| 초록 |
□ 연구개요 인-시츄(In-situ) 용융중합법으로 5,000ppm 이하의 나노셀룰로오스 천연유기 필러를 효과적으로 분산시켜 2배 이상의 기계적 물성강화 효과를 보이는 바이오플라스틱 합성 및 응용연구 수행 □ 연구 목표대비 연구결과 1. 나노셀룰로오스 분산법 - 나노셀룰로오스의 재분산성의 어려운 원인을 파악하고 이를 해결하기 위하여 가열 건조시부터 부탄올을 첨가하여 탈수반응에서 재생되는 나노섬유들간의 수소결합을 억제하여 동결건조에 비해 건조속도가 12배가 빠르고 재분산을 용이하게 함 2. 나노셀룰로오스가 분산된 단량체로부터 바이오플라스틱 중합연구 - 친수성 소재인 셀룰로오스 나노크리스탈(CNC)을 친유성 고분자에 분산시키는 과정이 까다로워 물성향상이 어려웠으나, 반응 단량체인 1,4-BD에 분산시킨 후 반응 과정 동안의 응집을 막아 분산성을 향상시키는 중합공정기술을 확보하였음 3. 나노셀룰로오스가 분산된 단량체로부터 바이오엘라스토머 중합연구 - DOE’s 12에 해당되는 친환경 단량체인 FDCA를 활용하여 바이오매스 함량 70% 이상을 함유하는 친환경 바이오엘라스토머 소재를 개발하였음 - FDCA의 구조적 문제로 인한 상분리의 어려움을 나노셀룰로오스 분산을 통해 극복하여 기존 석유계 엘라스토머보다 우수한 탄성 특성을 보유함 4. 나노셀룰로오스/슈퍼 엔지니어링 바이오플라스틱 복합소재 응용 - 용도전개의 확장을 위하여 슈퍼엔지니어링 바이오플라스틱 복합소재(PSU) 연구를 수행하였으며, 0.15%의 나노필러만을 사용하여 Homo PSU보다 1.6배 더 높고 블랜딩 프로세스 제품보다 3.4배 더 강한 인장강도를 보유하는 소재를 개발함 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 1. 연구개발성과의 활용계획 - 바이오플라스틱 물성강화 연구는 기존의 유·무기 복합소재 연구에 집중되었으며, 무기소재의 함량이 3% 매우 높은 함량에서 효과를 보인다는 단점을 보였으나, 본 연구결과를 통해서 유·유기 복합소재의 중합공정을 확보하였으며, 소량의 유기나노필러(5,000ppm) 함량으로도 기계적 물성을 효과적으로 향상시킬 수 있어 바이오플라스틱의 기능성 향상을 통한 상용화 가능성 연구로 확장시킬 수 있음 2. 기대효과 - 복합소재 시장에서의 친환경/고물성/가격경쟁력 확보를 통한 제품 상용화 - 나일론 소재 대체를 위한 생분해성 복합소재 개발로 생분해성 어망 적용 - 고탄성 엘라스토머 개발을 통한 수송기기용 자동차 소재 적용 (출처 : 연구결과 요약문 2p) |
