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PLA/PMMA/PBAT 블렌드의 상용성 및 조성에 의한 특성 연구
Study of Properties for Compatibility and Composition of PLA/PMMA/PBAT Blends

한국섬유공학회지 = Textile science and engineering, v.52 no.4, 2015년, pp.258 - 263  

한지연 (인하대학교 대학원 유기응용재료공학과) ,  차주희 (인하대학교 대학원 유기응용재료공학과) ,  안승재 (인하대학교 대학원 유기응용재료공학과) ,  전한용 (인하대학교 유기응용재료공학과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The viscoelastic behavior and tensile properties of PLA blends and PLA/PMMA/PBAT blends were measured, and an image analysis was performed, to examine the compatibility of PLA, PBAT, and PMMA. PLA/PMMA blends were found to exhibit a high level of compatibility for all compositions. The thermal stabi...

주제어

#iscoelastic behavior   #image analysis   #tensile properties   #PLA/PMMA/PBAT blends   #compatibility  

AI 본문요약
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문제 정의

  • PLA/PMMA 블렌드의 경우 PMMA의 함량이 증가할수록 modulus와 tensile strength가 증가하는 현상이 나타나며 그 값은 PMMA보다 낮고 PLA보다 높은 값을 가진다. 고분자 블렌드는 사용된 수지의 물성 및 상용성, 계면접착력 등에 의해서 물성이 결정되는데 본 연구에 서는 PMMA의 높은 물성과 PLA와 PMMA가 가지는 높은 상용성에 의한 물성증가로 판단할 수 있다. 또한 tan δ 그래프와 SEM 이미지에서 확인했듯이 PLA와 PBAT 두 수지는 상용성이 좋지 않기 때문에 PBAT가 첨가된 삼성분 블렌드에서는 물성저하가 나타나는 것을 확인할 수 있다.
  • 상용화 제가 첨가되면 비상용성 블렌드의 물성은 개선되지만 고분자수지 외의 재료가 포함되므로 공정상의 불리함을 가진다. 따라서 본 연구에서는 PLA/PMMA/PBAT 삼성분 블렌딩을 통해 PLA/PMMA/PBAT 블렌드의 상용성 여부를 알아보고 PMMA의 PLA/PBAT 블렌드 상용화제로의 사용 가능성을 고찰하였다. 또 블렌드의 열안정성 및 T g 변화를 알아보기 위한 DMA(dynamic mechanical analysis), 상분리 및 droplet 크기, 분포 등을 알아보기 위한 SEM(scanning electron microscope) 분석, 블렌드의 역학적 특성 변화를 파악하기 위한 인장 실험을 진행하여 PMMA 함량에 따른 삼성분 블렌드와 PLA/PMMA 블렌드의 특성을 고찰하 였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
PLA의 특징은 무엇인가? 대표적인 생분해성 고분자인 PLA(poly lactic acid)는 높은 강성을 가지며 우수한 생분해성과 생체적합성 및 환경 친화성을 가지고 있어 다양한 분야에 사용되고 있다. PLA 는 단독으로도 쓰이지만 생분해성 고분자의 가격 하락 및물성 향상, 사용 범위 확대를 목적으로 여러 범용 고분자 와의 블렌딩이 많이 연구되고 있다.
PLA와 PMMA/PBAT간의 연구가 활발히 이루어지고 있는 이유는? 그 중 PMMA(poly methyl methacrylate)는 PLA와 상용 성이 높은 범용 고분자 중 하나이고[10−13], PBAT(poly butylene adipate-co-terephthalate)는 생분해성 고분자이며 높은 충격강도와 연신율을 가지고 있어 PLA/PMMA, PLA/ PBAT 블렌딩 연구가 많이 진행되고 있다. 하지만 PBAT는 PLA와 비상용성을 갖기 때문에 상용화제 첨가와 같은 방법이 필요하다[8,9].
PLA와의 블렌딩에 사용되는 상용성과 비상용성 고분자에 따른 예는 무엇인가? PLA와의 블렌딩에 사용되는 범용 고분자는 그 종류에 따라 상용성과 비상용성 으로 나눠지며 PLA와 상용성을 갖는 경우 상용화제의 첨가 없이 블렌딩이 가능하지만 비 상용성인 경우 첨가제가 필요하다[1−7]. 예를 들어 PVA, PMMA, PC는 PLA와 높은 상용성을 보여 블렌딩 시 첨가제가 필요하지 않으나[1,2,4] PP, PBAT는 비 상용성이므로 첨가제가 필요하다[6−9].
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참고문헌 (15)

  1. A. M. Gajria, V. Dave, R. A. Gross, and S. P. McCarthy, "Miscibility and Biodegradablility of Blends of Poly(lactic acid) and Poly(vinyl acetate)", Polymer, 1996, 37, 437-444. 

