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변성 폴리에틸렌의 제조 및 물성 : 2. 필름의 물성 및 열접착 특성
Preparation and Properties of Modified Polyethylenes: 2. Physical and Heat-Seal Properties of Films 원문보기

접착 및 계면 = Journal of adhesion and interface, v.3 no.3, 2002년, pp.15 - 21  

이재흥 (한국화학연구원 화학소재연구부) ,  이상헌 (한국화학연구원 화학소재연구부)

초록
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Poly(ethylene-co-methylacrylate)(PEMA)를 KOH, 암모니아 수용액과 반응시켜 측쇄에 -COOK, $-CONH_2$, -COOH를 갖는 변성 폴리에틸렌 수분산액을 제조하였다. 수분산액을 캐스팅하여 필름으로 제조한 후 열적, 기계적, 열접착 특성을 조사하였다. 변성 폴리에틸렌 필름은 열이력에 따라 유리전이온도는 변화하지 않았으나 용융피크는 큰 변화가 관찰 되었다. 1차 가열 시 3개의 용융피크가 관찰되었으나 2차 가열 시에는 1개의 용융 피크가 관찰되었다. 아마이드 그룹의 함량을 증가시키면 인장 모듈러스가 증가하였으며 -COOK를 증가시키면 측기 중의 70 몰% 부근에서 최저의 인장강도를 나타내었다. 변성 폴리에틸렌 필름의 열접착은 폴리에틸렌 필름 보다 낮은 약 $80^{\circ}C$부터 가능하였으며 $90^{\circ}C$에서의 열접착 강도는 측기 중 약 70 몰% -COOK 농도에서 최저값을 나타내었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The modified polyethylene(m-PE) films were prepared from aqueous dispersions which were synthesized by reacting poly(ethylene-co-methylacrylate) with aqueous KOH and ammonia solution to attach -COOK, $CONH_2$, and COOH as pendent groups in the polyethylene backbones. Thermal, tensile and ...

주제어

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제안 방법

  • 고형분 함량이 15 wt%로 일정한 변성 폴리에틸렌 수 분산액을 깨끗한 유리판에 균일하게 도포 한 다음 항온 항습기에서 넣어 필름을 건조하였다. 90℃, 90% 상대습도에서 4시간 동안 필름을 제조한 후 이형하여 건조하여 약 25 pm 두께의 필름을 얻었다.
  • ASTM D-638 중의 type V에 따라 시편 제작용 펀치롤 사용하여 필름으로부터 시편을 만든 후 Instron (Model 1125)을 사용하여 인장 특성 올 측정하였다. 이때 crosshead speed는 50 mm/min 이었다.
  • 원료로서 폴리에틸렌 네틸아크릴레이트 (pol y (ethy 1 ene-co-methyl acryl ate). PEMA로 표기)를 KOH 및 암모니아 수용액과 고온, 고암에서 반응시켜 네틸아크릴레이트에 있는 에스터 그룹을 카르복실산(carboxylic acid), 카르복실산 칼튬(potassium carboxylate), 아마이드 그룸으로 변화시켜 안정성이 우수한 변성폴리에틸렌 수분산액을 제조하고 이롤 필름으로 캐스팅하여 이들 측쇄 그룹들의 조성비에 따른 필름의 열적, 기계적 열접착 등의 특성 변화를 조사하였다.
  • 본 연구에서 제조한 변성 폴리에틸렌 필름의 인장 특성은 제조 조건인 반응시간, 빈웅온도 등에 영향을 받을 것으로 예상되어 최적의 제조조건을 찾기 위해 반응시간 및 반응은도롤 변화시켜가며 함성하여 얻은 수분산액으로부터 제조한 필름의 인장특성을 Figure 3 및 Figure 4에 나타내었다.
  • 열점착성을 측정하기 위해서는 온도, 시간, 압력이 조절되는 열접착 장치가 필요하다, 본 연구에서는 주위에서 쉽게 볼 수 있는 봉투의 열접착 포장용 장치와 비슷하게 열접착 장치를 제작 사용하였다. 열접착 장치는 air cylinder롤 사용하여 열접착 압력, 시간, 접착면의 표면온도 조절이 가능하며 ASTM F-88 및 TAPPI 517 방법을 응용, 다음과 같은 방법으로 시편을 제작하고 열접착 강도(seal strength)롤 측정하였다.
  • 열접착 장치는 air cylinder롤 사용하여 열접착 압력, 시간, 접착면의 표면온도 조절이 가능하며 ASTM F-88 및 TAPPI 517 방법을 응용, 다음과 같은 방법으로 시편을 제작하고 열접착 강도(seal strength)롤 측정하였다.
  • 제조된 변성 폴리에틸렌 수분산액을 이용한 필름 제조는 온도, 습도가 각각 조질되는 항은 항습기롤 이용하여 실시하였다. 이때 온도는 ±0, 1, 습도는 ±3% 이내로 조절하였다.
  • 제조된 필름의 열 분석을 위하여 Du Pont 사의 Thermal Analyzed 사용하였으며 Differential Scanning Calorimetry (DSC) 실험의 경우 70℃ 감압 하에서 3일간 건조한 시료 약 10 mg을 정확히 무게를 달아 10℃/min의 가열속도로 질소분위기(유속 : 30 cc/min) 종]에서 측정하였다.

대상 데이터

  • 본 논문에서는 폴리에틸렌의 측쇄에 카르복실그롬 이외에 아마이드 그롭을 갖는 변성 폴리에틸롄을 제조하였다. 원료로서 폴리에틸렌 네틸아크릴레이트 (pol y (ethy 1 ene-co-methyl acryl ate).
  • 제조하였다. 원료로서 폴리에틸렌 네틸아크릴레이트 (pol y (ethy 1 ene-co-methyl acryl ate). PEMA로 표기)를 KOH 및 암모니아 수용액과 고온, 고암에서 반응시켜 네틸아크릴레이트에 있는 에스터 그룹을 카르복실산(carboxylic acid), 카르복실산 칼튬(potassium carboxylate), 아마이드 그룸으로 변화시켜 안정성이 우수한 변성폴리에틸렌 수분산액을 제조하고 이롤 필름으로 캐스팅하여 이들 측쇄 그룹들의 조성비에 따른 필름의 열적, 기계적 열접착 등의 특성 변화를 조사하였다.
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