Polyethylene Glycol Acrylate를 이식 공중합 기반의 Poly Lactic Acid에 관한 기계적 특성 Mechanical Properties on Poly Lactic Acid based Graft Copolymer with Polyethylene Glycol Acrylate원문보기
리파아제 및 프로테이나아제와 같은 생분해성 효소는 지방산 에스테르 및 트리글리 세라이드뿐만 아니라 지방족 폴리에스테르를 가수 분해가 가능하다. 본 연구에서는 생분해성 효소가 자연 환경에서 PLA, 옥수수 전분 및 폴리에틸렌글리콜 등의 천연 지방족 폴리 물질이 분해에 중요한 역할인 생분해성을 측정했다. 본 실험에서는 PLA, PLA와 폴리에틸렌아크릴레이트, PLA 그라프트 중합체인 폴리에틸렌글리콜아크릴레이트를 사용한 PLAcoPolyethylene의 생분해성에 대해 실험하였다. 생분해성 고분자를 합성할 때. 이들의 기계적 특성은 생분해성도, 열적특성, 실시간으로 폴리머 수지의 전기적 모니터링을 통해 실험측정 결과, BOD와 PLAcoPolyethylene의 생분해도는 PLA와 그라프트 공중합된 폴리에틸렌아크릴레이트는 다른 시료보다 낮은 속도로 측정되었다.
리파아제 및 프로테이나아제와 같은 생분해성 효소는 지방산 에스테르 및 트리글리 세라이드뿐만 아니라 지방족 폴리에스테르를 가수 분해가 가능하다. 본 연구에서는 생분해성 효소가 자연 환경에서 PLA, 옥수수 전분 및 폴리에틸렌글리콜 등의 천연 지방족 폴리 물질이 분해에 중요한 역할인 생분해성을 측정했다. 본 실험에서는 PLA, PLA와 폴리에틸렌아크릴레이트, PLA 그라프트 중합체인 폴리에틸렌글리콜아크릴레이트를 사용한 PLAcoPolyethylene의 생분해성에 대해 실험하였다. 생분해성 고분자를 합성할 때. 이들의 기계적 특성은 생분해성도, 열적특성, 실시간으로 폴리머 수지의 전기적 모니터링을 통해 실험측정 결과, BOD와 PLAcoPolyethylene의 생분해도는 PLA와 그라프트 공중합된 폴리에틸렌아크릴레이트는 다른 시료보다 낮은 속도로 측정되었다.
Biodegradable enzymes such as lipase and proteinase can hydrolyze not only fatty acid esters and triglycerides, but also aliphatic polyesters. We measured the biodegradability that biodegradable enzymes have an important role in the degradation of natural aliphatic poly material such as PLA, corn st...
Biodegradable enzymes such as lipase and proteinase can hydrolyze not only fatty acid esters and triglycerides, but also aliphatic polyesters. We measured the biodegradability that biodegradable enzymes have an important role in the degradation of natural aliphatic poly material such as PLA, corn starch, and polyethylene glycol in the natural environment. However, we investigated on the biodegradability of PLA, PLA and Polyethylene acrylate blended, and PLAcoPolyethylene polymerized with PLA graft copolymer Polyethylene glycol acrylate. When prepared biodegradable polymers. the Mechanical properties of them were measured on Biodegradability, thermal properties, real time in-situ electrical monitoring of polymers resin. Therefore BOD and biodegradation of PLAcoPolyethylene was graft copolymerized with PLA and polyethylene acrylate were measured at a lower rate than the other samples.
Biodegradable enzymes such as lipase and proteinase can hydrolyze not only fatty acid esters and triglycerides, but also aliphatic polyesters. We measured the biodegradability that biodegradable enzymes have an important role in the degradation of natural aliphatic poly material such as PLA, corn starch, and polyethylene glycol in the natural environment. However, we investigated on the biodegradability of PLA, PLA and Polyethylene acrylate blended, and PLAcoPolyethylene polymerized with PLA graft copolymer Polyethylene glycol acrylate. When prepared biodegradable polymers. the Mechanical properties of them were measured on Biodegradability, thermal properties, real time in-situ electrical monitoring of polymers resin. Therefore BOD and biodegradation of PLAcoPolyethylene was graft copolymerized with PLA and polyethylene acrylate were measured at a lower rate than the other samples.
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제안 방법
고분자 작용기 변화를 관찰하기 위해 FT-IR(JASCO, 460)를 사용하였으며, 열적 특성은 시차열량분석기(Perkin Elmer DSC-7)를 사용하여 질소 기류 하에서 측정하였다. 유리전이온도 (Tg), 결정화온도(Tc), 융점(Tm)은 시료를 200 ℃까지 승온하여 그 온도에서 시차열량분석기의 pan중에서 5분간 유지한 후 급냉시킨 후, 상온 200 ℃ 까지 승온속도 10 ℃/min으로 승온하면서 시차주사열량을 측정하였다(second heating run).
따라서 생분해성 PLA, PLA + Polyethylene acrylate(PEGA), PLA graft colpoymer (PLAcoPEGA)에 환경친화적인 수지에 대한 생분해성, 열적특성, 고분자 기하하적 전기용량을 측정하였다. 본 연구에서 공중합 이식하여 얻은 PLAcoPEGA 수지가 PLA 수지의 단점을 보완할 수 있으며, 환경친화적인 수지로 BOD와 biodegradation의 측정치가 낮게 나타났다.
