[학위논문]CaSO4 표면 처리가 PBAT/PLA/CaSO4 composite sheet의 공정 및 물성에 미치는 영향 Effect of CaSO4 surface treatment on the physical properties and process ability of PBAT/PLA/CaSO4 composite sheet원문보기
본 연구에서는 CaSO4의 함량 및 표면처리가 PBAT의 열적, 유변학적, 기계적 물성, 분산성에 미치는 영향을 확인하였다. 또한, PBAT/PLA/ composites sheet를 제조하여, CaSO4 표면처리가 sheet의 공정과 물성에 미치는 영향을 확인하였다. 고분자 재료로 Poly[(butylene adipate)-co–terephthalate](PBAT)와 Poly(lactic acid)(PLA)를 사용하였으며, 무기물은 비료의 부산물로 발생하는 흰색의 CaSO4를 사용하였다. 표면처리는 stearic acid를 이용하여 CaSO4 대비 3wt%로 진행하였다. 제조된 시료 PBAT/CaSO4, PBAT/SA-CaSO4 compound는(1, 5, 10wt%)를 co-rotating twin screw를 이용해 압출 하였다. 제조 된 샘플을 가지고 Differential ...
본 연구에서는 CaSO4의 함량 및 표면처리가 PBAT의 열적, 유변학적, 기계적 물성, 분산성에 미치는 영향을 확인하였다. 또한, PBAT/PLA/ composites sheet를 제조하여, CaSO4 표면처리가 sheet의 공정과 물성에 미치는 영향을 확인하였다. 고분자 재료로 Poly[(butylene adipate)-co–terephthalate](PBAT)와 Poly(lactic acid)(PLA)를 사용하였으며, 무기물은 비료의 부산물로 발생하는 흰색의 CaSO4를 사용하였다. 표면처리는 stearic acid를 이용하여 CaSO4 대비 3wt%로 진행하였다. 제조된 시료 PBAT/CaSO4, PBAT/SA-CaSO4 compound는(1, 5, 10wt%)를 co-rotating twin screw를 이용해 압출 하였다. 제조 된 샘플을 가지고 Differential Scanning Calorimeter(DSC)와 Thermo Gravimetric Analysis(TGA)를 통해 결정화도와 열분해 온도를 확인하고, Capillary rheometer를 이용하여 전단점도를 확인하였다. 그리고 Universal Testing Machine(UTM)을 이용하여 기계적인 특성인 인장강도 및 절단 신도를 확인하였으며, Scanning Electron Microscope (SEM)을 이용하여 고분자 matrix인 PBAT 내 의 분산성을 확인하였다. PBAT/CaSO4 compound에서 CaSO4 표면 처리 전보다 표면 처리 후에 응집현상이 감소하고, 분산성이 좋아짐을 확인하였다. 표면처리 전 CaSO4 경우, 량이 증가함에 따라 PBAT compound의 인장 강도와 절단신도는 감소하였으며, 표면처리 후 CaSO4 경우는 강도와 신도가 좋아졌다. 특히 5wt%까지는 강도가 증가하는 모습이 나타났다. 생산된 PBAT/PLA/CaSO4 composite sheet를 연신한 결과, CaSO4 표면 처리하면 composites sheet의 연신 공정성이 향상되었다. 이러한 결과는 CaSO4 표면 처리 후 sheet 내 무기물의 분산성 향상에 기인하는 것으로 판단된다. 동일한 연신 배율 (Draw ratio(DR) = 1,4)일 때, film의 단면을 확인하였다. DR=4인 PBAT/PLA/CaSO4 composites film은 주변에 crack이 발생하였고, DR=4인 PBAT/PLA/SA-CaSO4 composite film은 CaSO4 발생하였고, DR=4인 PBAT/PLA/SA- composite film은 주변에 거의 crack이 발생하지 않았다. 이것은 stearic acid에 의한 CaSO4의 접착력 향상 때문이다. PBAT/PLA/CaSO4 composite film이 동일한 연신 비 일 때, CaSO4 표면처리가 composite film의 기계적 물성에 미치는 영향을 확인하였다. 모든 연신비 (Draw ratio)에서 PBAT/PLA/SA-CaSO4 composite film이 강도 및 신도가 PBAT/PLA/CaSO4 composite film보다 높았다. 이것은 CaSO4 의 분산이 좋아진 것과 연신 시 발생하는 crack의 영향으로 기계적 물성 차이가 발생하는 것으로 사료된다. 따라서 , CaSO4를 표면처리하게 되면 PBAT/PLA/CaSO4 composite sheet의 기계적 물성 및 연신 가공성이 향상되는 것으로 확인된다. 또한, 비료 부산물로 발생하는 CaSO4를 고분자 필름의 filler로 이용하여, CaSO4의 새로운 활용 방안으로 이용 될 수 있음을 시사하였다.
