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플라스틱 폐기물에 의한 오염문제를 해결하기 위해 생분해 플라스틱에 대한
연구가 활발히 진행되고 있다. 일회용컵, 비닐봉지 등의 포장재를 대체하기
위한 소재로 셀룰로오스, 키틴, 전분, 한천 등의 천연고분자에 대한 관심이
증가하였다. 천연고분자는 자연에서 미생물에 의해 빠르게 분해가 가능하고,
무해하며, 가격이 저렴하지만, 기계적 물성과 내수성이 약하다는 단점으로
상용화에 제약이 있다. 본 연구에서는 한천을 주요물질로 자연 생분해가
가능한 필름을 제조하였으며, dextrose, ...

플라스틱 폐기물에 의한 오염문제를 해결하기 위해 생분해 플라스틱에 대한
연구가 활발히 진행되고 있다. 일회용컵, 비닐봉지 등의 포장재를 대체하기
위한 소재로 셀룰로오스, 키틴, 전분, 한천 등의 천연고분자에 대한 관심이
증가하였다. 천연고분자는 자연에서 미생물에 의해 빠르게 분해가 가능하고,
무해하며, 가격이 저렴하지만, 기계적 물성과 내수성이 약하다는 단점으로
상용화에 제약이 있다. 본 연구에서는 한천을 주요물질로 자연 생분해가
가능한 필름을 제조하였으며, dextrose, lactose, saccharose 와 블렌딩 및 citric acid
(CA), dicarboxy cellulose (DCC)와의 가교결합을 통해 기계적 특성 및 내수성을
개선하였다. Dextrose, lactose, saccharose 는 단/이당류 물질로서 미생물이 직접
탄소원으로 사용할 수 있어 생분해가 빠르게 가능하며, CA 및 DCC 는 여러
개의 카르복시기를 갖는 인체와 환경에 무해한 가교제이다.
블렌딩 및 가교결합으로 인한 기계적 특성의 변화를 파악하기 위해 tensile
test 를 수행하였으며, fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) 분석을 통해
분자 내 상호작용을 확인하였다. 내수성을 평가하기 위해서는 contact angle
analysis, water swelling ratio, water solubility 를 측정하였다. 우선적으로, 한천의
농도, pH 및 물성을 개선하기 위해 첨가한 글리세롤 농도, 리그닌 농도에 따른
영향을 평가하여 필름 제조를 위한 최적의 조건을 찾았으며, dextrose, lactose,
saccharose 와의 블렌딩을 통해 한천분자의 히드록시기와의 수소결합으로
필름의 유연성을 증가시키는 가소제로서의 사용가능성을 확인하였다. 또한, CA,
DCC 분자내 카르복시기와 한천의 히드록시기와의 가교 결합을 통해 기계적
물성과 내수성이 크게 증가시켜 한천의 패키징 소재로서의 가능성을
확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Sustainable biodegradable plastics for packaging have been studied to solve the problem of plastic waste. Interest in natural polymers such as cellulose, chitin, starch, and agar has increased as a material for renewable packaging materials such as disposable cups and plastic bags. Natural polymers ...

Sustainable biodegradable plastics for packaging have been studied to solve the problem of plastic waste. Interest in natural polymers such as cellulose, chitin, starch, and agar has increased as a material for renewable packaging materials such as disposable cups and plastic bags. Natural polymers are inexpensive, nontoxic, environmentally friendly, and can be rapidly biodegraded by microbes in nature, but, limitation of natural polymer such as the weak mechanical properties and water resistance causing a restriction for application. In this study, the film based on agar that can biodegrade in nature was manufactured, and the mechanical and water resistance properties were improved by the blending with dextrose, lactose, saccharose and crosslinking with citric acid (CA), dicarboxy cellulose (DCC). Dextrose, lactose, and saccharose are mono-/disaccharide that can be used directly by microorganisms as carbon sources, and CA and DCC are harmless cross-linker for the human and environment with multiple carboxyl group.
Tensile tests were performed to identify changes in mechanical properties due to blending and cross-linking bonds, and intramolecular interactions were confirmed through Fourier transform infra-red spectroscopy (FTIR) analysis. Contact angle analysis, water swelling ratio and water solubility were measured to evaluate water resistance property. First of all, the optimal conditions for preparing film were established by evaluating the effects of concentration of agar, glycerol, lignin and pH. Then, potential utilization as a plasticizer of dextrose, lactose, saccharose that increases flexibility of polymer through hydrogen bonds was confirmed. In addition, mechanical properties and water resistance was greatly increased by cross-linking between carboxyl group in CA and DCC molecules and hydroxyl group in agar, confirming the potential of agar as alternative packaging materials.

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