초록 ▼

전분을 원료로한 생분해성 플라스틱은 합성고분자에 비해 물리적성질이 떨어지며 수분에 약한 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 전분 플라스틱의 물리적 성질을 향상시키고 내수성을 높이고자 하였다.전분을 원료로 한 플라스틱의 물리적 성질을 향상시키기 위하여 원료인 고아밀로즈(70%) 옥수수 전분(HA)을 하이드록시 프로필화(HP)를 시켰다. 이 하이드록시 프로필 고아밀로즈 (70%) 옥수수 전분(HPHA)으로 캐스팅 필름을 제조한 결과 치환도가 증가할수록신장률이 증가되는 현상을 보였다. 그리고 M.S. 0.1인

전분을 원료로한 생분해성 플라스틱은 합성고분자에 비해 물리적성질이 떨어지며 수분에 약한 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 전분 플라스틱의 물리적 성질을 향상시키고 내수성을 높이고자 하였다.전분을 원료로 한 플라스틱의 물리적 성질을 향상시키기 위하여 원료인 고아밀로즈(70%) 옥수수 전분(HA)을 하이드록시 프로필화(HP)를 시켰다. 이 하이드록시 프로필 고아밀로즈 (70%) 옥수수 전분(HPHA)으로 캐스팅 필름을 제조한 결과 치환도가 증가할수록신장률이 증가되는 현상을 보였다. 그리고 M.S. 0.1인 HPHA와 glycerol과 소수성 첨가제인 lecithin,stearic acid, glycerol monostearate를 3% 첨가하여 압출성형하였다. 압출성형물의 DSC 측정결과 압출성형으로 인해 전분안의 아밀로즈와 소수성 첨가제가 결합하여V-복합체를 이루었음을 알게 되었다. 압출성형물의 인장강도와 신장률은 호화후에 견고한 매트릭스를 형성하는 아밀로즈가 많은 HA가 천연 옥수수 전분(CS)보다 높았다. 하이드록시 프로필화는 하이드록시 프로필기의 내부적 가소효과로 인해 유동성 사슬수를 증가하고 아밀로즈와 지방산의 복합체 형성을 감소시킴으로 인해 신장률을 향상시켰다. 특히HPHA는 CS, HPCS보다는 인장강도가 높고 매우 유연한 성질을 나타냈다. 수분흡수율및 용해도는 HA가 가장 낮았으며 소수성 첨가제는 내수성을 증가시키는 경향을 나타냈다.특히 lecithin은 모든 시료에 대해서 용해도를 낮추는 효과를 나타냈다. 전분자체에 소수성을 부여하고자 소수성을 띠는 벤질기를 전분의 하이드록시기와 치환시켜 벤질 옥수수전분을 제조하였다. 그리고 물과 80% 메탄올에 대한 용해도를 측정한 결과 0.1을 기준으로 하여 물에 대한 용해도가 급격히 감소하였고 80% 메탄올에 대한 용해도는 증가하였다.결론적으로 HA를 이용하여 하이드록시 프로필화를 시키고 소수성 첨가제를 혼합하여플라스틱을 제조할 때 인장강도와 신장률 및 내수성이 향상된 전분 플라스틱을 얻을 수 있다. 특히 전분 플라스틱의 약점인 부서지기 쉬운 성질을 극복할 수 있다. 또한 전분 자체에 소수성을 부여한 벤질 고아밀호즈 전분을 이용할 경우 보다 나은 내수성을 지닌 전분플라스틱을 얻을 수 있으리라고 생각된다.

Abstract ▼

Biodegradable plastics based on starch are relatively inferior inthe physical properties and water resistance compared to the synthetic polymers.Therefore we tried to improve the physical properties and water resistance of thestarch-based plastics in this study.High amylose corn starc

Biodegradable plastics based on starch are relatively inferior inthe physical properties and water resistance compared to the synthetic polymers.Therefore we tried to improve the physical properties and water resistance of thestarch-based plastics in this study.High amylose corn starch was hydroxypropylated and used as the plastic material.Casting films prepared with the starch showed improved elongation as the degree ofsubstitution increased. For the extruded products, the hydroxypropylated (MS 0.1)high amylose corn starch was mixed with the glycerol and the hydrophobic additives(3%) such as lecithin, stearic acid, or glycerol monostearate. Under DSC analysis,amylose was found formed V-type complex with the additives during the extrusion.Tensile strength and elongation rate of the extruded strands were significantly higherwith the high amylose corn starches than with the native corn starches because theamylose tended to form the matrix with high strength. Hydroxypropylation showedthe plasticizing effect on the starch melting providing the flexibility of the strands andinhibiting amylose from the complex formation. These changes contributed theincreased in the elongation rate of the extruded strands. Especially thehydroxypropylated high amylose starch showed the best physical properties. Waterabsorption and solubility of the extruded strands appeared lowest with the unmodifiedhigh amylose corn starch and the hydrophobic additives increase the water resistance.Especially lecithin showed the greatest effect on water resistance improvements amongthose additives. As another approach, the starch was partially substituted withhydrophobic benzyl groups to increase water resistance. This starch showedincreased hydrophobic properties by decreasing water solubility and increasing alcoholsolubility.As conclusions, using the high amylose starch, Hydroxypropylation, and the additionof hydrophobic additives, the starch-based plastics could be prepared with improvedmechanical properties and water resistance. Also the hydrophobic starch such asbenzyl starch is expected to provide the great water resistance to the plastics.

목차 Contents

• I. 서론...7
• 1. 연구배경...7
• 2. 연구목적...11
• 3. 연구범위 및 방법...11
• II. 연구방법 및 이론...14
• 제 1 장 전분의 하이드록시 프로필화 및 하이드록시 프로필 전분 필름의 물리적 성질...14
• 제 2 장 하이드록시 프로필 전분의 압출성형 및 압출성형물의 물리적 성질...15
• 제 3 장 전분의 벤질화 및 벤질화 전분의 특성...17
• III. 결과...19
• 제 1 장 전분의 하이드록시 프로필화 및 하이드록시 프로필 전분 필름의 물리적 성질...19
• 제 2 장 하이드록시 프로필 전분의 압출성형 및 압출성형물의 물리적 성질...19
• 제 3 장 전분의 벤질화 및 벤질화 전분의 특성...21
• IV. 고 찰...22
• 제 1 장 전분의 하이드록시 프로필화 및 하이드록시 프로필 전분 필름의 물리적 성질...22
• 제 2 장 하이드록시 프로필 전분의 압출성형 및 압출성형물의 물리적 성질...22
• 제 3 장 전분의 벤질화 및 벤질화 전분의 특성...25
• V. 결론...26
• Vl. 인용문헌...27
• VII. Figure 및 Table...30