본 연구에서는 CaSO4의 함량 및 표면처리가 PBAT의 열적, 유변학적, 기계적 물성, 분산성에 미치는 영향을 확인하였다. 또한, PBAT/PLA/ composites sheet를 제조하여, CaSO4 표면처리가 sheet의 공정과 물성에 미치는 영향을 확인하였다. 고분자 재료로 Poly[(butylene adipate)-co–terephthalate](PBAT)와 Poly(lactic acid)(PLA)를 사용하였으며, 무기물은 비료의 부산물로 발생하는 흰색의 CaSO4를 사용하였다. 표면처리는 stearic acid를 이용하여 CaSO4 대비 3wt%로 진행하였다. 제조된 시료 PBAT/CaSO4, PBAT/SA-CaSO4 compound는(1, 5, 10wt%)를 co-rotating twin screw를 이용해 압출 하였다. 제조 된 샘플을 가지고 Differential Scanning Calorimeter(DSC)와 Thermo Gravimetric Analysis(TGA)를 통해 결정화도와 열분해 온도를 확인하고, Capillary rheometer를 이용하여 전단점도를 확인하였다. 그리고 Universal Testing Machine(UTM)을 이용하여 기계적인 특성인 인장강도 및 절단 신도를 확인하였으며, Scanning Electron Microscope (SEM)을 이용하여 고분자 matrix인 PBAT 내 의 분산성을 확인하였다. PBAT/CaSO4 compound에서 CaSO4 표면 처리 전보다 표면 처리 후에 응집현상이 감소하고, 분산성이 좋아짐을 확인하였다. 표면처리 전 CaSO4 경우, 량이 증가함에 따라 PBAT compound의 인장 강도와 절단신도는 감소하였으며, 표면처리 후 CaSO4 경우는 강도와 신도가 좋아졌다. 특히 5wt%까지는 강도가 증가하는 모습이 나타났다. 생산된 PBAT/PLA/CaSO4 composite sheet를 연신한 결과, CaSO4 표면 처리하면 composites sheet의 연신 공정성이 향상되었다. 이러한 결과는 CaSO4 표면 처리 후 sheet 내 무기물의 분산성 향상에 기인하는 것으로 판단된다. 동일한 연신 배율 (Draw ratio(DR) = 1,4)일 때, film의 단면을 확인하였다. DR=4인 PBAT/PLA/CaSO4 composites film은 주변에 crack이 발생하였고, DR=4인 PBAT/PLA/SA-CaSO4 composite film은 CaSO4 발생하였고, DR=4인 PBAT/PLA/SA- composite film은 주변에 거의 crack이 발생하지 않았다. 이것은 stearic acid에 의한 CaSO4의 접착력 향상 때문이다. PBAT/PLA/CaSO4 composite film이 동일한 연신 비 일 때, CaSO4 표면처리가 composite film의 기계적 물성에 미치는 영향을 확인하였다. 모든 연신비 (Draw ratio)에서 PBAT/PLA/SA-CaSO4 composite film이 강도 및 신도가 PBAT/PLA/CaSO4 composite film보다 높았다. 이것은 CaSO4 의 분산이 좋아진 것과 연신 시 발생하는 crack의 영향으로 기계적 물성 차이가 발생하는 것으로 사료된다. 따라서 , CaSO4를 표면처리하게 되면 PBAT/PLA/CaSO4 composite sheet의 기계적 물성 및 연신 가공성이 향상되는 것으로 확인된다. 또한, 비료 부산물로 발생하는 CaSO4를 고분자 필름의 filler로 이용하여, CaSO4의 새로운 활용 방안으로 이용 될 수 있음을 시사하였다.
In this study, the effects of CaSO4 content and surface treatment on the thermal, rheological, mechanical and dispersibility of PBAT were studied. In addition, PBAT/PLA/CaSO4 composites sheet was made, and the effect of CaSO4 urface treatment on the sheet process and physical properties was confirme...