대상 데이터
따라서 본 연구에서 사용된 PLA는 대표적인 친환경 플라스틱소재 중의 하나이나, 지방족폴리에스테르에 속하며 주로 옥수수 등 식물속의 전분이 발효 및 축중합 반응을 거치면서 생성된다. PLA는 우수한 기계적 물성, 가공성, 투명성, 생체 적합성 등 많은 장점이 있을 뿐만 아니라 분해 후 물과 이산화탄소만을 생성하므로 인체에 무해 하고 환경오염을 일으키지 않아 포장, 섬유, 필름 등 상업적인 응용분야가 다양하다[11-12].
본 실험에 사용한 PLA는 Nature Works사의 PLA Polymer를 사용하였으며, Polyethylene glycol acrylate(PEGA)와 라디칼 개시제인 Dicumyl peroxide(DCPO)는 Sigma 사 제품을 사용하였다. PLA수지의 물성은 비중이 1.
이론/모형
생분해성 측정을 PMEIS(polymer modified electrochemical impedance spectroscopy) 센서에 의해 가속 전압은 5 kV 그리고 방출 전류는 210 μA로 측정하였다. 또한 전기화학적 특성은 ZIVE SP2워크 스테이션을 이용하여 순환전압주사법(Cyclic Voltammetry), 전기 화학 임피던스 (Electrochemical Impedance Spectroscopy) 및 정전류 충방전(Galvanostatic Charge/Discharge)을 포함하여 모든 전기화학적 특성 분석을 위해 측정되었다.
성능/효과
1. 생분해성을 측정한 결과 PLAcoPEGA, PLA, PLA + PEGA 순으로 생분해성이 감소한 결과치가 나타났다.
2. 시간 즉 날짜가 증가함에 따라 측정한 BOD 의 실험치는 PLAcoPEGA, PLA, PLA + PEGA 순으로 감소함을 알 수 있었다.
Fig. 2는 KSM 3100-1 측정방법에 의해 중량 감소법에 의한 생분해성을 측정한 결과 PLAcoPEGA가 가장 작게 나타났으며, PLA의 생분해도 보다 PLA+PEGA의 혼합물에서 더 크게 나타났다. 이는 PLAcoPEGA가 PLA이나 PLA+PEGA의 경우 보다 가교 결합에 의해 결정성이 크게 나타난 결과로 사료된다.
3. PMEIS 센서로 전기용량을 측정한 결과 PLAcoPEGA, PLA, PLA + PEGA 순으로 크게 나타났다.
Fig. 3에서 BOD를 측정 결과 PLAcoPEGA 보다 PLA의 BOD 가 크게 측정되었으며 PLA보다 PLA+PEGA의 혼합물의 시료에서 더욱 크게 나타났다. 이는 생분해도가 가장 잘 이루지고 있는 결과로 보인다.
4. 생분해성 고분자 수지들이 103일 지난 후에 가수분해를 측정 분석한 결과 PLAcoPEGA, PLA, PLA + PEGA 순으로 투광도가 작아짐을 확인하였다.
5. 가열노화에 대한 열화 안정성은 PLAcoPEGA가 가장 크게 나타났으며, PLA가 PLA + PEGA보다 높게 나타났다.
따라서 생분해성 PLA, PLA + Polyethylene acrylate(PEGA), PLA graft colpoymer (PLAcoPEGA)에 환경친화적인 수지에 대한 생분해성, 열적특성, 고분자 기하하적 전기용량을 측정하였다. 본 연구에서 공중합 이식하여 얻은 PLAcoPEGA 수지가 PLA 수지의 단점을 보완할 수 있으며, 환경친화적인 수지로 BOD와 biodegradation의 측정치가 낮게 나타났다. 또한 열화 안정도는 가장 낮게 나타났다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
PLA의 결점에 해당되는 사항은 무엇인가?
PLA는 우수한 기계적물성, 가공성, 투명성, 생체 적합성 등 많은 장점이 있을 뿐만 아니라 분해 후 물과 이산화탄소만을 생성하므로 인체에 무해 하고 환경오염을 일으키지 않아 포장, 섬유, 필름등 상업적인 응용분야가 다양하다[11-12]. 하지만 PLA의 결점을 자세히 살펴보면 결정화도가 낮고 결정화속도가 느리며 낮은 열변형 온도(heat deflection temperature, HDT) 와 차단특성, 딱딱 하고 부서지기 쉬운 특성 및 생산가격이 기존의 고분자에 비해 비싸 광범위한 응용이 쉽지 않았다[13-14]. 일반적으로 기계적 물성을 향상하기 위하여 범용성플라스틱에 무기첨가제로 강화시키는 것이 통상의 방법이다.
플라스틱이 환경적으로 오염원이 된 까닭은 무엇인가?
플라스틱은 뛰어난 물성과 가공성이 우수하기 때문에 다양한 분야에서 널리 이용되고 인류에게 많은 혜택을 가져다주었다. 하지만 땅속에서 분해 시간이 오래 걸리고 소각할 경우 유해 물질이 발생하는 등 환경 오염문제를 지속적으로 유발시켜 왔다.
주요 폴리에스테르로 생각되는 것은 무엇이 있는가?
생분해성 고분자 중 지방족폴리에스테르는 물성과 가공성이 우수할 뿐만 아니라 분해 특성도 우수하여 많은 관심을 끌고 있다[4,5]. 주요 폴리에스테르로는 폴리 하이드록시부틸산(poly 3-hydroxybutylate, PHB), 폴리 부틸렌 숙신산 (poly butylene succinate, PBS), 폴리 L-락타이드(poly L-lactide, PLA), 폴리 에틸렌 숙식산 (poly ethylene succinate, PES) 등이 있다[6-8]. 이중에서 PLA는 유연성과 가공성이 우수하고 높은 충격강도와 가공성 등의 물성이 우수하나 내열성과 인장강도가 낮은 단점으로 보고되었다 [9-10].
참고문헌 (15)
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