 지수는 약 1로 나타났고 이는 원반형 또는 막대형 결정성장의 메커니즘을 나타냄을 의미하였다. 또한 CNC 함량이 클수록, 등온결정화온도가 105 °C에 가까울수록 결정화속도 및 결정화도가 높았다. 2번째 승온과정 중 용융에 대한 두 개의 흡열피크가 관찰되었으며 이는 결정화과정 중 두 종류(α`, α)의 결정이 생성되었음을 의미한다.
Poly(lactic acid)는 자연에서 생분해가 가능하며 다른 생분해성 플라스틱보다 좋은 물성을 가지고 있다. 그래서 석유계 플라스틱을 대체할 소재로 대두되고 있다. 하지만 PLA는 결정화속도가 느려 최종산물의 결정화도가 낮아서 기계적 성질이 좋지 않아 PLA 생성물의 결정화도를 향상시키기 위한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 PLA와 친환경 천연 충전재인 셀룰로오스 나노크리스탈(CNC)가 도입된 PLA/CNC 나노복합재료의 물성을 조사하였다. PLA 및 PLA/CNC 나노복합재료는 용융혼합 및 압축성형에 의해 제조하였다. CNC의 함량에 따른 PLA/CNC 나노복합재료의 인장특성, 충격강도, 열적 특성 및 결정화 거동을 각각 측정하였다. CNC의 함량이 늘어날수록 나노복합재료의 인장강도, 인장탄성률 및 결정화도는 증가하였지만 유리전이온도, 냉각결정화 시작온도, 및 파단 신율은 감소하였다. 충격강도는 CNC 1 phr일 때가 가장 높았다. 게다가 등온결정화 거동에 대해 Avrami 식을 이용하여 해석한 결과, PLA 및 PLA/CNC 나노복합재료의 Avrami 지수는 약 1로 나타났고 이는 원반형 또는 막대형 결정성장의 메커니즘을 나타냄을 의미하였다. 또한 CNC 함량이 클수록, 등온결정화온도가 105 °C에 가까울수록 결정화속도 및 결정화도가 높았다. 2번째 승온과정 중 용융에 대한 두 개의 흡열피크가 관찰되었으며 이는 결정화과정 중 두 종류(α`, α)의 결정이 생성되었음을 의미한다.
Poly(lactic acid) (PLA) is biodegradable in nature and has reasonable physical properties compared to other biodegradable plastics. So, it is emerging as a substitute for petroleum plastics. In this study, to improve mechanical properties of PLA cellulose nanocrystal (CNC), which is environmentally ...
Poly(lactic acid) (PLA) is biodegradable in nature and has reasonable physical properties compared to other biodegradable plastics. So, it is emerging as a substitute for petroleum plastics. In this study, to improve mechanical properties of PLA cellulose nanocrystal (CNC), which is environmentally friendly natural nanofiller, was used. The neat PLA and PLA/CNC nanocomposites samples were prepared by melt mixing and compression molding. The tensile properties, impact strength, thermal properties and crystallization behaviors of the PLA and PLA/CNC nanocomposites with different CNC content were measured. As the content of CNC increased, tensile strength, tensile modulus and crystallinity of the PLA/CNC nanocomposites increased, but the glass transition temperature, cold crystallization beginning temperature and elongation at break decreased. Impact strength was the highest at the CNC content of 1 phr. In addition, the isothermal crystallization behavior of the PLA and PLA/CNC nanocomposites was analyzed by DSC. Theoretical analysis of the isothermal crystallization behavior using Avrami equation showed that the Avrami exponents of the PLA and PLA/CNC nanocomposites were about 1, meaning a disc- or rod-shaped crystal growth mechanism. The higher the content of CNC and the closer the isothermal crystallization temperature is to 105 oC, the higher the crystallization rate and crystallinity. Two endothermic peaks for melting were observed during the second heating step, which indicated that two crystal structures (α`, α) were formed during the crystallization process.
Poly(lactic acid) (PLA) is biodegradable in nature and has reasonable physical properties compared to other biodegradable plastics. So, it is emerging as a substitute for petroleum plastics. In this study, to improve mechanical properties of PLA cellulose nanocrystal (CNC), which is environmentally friendly natural nanofiller, was used. The neat PLA and PLA/CNC nanocomposites samples were prepared by melt mixing and compression molding. The tensile properties, impact strength, thermal properties and crystallization behaviors of the PLA and PLA/CNC nanocomposites with different CNC content were measured. As the content of CNC increased, tensile strength, tensile modulus and crystallinity of the PLA/CNC nanocomposites increased, but the glass transition temperature, cold crystallization beginning temperature and elongation at break decreased. Impact strength was the highest at the CNC content of 1 phr. In addition, the isothermal crystallization behavior of the PLA and PLA/CNC nanocomposites was analyzed by DSC. Theoretical analysis of the isothermal crystallization behavior using Avrami equation showed that the Avrami exponents of the PLA and PLA/CNC nanocomposites were about 1, meaning a disc- or rod-shaped crystal growth mechanism. The higher the content of CNC and the closer the isothermal crystallization temperature is to 105 oC, the higher the crystallization rate and crystallinity. Two endothermic peaks for melting were observed during the second heating step, which indicated that two crystal structures (α`, α) were formed during the crystallization process.
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