초록 ▼

□ 연구개요
현재 석유기반 원료를 대체하고 이산화탄소 저감과 에너지 문제를 해결하기 위해 바이오매스 산업이 크게 각광받고 있다. 최근 국내에서 바이오에너지용 작물로 개발된 초본계 바이오매스인 거대억새는 국내에서 활용되는 부분이 아직 적기 때문에 다양한 이용가능성이 기대된다. 셀룰로오스 나노화 기술은 물리·화학적 방법을 통해 제조될 수 있지만, 낮은 수율과 대량 생산이 힘들기 때문에 꾸준한 연구개발이 진행되고 있다. 섬유강화플라스틱(FRP)은 불포화폴리에스테르와 유리섬유를 혼합하여 생산하는 소재로 강도가 높고 부식저항성과 성형성

□ 연구개요
현재 석유기반 원료를 대체하고 이산화탄소 저감과 에너지 문제를 해결하기 위해 바이오매스 산업이 크게 각광받고 있다. 최근 국내에서 바이오에너지용 작물로 개발된 초본계 바이오매스인 거대억새는 국내에서 활용되는 부분이 아직 적기 때문에 다양한 이용가능성이 기대된다. 셀룰로오스 나노화 기술은 물리·화학적 방법을 통해 제조될 수 있지만, 낮은 수율과 대량 생산이 힘들기 때문에 꾸준한 연구개발이 진행되고 있다. 섬유강화플라스틱(FRP)은 불포화폴리에스테르와 유리섬유를 혼합하여 생산하는 소재로 강도가 높고 부식저항성과 성형성 등이 우수하여 많이 사용되고 있지만, 폐기방법이 복잡하고 처리 비용이 높기 때문에 재이용에 관한 연구가 필요한 실정이다. 이에 본 연구는 비식용작물인 거대억새의 CNF 제조방안과 폐 FRP를 활용하여 복합소재를 제조하는 방안을 마련하고자 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
● 거대억새의 최적 전처리 조건 확립
- 무기물 제거 조건 확립
- 탈리그닌 최적 조건 도출
● 거대억새 CNF 제조를 위한 기계적 처리
- 볼밀 처리를 통한 CNF 제조 조건 탐색
● 거대억새 CNF 제조를 위한 화학적 처리
- TEMPO 처리를 활용한 CNF 제조 조건 탐색
- 산가수분해(HCl, H₂SO₄)를 이용한 CNF 제조 조건 탐색
● 폐 FRP의 전처리 조건 탐색
- 폐 FRP의 종류에 따른 성분분석
- 폐 FRP의 분쇄과정을 통한 원료확보
● 셀룰로오스 나노섬유(CNF)와 폐 FRP의 혼합에 따른 복합소재 제조 및 특성
- CNF와 폐 FRP의 혼합조건에 따른 복합소재 개발
- 제조된 복합소재의 물리·화학적 특성 분석

□ 연구개발결과의 중요성
본 연구는 국내의 미이용 바이오매스인 거대억새의 활용성을 높이기 위해 전처리 조건 확립과 고부가가치 소재인 셀룰로오스 나노섬유화, 그리고 폐자원을 재이용하기 위한 복합소재화 연구개발을 수행하였다. 거대억새의 활용성을 높이기 위해서 무기물 제거와 탈리그닌 최적 처리법을 확립하였다. 거대억새를 물리·화학적 처리를 통해 나노셀룰로오스 최적 제조 조건을 탐색하였다. 폐 FRP를 재이용하기 위해 거대 억새 셀룰로오스 나노섬유와 혼합하여 복합소재로 제조하고 평가하였다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 가. 연구의 필요성 ... 3
• 나. 연구목표 및 연구범위 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 가. 거대억새의 전처리 및 CNF 제조 ... 4
• 나. 거대억새 CNF와 폐 FRP의 복합소재 제조 ... 10
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 17
• 4. 참고문헌 ... 17
• 5. 연구성과 ... 20
• 대표적 연구실적 ... 22
• 끝페이지 ... 25