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생분해성 가소제에 의한 미생물 폴리에스테르의 내충격성 및 열안정성 증진에 대한 연구
A Study on the Improvement in Impact Resistance and Thermal Stability of Microbial Polyester by Biodegradable Plasticizer 원문보기

한국섬유공학회 2001년도 가을 학술발표회 논문집, 2001 Oct. 01, 2001년, pp.199 - 202  

최재신 (충남대학교 섬유공학과) ,  김소현 (충남대학교 섬유공학) ,  이택승 (충남대학교 섬유공학) ,  박원호 (충남대학교 섬유공학과)

초록
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현재 플라스틱에 의한 환경오염이 사회문제로까지 확대되면서 이를 해결하기 위한 한가지 대책으로 분해성 플라스틱의 개발이 절실히 요구되어 전세계적으로 많은 연구가 이루어지고 있다. 생분해성을 가지는 미생물 폴리에스테르 중에서 가장 대표적인 poly(3-hydroxybutyrate), PHB는 우수한 역학적 성질을 가지며, 또한 천연고분자 중에서 융점을 가지는 유일한 열가소성 재료이다. (중략)

AI 본문요약
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제안 방법

  • PHBV와 가소제 의 무게비를 100/0, 95/5, 90/10, 80/20, 70/30으로 하여 클로로 포 름용액에 3%(w/v) 농도로 용해시켰다. 이들을 약간의 열을 가하면서 용매인 클로로 포름을 제거한 후 상온에서 지공건조하였다.
  • PHBV의 열적 불안정성과 내 충격성의 결핍이라는 단점을 극복하기 위해 사용한 가소제인 ESO와 SO의 블렌드 물을 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
  • 모든 시료는 열이력을 완전히 제거하기 위하여 질소기류하에서 190°C까지 1차 승온시킨 다음 액체질소를 사용하여 T00°C까지 급냉시키고, 다시 -100°C~190°C의 온도 범위에서 승온 속도를 10°C/min으로 2차 승온하여 측정하였다. 또한 열중량 분석은 질소기류하에서 상온〜5(贝0°C, 승온 속도 10°C/min의 조건에서 TGA(PERKIN ELMER, TGA 7)을 이용하여 측정하였다.
  • 시료의 열적 특성을 평가하기 위하여 시차주사 열량계(TA instrument, DSC 2910)를 사용하였다. 모든 시료는 열이력을 완전히 제거하기 위하여 질소기류하에서 190°C까지 1차 승온시킨 다음 액체질소를 사용하여 T00°C까지 급냉시키고, 다시 -100°C~190°C의 온도 범위에서 승온 속도를 10°C/min으로 2차 승온하여 측정하였다. 또한 열중량 분석은 질소기류하에서 상온〜5(贝0°C, 승온 속도 10°C/min의 조건에서 TGA(PERKIN ELMER, TGA 7)을 이용하여 측정하였다.
  • 이러한 PHB의 단점을 극복하기 위해 공중합화하는 방법이 주로 시도되었고 가소제를 사용하는 방법도 일부 수행되었다. 본 연구에서는 가소제로서 epoxidized soybean oil, (ESO)과 soybean oil (SO)을 사용하여 PHB의 공중합체인 Poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate), PHBV 의 용융 불안정성과 내 충격성의 개선효과를 비교. 검토하고자 하였다.
  • PHBV와 가소제 의 무게비를 100/0, 95/5, 90/10, 80/20, 70/30으로 하여 클로로 포 름용액에 3%(w/v) 농도로 용해시켰다. 이들을 약간의 열을 가하면서 용매인 클로로 포름을 제거한 후 상온에서 지공건조하였다. 이들 PHBV와 가소제의 블렌드 시료의 조성은 PHBV:가소제 =x:y로 표시하였다.
  • 핫프레스(알파엔지니어링)를 사용하여 5g의 가소화된 시료를 190°C에서 45초 동 안 압축하여 필름을 만들었다.

대상 데이터

  • PHBV는 Zeneca사의 제품으로 Mw은 680, 000이며, PHBV 공중합체 중의 HV의 함량은 6mol%이었다. ESO는 신동방(주)에서 구입하였으며 에폭시 함량은 6.9 중량%이었다. 다른 가소제들인 Soybean Oil (SO), Dibutyl Phthalate (DBP), Triethyl Citrate (TEC)는 모두 Aldrich사의 제품을 사용하였다.
  • PHBV는 Zeneca사의 제품으로 Mw은 680, 000이며, PHBV 공중합체 중의 HV의 함량은 6mol%이었다. ESO는 신동방(주)에서 구입하였으며 에폭시 함량은 6.
  • 9 중량%이었다. 다른 가소제들인 Soybean Oil (SO), Dibutyl Phthalate (DBP), Triethyl Citrate (TEC)는 모두 Aldrich사의 제품을 사용하였다.
  • 시료의 열적 특성을 평가하기 위하여 시차주사 열량계(TA instrument, DSC 2910)를 사용하였다. 모든 시료는 열이력을 완전히 제거하기 위하여 질소기류하에서 190°C까지 1차 승온시킨 다음 액체질소를 사용하여 T00°C까지 급냉시키고, 다시 -100°C~190°C의 온도 범위에서 승온 속도를 10°C/min으로 2차 승온하여 측정하였다.

이론/모형

  • 인장 강도는 INSTRON(Model 4467)을 사용하여 인장 속도는 5mm/min으로 하여 ASTM D638-5의 방법에 따라 측정하였다. 그리고 충격 강도는 Toyoseiki에서 제조한 충격시험기(DG-1B)를 사용하여 ASTM D-256의 방법에 따라 측정하였다.
  • 인장 강도는 INSTRON(Model 4467)을 사용하여 인장 속도는 5mm/min으로 하여 ASTM D638-5의 방법에 따라 측정하였다. 그리고 충격 강도는 Toyoseiki에서 제조한 충격시험기(DG-1B)를 사용하여 ASTM D-256의 방법에 따라 측정하였다.
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