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국문 초록 (Abstract)

미세결정 셀룰로오스(microcrystalline cellulose, MCC)는 가벼우면서도 높은 기계적 물성을 유도할 수 있어 고분자 복합체를 활용하는 다양한 산업 분야에 적용되고 있으며 복합체의 경량화를 위한 ...

미세결정 셀룰로오스(microcrystalline cellulose, MCC)는 가벼우면서도 높은 기계적 물성을 유도할 수 있어 고분자 복합체를 활용하는 다양한 산업 분야에 적용되고 있으며 복합체의 경량화를 위한 보강재로 주목받고 있다. 또한 고분자 매트릭스로 사용가능한 나일론66의 경우도 열적 특성이 좋으며 기계적 물성이 강하여 여러 보강재와 함께 제조되어 쓰이고 있다. 본 연구에서는 나일론66의 아미드 결합부분과 MCC의 수산기와 수소결합을 유도하여 기계적 물성을 향상시키고자 했다. 압출과 사출공정을 통해 나일론66-MCC 복합체를 neat 고분자부터 MCC 함량을 0.5, 1, 2, 5 wt%까지 총 5가지로 제조했다. 열중량분석(TGA)을 통하여 복합체의 열적 물성을 확인할 수 있었으며 시차주사 열량분석법(DSC)을 통하여 유리전이온도와 결정화 온도를 측정했다. 만능재료시험기(UTM)를 이용하여 인장강도, 파단연신율, 인성을 측정했으며 아이조드 충격시험(IZOD impact strength test)을 통하여 충격강도를 측정했다. MCC의 함유량이 0.5 wt%일 때 파단연신율, 인성, 충격강도의 수치가 가장 높게 나왔다. 충격강도시험을 진행한 후 파단면을 주사전사현미경(SEM)으로 관찰한 결과, MCC의 함량이 증가할수록 MCC 분자들의 응집 현상이 있음을 확인했다. 보강재의 함유량을 달리한 각각의 복합체 결정 분석은 X-선 회절 분석법(XRD)을 통해 확인했다. 결과적으로 소량의 보강재 첨가만으로 복합체의 물성을 증가시켰으며 경량 보강재를 이용하여 복합체를 제조했다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Microcrystalline cellulose (MCC) has drawn a great attention toward lightweight yet mechanically robust polymer composites for applications in various industrial fields. In this study, the nylon66-MCC composites were manufactured through extrusion and injection process to improve mechanical properties by inducing hydrogen bonds between the amide bond of nylon66 and the hydroxyl group of MCC. As the MCC content increased, the elongation at break and toughness were measured the highest at the 0.5 wt% of MCC measured by UTM and the tensile strength decreased. Impact strength which was also the highest at the 0.5 wt% of MCC was measured by IZOD impact strength test. The crystallization was analyzed by XRD. As a result, the mechanical properties of the composites were increased only by the addition of a small amount of light weight reinforcement agent.

목차 (Table of Contents)

초록
Abstract
서론
실험
결과 및 토론

초록
Abstract
서론
실험
결과 및 토론
결론
참고문헌

참고문헌 (Reference)

1 윤혁준, "폴리프로필렌/셀룰로오스 나노 섬유 복합체의 열적 및 기계적 물성" 한국고분자학회 44 (44): 255-263, 2020

2 최우선, "트리아세틴 첨가가 폴리(L-락트산)/폴리카보네이트 블렌드의 열적 특성과 물성에 미치는 영향" 한국고분자학회 40 (40): 977-984, 2016

3 김석준, "왕겨분말 강화 재활용 폴리스티렌 복합재료의 열적 및 기계적 물성" 한국고분자학회 44 (44): 192-200, 2020

4 김용주, "열가소성 폴리우레탄과 미세결정 셀룰로오스 복합체의 제조 및 기계적 물성 분석" 한국고분자학회 44 (44): 776-783, 2020

5 이승원, "아민화 셀룰로오스 나노크리스탈 함유 폴리프로필렌 복합재료" 한국고분자학회 44 (44): 734-740, 2020

6 문영권, "반응기 혼합법에 의한 폴리올레핀/2D-나노시트 나노복합체 제조; 에틸렌-프로필렌 공중합체" 한국고분자학회 44 (44): 652-657, 2020

7 이주형, "미세결정 셀룰로오스를 이용한 셀룰로오스 나노결정 제조 및 셀룰로오스 나노결정표면에 메타크릴레이트 기 도입에 관한 연구" 한국고분자학회 42 (42): 1096-1103, 2018

8 김유신, "나일론66/탄소필러 복합체의 물리적 성질에 대한 제조방법의 영향" 한국고분자학회 42 (42): 763-768, 2018

9 김준석, "나일론66/탄소필러 복합체의 결정화 거동 및 탄소섬유 배향이 물성에 미치는 영향 연구" 한국고분자학회 43 (43): 547-552, 2019

10 함명조, "고온 열처리가 폴리페닐렌 설파이드 필름의 미세구조에 미치는 영향" 한국고분자학회 44 (44): 177-185, 2020