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        셀룰로오스 나노섬유의 제조 및 응용: 고강도 나노종이와 고분자복합필름

        이선영 ( Sun Young Lee ),전상진 ( Sang Jin Chun ),도금현 ( Geum Hyun Doh ),이수 ( Soo Lee ),김병훈 ( Byung Hoon Kim ),민경선 ( Kyung Seon Min ),김승찬 ( Seung Chan Kim ),허윤식 ( Yoon Seok Huh ) 한국목재공학회 2011 목재공학 Vol.39 No.3

        본 연구에서는 마이크로 입자의 셀룰로오스를 1.400 bar의 압력에서 고압 호모지나이저(high-pressure ho-mogenizer)를 이용하여 직경이 약 50~100 nm의 셀룰로오스 나노섬유를 제조하였다. 나노섬유 현탁액을 감압 여과하여 고강도 나노종이를 제조하였다. 용매 및 필름캐스팅법을 이용하여 나노섬유를 hydroxypropyl cellu-lose(HPC) 와 Polyvinyl alcohol (PVA) 수지에 보강 및 분산시켜 복합필름을 제조하였다. 고압 호모지나이저 통과 횟수를 2. 4. 6. 8까지 점점 증가시켰을 때. 나노종이의 인장강도가 매우 높았으며 통과횟수가 증가할수록 직선적으로 크게 향상되었다. IH, IH. 2H, 2H-perfluorodecyl-triethoxysilane (PFDTES)로 나노종이를 화학적 개질한 결과. 나노종이의 기계적 강도와 내수성이 크게 향상되었다. 셀룰로오스 나노섬유를 HPC와 PVA 수지에 중량대비 l. 3 및 5% 로 보강시켰을 때. HPC와 PVA 복합필름의 기계적 강도가 크게 향상되었다. Cellulose nanofibrils (CNF) with 50~100 nm diameter were manufactured from micro-size cellulose by an application of a high-pressure homogenizer at 1,400 bar. High strength nanopapers were prepared over a filter paper by a vacuum filtration from CNF suspension. After reinforcing and dispersing CNF suspension, hydroxypropyl cellulose (HPC) and polyvinyl alcohol (PVA)-based composites were tailored by solven- and film-casting methods, respectively. After 2, 4, 6 and 8 passes through high-pressure homogenizer, the tensile strength of the nanopapers were extremely high and increased linearly depending upon the pass number. Chemical modification of 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorodecyl-triethoxysilane (PFDTES) on the nanopapers significantly increased the mechanical strength and water repellency. The reinforcement of 1, 3, and 5 wt% CNF to HPC and PVA resins also improved the mechanical properties of the both composites.

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