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  2. J. B. Lee, Y. K. Lee, G. D. Choi, S. W. Na, T. S. Park, and W. N. Kim, "Compatibilizing Effects for Improving Mechanical Properties of Biodegradable Poly(lactic acid) and Polycarbonate Blends", Polym. Degrad. Stabil., 2011, 96, 553-560. 

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  3. Y. Wang, S. M. Chiao, T.-F. Hung, and S.-Y. Yang, "Improvement in Toughness and Heat Resistance of Poly(lactic acid)/Polycarbonate Blend Through Twin-screw Blending: Influence of Compatibilizer Type", J. Appl. Polym. Sci., 2012, 125, E402-E412. 

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  4. B. Imre, K. Renner, and B. Pukanszky, "Interactions, Structure and Properties in Poly(lactic acid)/thermoplastic Polymer Blends", Exp. Polym. Lett., 2014, 8, 2-14. 

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  5. H. Chen, M. Pyda, and P. Cebe, "Non-isothermal Crystallization of PET/PLA Blends", Thermochimica Acta, 2009, 492, 61-66. 

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  6. N. Ploypetchara, P. Suppakul, D. Atong, and C. Pechyen, "Blends of Polypropylene/poly(lactic acid) for Medical Packaging Application: Physicochemical, Thermal, Mechanical, and Barrier Properties", Energy Procedia, 2014, 56, 201-210. 

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  7. P. Choudhary, S. Mohanty, S. K. Nayak, and L. Unnikrishnan, "Poly(L-lactide)/polypropylene Blends: Evaluation of Mechanical, Thermal, and Morphological Characteristics", J. Appl. Polym. Sci., 2011, 121, 3223-3237. 

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  8. G. Zhang, J. Zhang, S. Wang, and D. Shen, "Miscibility and Phase Structure of Binary Blends of Polylactide and Poly(methyl methacrylate)", J. Polym. Sci. Part B: Polym. Phys., 2003, 41, 23-30. 

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  9. C. Samuel, J. M. Raquez, and P. Dubois, "PLLA/PMMA Blends: A Shear-induced Miscibility with Tunable Morphologies and Properties?", Polymer, 2013, 54, 3931-3939. 

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  10. D. Cossement, R. Gouttebaron, V. Cornet, P. Viville, M. Hecq, and R. Lazzaroni, "PLA-PMMA Blends: A Study by XPS and OoF-SIMS", Appl. Surface Sci., 2006, 252, 6636-6639. 

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  11. W. Liangyan, J. Xiabin, C. Haibo, H. Xiuli, Y. Lixin, and H, Yubin, "Blends of Linear and Long-chain Branched Poly(Llactide) s with High Melt Strength and Fast Crystallization Rate", Ind. Eng. Chem. Res., 2012, 51, 10088-10099. 

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  12. J. Long, L. Bo, and Z. Jiwen, "Properties of Poly(lactic acid)/poly(butylene adipate-co-terephthalate)/nanoparticle Ternary Composites", Ind. Eng. Chem. Res., 2009, 48, 7592-7602. 

  13. J. H. Cha, S. J. Ann, and H. Y Jeon, "Analysis of Dynamic and Creep Behaviors of PLA Blends with Blending Ratio", Polymer (Korea), 2015, 39, 556-571. 

  14. A. Teamsinsungvon, Y. Rusakulpiwat, and K. Jurukumjorn, "Mechanical and Morphological Properties of Poly(lactic acid)/poly(butylene adipate-co-terephthalate)/Calcium Carbonate Composite", 18th International Conference on Composite Materials, Edinburgh, Scotland, 2009. 

  15. Y. S. Choi and H. Y. Jeon, "Analysis of Morphology and Viscoelastic Behavior of LCP/PET Blends by Repeated Extrusion", Polymer(Korea), 2015, 39, 475-479. 

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