초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◎ 최종 목표
본 연구과제는 리그닌을 화학적 처리와 작용기 부여 공정으로 기능화한 다음 공중합체를 조성, 자기치유 고분자를 제조하는 기술을 개발하는 것을 최종 목표로 한다. 이를 위한 세부 목표로 ① 용매추출을 통해 리그닌의 물성을 균질화하고 작용기를 치환하여 리그닌 유래 매크로 개시제를 제조하고 ② CuAAC 클릭화학3에 기반하여 리그닌 유래 자기치유 엘라스토머 제조 기술을 개발하며 ③ 가역적 고리열림 반응으로 자기치유가 가능하고 재순환성이 향상된 리그닌 유래 비트리머4를 합성한다.
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□ 연구개발 목표 및 내용
◎ 최종 목표
본 연구과제는 리그닌을 화학적 처리와 작용기 부여 공정으로 기능화한 다음 공중합체를 조성, 자기치유 고분자를 제조하는 기술을 개발하는 것을 최종 목표로 한다. 이를 위한 세부 목표로 ① 용매추출을 통해 리그닌의 물성을 균질화하고 작용기를 치환하여 리그닌 유래 매크로 개시제를 제조하고 ② CuAAC 클릭화학3에 기반하여 리그닌 유래 자기치유 엘라스토머 제조 기술을 개발하며 ③ 가역적 고리열림 반응으로 자기치유가 가능하고 재순환성이 향상된 리그닌 유래 비트리머4를 합성한다.
◎ 전체 내용
○ 1년차 - 용매추출을 통해 균질화한 산업공정 리그닌으로부터 매크로 개시제 제조
▶ 목표: 산업공정 리그닌을 용매추출한 분획에 매크로 개시제 기능을 부여하기 위한 카르복시메틸기(-CH2COOH)와 알카인 작용기 치환
▶ 원료: LignoBoost 크라프트 리그닌(BioChoice™), 소다 펄프리그닌(Protobind 1000 series)
▶ 합성: 리그닌 분획과 특정 케미컬과의 화학반응(chloroacetic acid, propargyl bromide 등)을 통한 하이드록시기의 치환 구조 변화 유도
▶ 분석항목: 기능성 리그닌의 수율, 평균 분자량(Mw) 변화, 다분산성, 구조 분석(원소 조성, 메톡시기 함량, 작용기 치환도, FT-IR, 31P NMR, 2D HSQC NMR)
○ 2년차 - CuAAC 클릭화학 반응을 통한 리그닌 기반 자기치유 엘라스토머 합성 기술 개발
▶ 목표: 아자이드 화합물과의 구리 촉매 아자이드-알카인 고리화첨가 반응을 통한 리그닌 기반 자율 치유 엘라스토머 제조 및 고분자의 특성 평가
▶ 조건: 리그닌 프로파르길화(또는 기타 알카인화) 치환도에 따른 최적의 고분자 합성 조건 선별, 리그닌 첨가 비율에 따라 각기 다른 조건, 120℃, 구리 촉매 조건에서 아자이드-알카인 고리화첨가 반응을 통해 리그닌 유래 합성고분자 제조
▶ 합성: 알카인 기능화를 유도한 리그닌 분획에 아자이드 화합물과 촉매를 첨가하여 엘라스토머를 제조하고 일반적인 조건에서의 자기치유 정도 및 활용 가능성을 평가
▶ 분석항목: 합성고분자의 분자량, 구조적 특성(FT-IR, NMR, XRD), 열적 특성(TGA, DSC), 기계적 특성(인장, 연화점, 응력 완화), 자기치유 특성 평가
○ 3년차 - 리그닌 기반 자기치유 엘라스토머릭 비트리머 제조
▶ 목표: 작용기의 기능화를 통한 리그닌 기반 자극 감응성(비자율) 치유 엘라스토머릭 비트리머 제조 및 고분자의 특성 평가
▶ 조건: 리그닌 카르복시메틸기(또는 에폭시기) 치환도에 따른 최적의 고분자 합성 조건 선별, 리그닌 첨가 비율에 따라 각기 다른 조건, 120℃, 아연 촉매 조건에서 에폭사이드 고리열림 반응을 통해 리그닌 유래 합성고분자 제조
▶ 합성: 작용기의 기능화를 통해 활성화한 리그닌 분획에 에폭시 가교제와 촉매를 첨가하여 엘라스토머릭 비트리머를 제조하고 온도 조건에 대한 자기치유 정도 및 활용 가능성을 평가
▶ 분석항목: 합성고분자의 분자량, 구조적 특성(FT-IR, NMR, XRD), 열적 특성(TGA, DSC), 기계적 특성(인장, 연화점, 응력 완화), 비트리머 특성(자기치유, 재순환성) 평가

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요약문 ... 2
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 가. 연구개발과제의 필요성 ... 5
• 나. 연구개발과제의 최종목표 ... 6
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 가. 산업공정 리그닌 용매추출 분획의 물성 분석 ... 6
• 나. 리그닌의 매크로개시제화를 위한 카르복시메틸기 치환 ... 7
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 9
• 1) 연구수행 결과 ... 9
• 2) 목표 달성 수준 ... 9
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 9
• 5. 연구개발성과 및 활용 계획 ... 9
• 1) 연구성과 ... 9
• 2) 연구성과 활용계획 ... 10
• 6. 참고문헌 ... 10
• 끝페이지 ... 10