| 초록 |
□ 연구개요 - 본 연구는 리그닌/고분자 복합재 제조를 위한 유기용매 리그닌의 구조 균일화 및 화학적 개질 기술 개발을 최종목표로 함 □ 연구 목표대비연구결과 1. 1차년도 - 목질계 바이오매스 유래 유기용매 리그닌 생산 ○ 유칼립투스, 낙엽송으로부터 유기용매 리그닌을 생산함 ○ 반응표면분석법을 도입하여 수율, 분자량, 수산기 함량, 다분산지수 영향인자를 구명함 ○ 추출 조건에 따라 생산된 유기용매 리그닌의 열 중량 감소율 차이를 평가함 - 유기용매 침지분획법을 이용한 리그닌 구조 균일화 ○ 에틸아세테이트, 2-부탄온, 메탄올, 아세톤 및 95% 다이옥세인으로 순차적 분획을 진행하고 분획부 별 수산기 함량과 분자량, 다분산지수를 분석함 - 리그닌/고분자 복합재료 제조 및 제품화 가능성 평가 ○ 유기용매 리그닌 두 종을 선정하고 함량 별 PLA와의 복합재를 제조함 ○ 리그닌/PLA 복합재의 열안정성과 인장강도를 평가하여 가능성을 확인함 2. 2차년도 - 유기용매 리그닌의 가교결합 반응을 통한 리그닌의 거대구조화 ○ 국내 자생 수종인 졸참으로부터 세 종의 유기용매 리그닌을 생산함 ○ 각기 다른 몰 비율의 Propylene oxide를 이용한 유기용매 리그닌의 oxypropylation 반응을 수행하고 수산기 함량, 분자량, 다분산지수 그리고 열적특성 변화를 분석함 - 개질된 리그닌을 이용한 리그닌/고분자 복합재 제조 및 물성 평가 ○ 생산된 리그닌과 oxypropyl화된 리그닌을 PLA와 복합재로 제조하고 UTM을 이용하여 인장강도와 신율, FE-SEM을 이용하여 복합재 단면을 분석함 ○ 또한 복합재의 동역학적 열분석을 통해 추출 조건과 개질에 의한 저장탄성률 평가를 통해 상용성 차이를 분석함 3. 3차년도 - 유기용매 리그닌 기반 원자 이동 라디칼 중합반응을 통한 리그닌의 소수화 ○ 2차년도에 사용한 유기용매 리그닌 세 종을 메틸 메타크릴레이트를 단량체로하는 원자 이동 라디칼 중합 (ATRP)을 수행하여 리그닌을 소수화함 - 리그닌 공중합체/고분자 복합재 제조 및 소재화 가능성 평가 ○ 리그닌 추출 조건별 복합재의 열 중량 감소율과 T<sub>g</sub>, T<sub>m</sub>을 분석하여 상용성이 증대됨을 확인함 ○ 복합재의 인장강도 및 신율 분석 결과 기존 PLA의 물성과 유사한 결과를 보이는 것을 통해 원자 이동 라디칼 반응을 통해 기존 리그닌의 한계를 극복할 수 있을 것으로 사료됨 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) - 본 연구는 전 세계에 풍부하게 존재하는 풍부하게 존재하는 방향족 거대분자인 리그닌의 고부가가치화 방법 중 하나로 향후 연구에 활용할 계획임 - 3차년도에 활용된 리그닌 화학적 개질 방법에서, 단량체를 바이오매스 기반 물질로 하여 새로운 공중합체를 제조할 수 있을 것으로 기대함 - 리그닌 기반 공중합체를 활용하여 기존 고분자와의 복합재를 제조하는 것이 아닌, 그 자체로 고분자의 특성을 가지는 고분자를 제조하여 바이오매스의 활용에 큰 기여를 할 수 있을 것으로 기대함 (출처 : 연구결과 요약문 2p) |
