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유기용매 리그닌의 구조적 특성에 따른 리그노폴리우레탄의 물성 평가
최준호 ( June-ho Choi ),성효린 ( Hyolin Seong ),안명록 ( Myeong Rok Ahn ),김호용 ( Hoyong Kim ),최인규 ( In-gyu Choi ) 한국목재공학회 2021 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2021 No.2
바이오폴리우레탄은 이소시아네트와 바이오매스 유래 폴리올을 이용하여 합성될 수 있다. 하지만 바이오폴리우레탄 합성을 위한 바이오매스 유래 폴리올은 생산 및 정제를 위한 추가 공정이 필요하기 때문에 가격 경쟁력이 낮은 단점이 있다. 따라서 바이오폴리우레탄의 경제성을 확보하기 위해서는 산업에서 부산물로 획득 가능한 저렴한 원료의 사용이 유리하다. 천연 고분자인 리그닌은 제지·펄프 공정에서 부산물로 획득 가능하여 바이오폴리우레탄 생산을 위한 가격 경쟁력을 갖춘 원료로 각광받고 있다. 리그닌은 분자량이 수천 Da 범위이며, 분자당 2개 이상의 수산기를 갖기 때문에 이소시아네이트를 사용하여 리그닌 분자 간의 가교결합을 유도함으로써 리그노폴리우레탄 합성의 원료로 사용될 수 있다. 바이오폴리우레탄은 폴리올의 구조적 특성에 따라 가교 밀도 및 물성이 상이한 것으로 알려져 있지만, 리그닌은 입체 장해로 인해 열악한 반응성을 나타내며, 다양한 결합구조로 인해 생산 방법에 따라 물성이 상이하여 합성된 최종 산물의 물성을 예측하기 어렵다. 따라서 본 연구에서는 반응성 증대를 위해 하이드록시프로필화된 구조적 특성이 다른 세 가지 유형의 유기용매 리그닌을 사용하여 리그노폴리우레탄 필름을 제조하였으며, 제조된 리그노폴리우레탄의 가교밀도 및 물성을 유기용매 리그닌의 특성 차이에 초점을 맞추어 평가하였다. 그 결과, 하이드록시프로필화 리그닌의 구조적 특성은 우레탄 합성의 반응 속도 및 리그노폴리우레탄의 기계적 물성에 영향을 미쳤다.