수중대향충돌 유래 화학개질 셀룰로오스 나노섬유 강화 수분산폴리우레탄 복합체

Abstract

Recently, eco-friendly materials are gaining attention as environmental problems and environmental regulations are deepening. In particular, a waterborne polyurethane synthesis method that reduces VOC (Volatile Organic Compounds), which is a harmful substance, has been studied instead of conventional solvent-based polyurethane synthesis methods. The waterborne polyurethane is prepared by adding an emulsifier and a neutralizing agent in a conventional polyurethane synthesis method and dispersing the polyurethane particles in water by chemical reaction. These waterborne polyurethanes are expected to replace various fields where conventional polyurethanes are used because they are not harmful when used in synthesis or in the workplace as a water base. In this study, nanocomposite films were prepared by using cellulose, a natural polymer, as a reinforcing agent for waterborne polyurethane composites. Cellulose is the most abundant natural polymer in nature and is inexpensive, environmentally friendly, and has excellent thermal and mechanical properties. Because the cellulose present in nature is composed of stabilized microfibrous bundles, chemical and physical treatments are used in order to use it as nanofibers. In each treatment, succinic anhydride is treated by succinic anhydride, Aqueous counter collision (ACC) was used to make the cellulose nanofibers. The fabricated nanocomposite films were analyzed.|최근 환경문제와 이에 따른 환경규제가 이어지는 가운데 친환경적인 재료가 대두되고 있다. 특히 용매 위주인 기존의 폴리우레탄 합성법을 대신해 유해 물질인 VOC(Volatile Organic Compounds)를 줄인 수분산폴리우레탄 합성법이 연구되었다. 수분산 폴리우레탄은 기존 폴리우레탄 합성법에서 유화제와 중화제를 첨가하여 이를 통한 화학적 반응을 이용하여 폴리우레탄 입자들을 물에 분산시킨 것이다. 이러한 수분산 폴리우레탄은 물 기반으로써 합성 또는 작업장 사용 시 유해하지 않아 기존 폴리우레탄이 사용되는 다양한 분야를 대체할 것으로 전망된다. 본 연구에서는 수분산 폴리우레탄 복합체의 강화제로써 천연 고분자인 셀룰로오스를 사용하여 나노 복합필름을 제작하였다. 셀룰로오스는 자연계에 존재하는 가장 풍부한 천연 고분자로 저렴하고, 친환경적이며 열적, 기계적 특성이 우수하다. 자연에 존재하는 셀룰로오스는 안정화된 마이크로 섬유 다발로 이루어져 있기 때문에 이를 나노섬유로 이용하기 위해 화학적 처리와 물리적 처리가 병행되었고 각각의 처리법에 화학적 처리로 숙신산무수물 ‘succinic anhydride’ 처리가, 물리적 처리로 유체충돌방식 ‘Aqueous counter collision (ACC)’을 이용하여 셀룰로오스를 나노 섬유화 시켰다. 제작된 나노 복합필름을 분석하였다.