In this study, the effects of CaSO4 content and surface treatment on the thermal, rheological, mechanical and dispersibility of PBAT were studied. In addition, PBAT/PLA/CaSO4 composites sheet was made, and the effect of CaSO4 urface treatment on the sheet process and physical properties was confirmed. Poly[(butylene adipate)-co-terephthalate] and poly(lactic acid) were used as polymer materials, and CaSO4 was used as a by-product of fertilizer. Surface treatment was performed at 3wt% compared to CaSO4 using stearic acid. The prepared PBAT/CaSO4, PBAT/SA-CaSO4 compound (1,5,10wt%) was extruded using co-rotating twin screw. With the made samples, crystallinity and pyrolysis temperature were checked through Differential Scanning Calorimeter (DSC) and Thermo Gravimetric Anlysis (TGA), and shear viscosity was checked using Capillary rheometer. The tensile strength and elongation at break of mechanical properties were confirmed using Universal Testing Machine (UTM), and the dispersibility of in PBAT, a polymer matrix, was verified using Scanning Electron Microscope (SEM). In the PBAT/CaSO4 compound, the flocculation phenomenon was decreased and the dispersibility was improved after the surface treatment than before the CaSO4 surface treatment. In case of CaSO4 before surface treatment, the tensile strength and elongation at break of PBAT/CaSO4 compound decreased as the content increased. Especially, the SA-CaSO4 ontent was shown to increase the strength up to 5wt%. As a result of stretching the made PBAT/PLA/CaSO4 composite sheet, the surface treatment of CaSO4 improved the stretching processability of the composties sheet. This result is believed to be due to the improved dispersibility of inorganic materials in the sheet after CaSO4 surface treatment. When the same draw ratio, the cross section of the film was confirmed. The PBAT/PLA/CaSO4 composites film with dr = 4 cracked crack around CaSO4. But the composite film using SA-CaSO4 can’t found crack. This is due to the improved adhesion by stearic acid. When PBAT/PLA/CaSO4 composite flim was the same draw ratio, the effect of CaSO4 surface treatment on the mechanical properties of composite film was confirmed. At all draw ratios, the PBAT/PLA/SA-CaSO4 compostie film was higher than the PBAT/PLA/CaSO4 composite film. This may be due to the improved dispersibility of CaSO4 and the effects of cracks during stretching. Therefore, surface treatment of CaSO4 improves the mechanical properties and stretchability of the PBAT/PLA/CaSO4 omposite sheet. In addition, it was suggested that CaSO4 generated as a by-product of fertilizer could be used as a application method of caso4 by using as a filler of polymer film.
In this study, the effects of CaSO4 content and surface treatment on the thermal, rheological, mechanical and dispersibility of PBAT were studied. In addition, PBAT/PLA/CaSO4 composites sheet was made, and the effect of CaSO4 urface treatment on the sheet process and physical properties was confirmed. Poly[(butylene adipate)-co-terephthalate] and poly(lactic acid) were used as polymer materials, and CaSO4 was used as a by-product of fertilizer. Surface treatment was performed at 3wt% compared to CaSO4 using stearic acid. The prepared PBAT/CaSO4, PBAT/SA-CaSO4 compound (1,5,10wt%) was extruded using co-rotating twin screw. With the made samples, crystallinity and pyrolysis temperature were checked through Differential Scanning Calorimeter (DSC) and Thermo Gravimetric Anlysis (TGA), and shear viscosity was checked using Capillary rheometer. The tensile strength and elongation at break of mechanical properties were confirmed using Universal Testing Machine (UTM), and the dispersibility of in PBAT, a polymer matrix, was verified using Scanning Electron Microscope (SEM). In the PBAT/CaSO4 compound, the flocculation phenomenon was decreased and the dispersibility was improved after the surface treatment than before the CaSO4 surface treatment. In case of CaSO4 before surface treatment, the tensile strength and elongation at break of PBAT/CaSO4 compound decreased as the content increased. Especially, the SA-CaSO4 ontent was shown to increase the strength up to 5wt%. As a result of stretching the made PBAT/PLA/CaSO4 composite sheet, the surface treatment of CaSO4 improved the stretching processability of the composties sheet. This result is believed to be due to the improved dispersibility of inorganic materials in the sheet after CaSO4 surface treatment. When the same draw ratio, the cross section of the film was confirmed. The PBAT/PLA/CaSO4 composites film with dr = 4 cracked crack around CaSO4. But the composite film using SA-CaSO4 can’t found crack. This is due to the improved adhesion by stearic acid. When PBAT/PLA/CaSO4 composite flim was the same draw ratio, the effect of CaSO4 surface treatment on the mechanical properties of composite film was confirmed. At all draw ratios, the PBAT/PLA/SA-CaSO4 compostie film was higher than the PBAT/PLA/CaSO4 composite film. This may be due to the improved dispersibility of CaSO4 and the effects of cracks during stretching. Therefore, surface treatment of CaSO4 improves the mechanical properties and stretchability of the PBAT/PLA/CaSO4 omposite sheet. In addition, it was suggested that CaSO4 generated as a by-product of fertilizer could be used as a application method of caso4 by using as a filler of polymer film.
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