수중대향충돌 유래 화학개질 셀룰로오스 나노섬유 강화 수분산폴리우레탄 복합체 :A waterborne polyurethane composite reinforced with chemically-modified cellulose nanofibers derived by aqueous counter collision

임성민

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자료유형: 학위논문

저자정보: 임성민 (울산대학교, 울산대학교 일반대학원)

지도교수: 진정호

발행연도: 2019

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이용수7

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2019

수중대향충돌 유래 화학개질 셀룰로오스 나노섬유 강화 수분산폴리우레탄 투명복합체

임성민 , 진정호 폴리머 2019.11 학술저널

수중대향충돌 유래 화학개질 셀룰로오스 나노섬유 강화 수분산폴리우레탄 복합체

임성민 첨단소재공학과 2019.01 학위논문

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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.

목차
1. 서론 7
1. 1. 개요 7
2. 이론적 배경 9
2. 1. 폴리우레탄 9
2. 1. 1. 폴리우레탄 개요 9
2. 1. 2. 수분산폴리우레탄 개요 11
2. 1. 3. 수분산폴리우레탄 전구체 12
2. 1. 4. 수분산폴리우레탄 합성법 21
2. 1. 5. 분산 매커니즘 23
2. 2. 셀룰로오스 25
2. 2. 1. 셀룰로오스 개요 25
2. 2. 2. 숙신산무수물 27
2. 2. 3. 유체충돌방식 27
3. 실험 방법 29
3. 1. 수분산폴리우레탄 합성 29
3. 1. 1. 실험재료 29
3. 1. 2. 수분산폴리우레탄 합성 31
3. 2. 셀룰로오스 나노섬유화 32
3. 2. 1. 실험재료 32
3. 2. 2. 셀룰로오스 숙신산무수물처리 32
3. 2. 3. 유체충돌방식을 통한 나노섬유화 33
3. 3. 나노복합필름 제작 33
4. 결과 및 고찰 36
4. 1. 실험 분석 장비 및 샘플 준비 36
4. 2. 구조분석 38
4. 2. 1. Scanning electron microscope (SEM) 38
4. 2. 2. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) 40
4. 2. 3. X-ray diffraction (XRD) 46
4. 2. 3. UV-visible 48
4. 3. 기계적 특성분석 49
4. 3. 1. Tensile test 49
4. 4. 열적 특성분석 52
4. 4. 1. Thermogravimetric analysis (TGA) 52
4. 4. 2. Differential scanning calorimetry (DSC) 54
4. 4. 3. Dynamic mechanical analysis (DMA) 56
5. 결론 58
6. 참고 문헌 60
7. Abstract 62

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