은 나노입자를 함유한 폴리프로필렌 나노복합체의 물성 변화에 관한 연구 = Properties of Polypropylene Nanocomposites Containing Silver Nanoparticles

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 은 나노입자를 PP 수지에 균일한 크기로 분산시켜 나타나는 물성의 변화를 관찰하였다. PP 수지는 (주)호남석유화학의 Homo Polypropylene인 FC-150B(Film Grade)를 사용하였으며, 은 콜로이드 용액을 PP수지에 컴파운딩 한 후, 건조하였다. 제조한 시료를 1축 압출기를 이용하여 압출을 하여 은 나노입자가 분산된 PP 나노복합체를 제조하였다. PP 수지에 대한 은 나노입자의 함량은 최소 100ppm에서 최대 1000ppm으로 제조하였다. 각각 제조한 시편을 UV/Vis spectrum, TGA, DSC, DMA, UTM, TEM, Antibiotic Test, 표면 저항 측정기 등으로 분석하였다.
은 나노입자를 함유한 PP 나노복합체는 노란색을 나타내며, 은의 함량이 높아질수록 색상이 더욱 진하여 지는 것을 알 수 있었다. UV-vis. spectrum 분석에서 은 나노입자를 함유 PP 나노복합체는 약 420 nm에서 흡수피크가 나타났으며, 이 또한 은의 함유량이 높아질수록 흡광도가 증가함을 알 수 있었다. PP에 분산된 은 나노입자의 크기와 분포는 TEM을 통하여 관찰하였으며, 은 나노입자 함유 PP 나노복합체의 TEM 사진 분석 결과 은 나노입자의 함량에 따라 PP 수지 내에 각각의 크기로 균일하게 분산되어 있는 것을 확인할 수 있었다. TGA로 분석한 열적물성에서는 열분해온도가 약 20℃가 높아짐을 관찰하여 열적 안정성이 양호하게 증대되었음을 확인하였다. DSC 분석을 통하여 은 나노입자 함유 PP 나노복합체의 결정화도가 변화함을 관찰할 수 있었다. UTM을 통한 기계적 물성 측정에서 순수 PP수지에 비하여 은 나노입자의 함량이 증대됨에 따라 인장강도와 연신율이 증대됨을 확인 하였다. 필름 밀착법을 이용한 향균성 실험에서는 은 나노입자 함유 PP 나노복합체의 필름이 은 나노입자 함유 나노복합체는 100ppm 이상에서 세균감소율이 99.9 %임을 확인할 수 있었다. PP 나노복합체의 표면 저항을 측정한 결과 은의 함량이 증가할수록 나노복합체의 표면 저항이 감소하는 것을 관찰하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this study, nanocomposites of polypropylene containing monodisperse silver nanoparticles were prepared and their properties were examined. Contents of silver nanoparticles dispersed within PP resin were in range from 100 to 1000 ppm. Ag/PP nanocomposites films showed maximum absorbance of UV-Vis. spectrum at 420nm and improved thermal stability compared to net PP film. Silver nanoparticles dispersed within PP could influence crystallinity of PP, which was confirmed DSC analysis. We confirmed increment in mechanical physical properties of PP nanocomposites with the result that the tensile strength increases 150% as the content of silver nanoparticles increase through the result of UTM measurement. Size and distribution of dispersed silver nanoparticles were observed by TEM.
from the antibiotic test, we could confirm that the nanocoposites containing silver nanoparticles over 100ppm have 99% reducing rate of bacteria.. Surface resistance of nanocomposites decreased with contents of silver nanoparticles.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론
• Ⅰ-1. 고분자 나노복합체 = 1
• Ⅰ-2. 은 나노입자의 특성 및 응용 = 3
• Ⅰ-3. Polypropylene Nanocomposite = 5
• Ⅱ. 실험
• Ⅱ-1. 시료 및 시약 = 6
• Ⅱ-2. PP 나노복합체의 제조 = 6
• Ⅱ-3. 자외선 분광분석 = 6
• Ⅱ-4. Transimission Electron Microscopy = 8
• Ⅱ-5. Thermal Properties = 8
• Ⅱ-5-1. Thermogravimetric Analysis = 8
• Ⅱ-5-2. Differential Scanning Calorimetry = 8
• Ⅱ-6. Mechanical Properties = 8
• Ⅱ-7. 향균성 측정 = 9
• Ⅱ-8. Electronic Properties = 9
• Ⅲ. 결과 및 고찰
• Ⅲ-1. Optical Properties = 10
• Ⅲ-2. Morphology of Nanocomposites = 14
• Ⅲ-3. Effect of Silver Nanoparticles on Thermal Properties = 24
• Ⅲ-3-1. Thermogravimetric Analysis = 24
• Ⅲ-3-2. Effect of Silver Nanoparticles on crystallization = 24
• Ⅲ-4. Mechanical Properties = 30
• Ⅲ-5. Antibiotic Test of Nanocomposites = 33
• Ⅲ-6. Effect of Silver Nanoparticles on Electronic Properties = 35
• Ⅳ. 결론 = 37
• 참고문헌 = 39
• Abstrac = 42