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- 저자 : 전현열 ( Hyeonyeol Jeon ) (검색결과 3 건)
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전현열 ( Hyeonyeol Jeon ),구준모 ( Jun Mo Koo ),박슬아 ( Seul-a Park ),김선미 ( Seon-mi Kim ),제갈종건 ( Jonggeon Jegal ),차현길 ( Hyun Gil Cha ),오동엽 ( Dongyeop X. Oh ),황성연 ( Sung Yeon Hwang ),박제영 ( Jeyoung Park ) 한국공업화학회 2020 공업화학 Vol.31 No.2
지속가능한 플라스틱 산업은 크게 사용 후에 물과 이산화탄소로 분해되어 환경에 악영향을 주지 않는 생분해성 플라스틱과 대기 중의 탄소자원으로 광합성된 바이오매스로부터 전환된 원료를 사용하여 탄소 중립을 실현하는 바이오매스기반 플라스틱으로 나누어진다. 그중 산업의 새로운 방향으로 바이오매스 기반 엔지니어링 플라스틱(EP) 및 천연 나노섬유를 이용한 강화 나노복합소재가 각광받고 있다. 이들 소재는 천연자원을 활용한다는 친환경성의 이점 외에도 석유계 플라스틱보다 뛰어난 차별화된 고기능성을 부여하여 고부가가치 플라스틱 시장에서의 경쟁력을 가진다. 대표적 바이오매스 기반 단량체인 isosorbide와 2,5-furandicarboxylic acid로부터 제조되는 폴리에스터, 폴리카보네이트 소재는 석유계 대비 높은 투명성, 기계적 특성, 열안정성, 기체 차단성 등으로 산업화의 선두에 있다. 더 나아가서 연속사용온도 150 ℃ 이상의 슈퍼 EP 소재에도 적용될 수 있는 가능성을 보였다. 나노셀룰로오스, 나노키틴 등의 자연계 나노섬유의 표면 친수성, 다관능기를 활용한 in situ 중합법을 이용하여 기존에 보고된 바 없는 기계적 물성 향상을 최소한의 나노필러 함량으로 이루어내었다. 본 총설에서 다루는 바이오매스 기반 tough-플라스틱은 환경이 요구하는 탄소 중립, 소비자가 요구하는 고기능성, 산업이 요구하는 접근성을 모두 만족함으로써 석유계 플라스틱을 대체해 나갈 것으로 기대한다. Sustainable plastics can be mainly categorized into (1) biodegradable plastics decomposed into water and carbon dioxide after use, and (2) biomass-derived plastics possessing the carbon neutrality by utilizing raw materials converted from atmospheric carbon dioxide to biomass. Recently, biomass-derived engineering plastics (EP) and natural nanofiber-reinforced nanocomposites are emerging as a new direction of the industry. In addition to the eco-friendliness of natural resources, these materials are competitive over petroleum-based plastics in the high value-added plastics market. Polyesters and polycarbonates synthesized from isosorbide and 2, 5-furandicarboxylic acid, which are representative biomass-derived monomers, are at the forefront of industrialization due to their higher transparency, mechanical properties, thermal stability, and gas barrier properties. Moreover, isosorbide has potential to be applied to super EP material with continuous service temperature over 150 ℃. In situ polymerization utilizing surface hydrophilicity and multi-functionality of natural nanofibers such as nanocellulose and nanochitin achieves remarkable improvements of mechanical properties with the minimal dose of nanofillers. Biomass-derived tough-plastics covered in this review are expected to replace petroleum-based plastics by satisfying the carbon neutrality required by the environment, the high functionality by the consumer, and the accessibility by the industry.
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비수계 분산중합으로 제조된 환경친화성 아크릴수지/나노클레이 복합재료의 특성 연구
김영호 ( Yeongho Kim ),이민호 ( Minho Lee ),전현열 ( Hyeonyeol Jeon ),이영철 ( Young Chul Lee ),민병훈 ( Byong Hun Min ),김정호 ( Jeong Ho Kim ) 한국화학공학회 2016 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.54 No.1
본 연구에서는 아크릴과 소량의 스티렌 모노머에 나노클레이인 순수한 몬모릴로나이트(Pristine monmorillonite: PM) 또는 개질된 몬모릴로나이트(30B 또는 25A)를 첨가한 후 비수계 분산(NAD) 중합에 의해 환경친화성 아크릴/나노클레이 NAD수지 복합재료를 제조하고 나노클레이가 이 NAD 수지의 중합물성 및 복합재료의 물리적 물성에 주는 영향에 대해 연구하였다. 중합 후의 NAD 수지의 입자 균일성 측면에서 나노클레이는 초기에 안정제와 함께 투입하는 것이 유리하였고 중합된 NAD수지의 고형분, 산가, 점도 결과에서는 유기화제로 개질된 25A를 첨가할 경우가 다른 나노클레이를 첨가할 경우보다 좋은 물성을 주는 것으로 나타났다. 25A첨가 NAD수지는GPC 측정시 분자량의 증가와 다분산지수의 감소로도 좋은 물성이 확인되었다. 나노클레이25A가 수지내에 잘 분산된 것은XRD결과에서 나노클레이의 층간거리 증가로 확인 되었고 열적 물성 측정 결과와 동적 기계적 물성 측정에서도 나노클레이25A를 포함한 NAD수지의 유리전이온도가 가장 높게 나타났으며 저장 탄성율 또한 25A경우가 가장 우수한 것으로 관찰되었다. 따라서 비수계 분산중합에 의해 아크릴/나노클레이 NAD수지를 제조할 경우에는 나노클레이로 25A를 첨가하는 것이 가장 좋은 물성을 얻을 수 있음을 확인할 수 있었다. Eco-friendly acrylic resin/clay nanocomposites containing pristine montmorillonite (PM) or modified clays (30B and 25A) were prepared from acrylic and styrenic monomers using non-aqueous dispersion (NAD) polymerization. Effect of nanoclays on physical properties of polymerization product and resulting nanocomposites was investigated. In view of NAD particle stability, addition of nanoclay at the beginning of polymerization is proved to be good. Results of gel fraction, acid value and viscosity of the NAD product showed that nanocomposites containing clay 25A showed better physical properties than the ones with other clays. GPC results exhibit the increase in molecular weight and decrease in polydispersity index for the 25A nanocomposite. Increase in layer distance confirmed from XRD analysis showed good dispersion of 25A in the nanocomposite. Thermal and dynamic mechanical analysis showed that highest glass transition temperature and storage modulus for 25A nanocomposites. These results indicate that 25A nanoclay gives the best properties in the process of non-aqueous dispersion polymerization of acrylic resin/nanoclay nanocomposites.
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