최근 들어 합성플라스틱 물질의 환경문제에 대한 관심이 증가함에 따라, 합성고분자 물질의 대체물질인 친환경 생분해성 플라스틱 물질의 연구가 수행되고 있다.
본 연구에서는 옥수수전분, poly(vinyl alcohol) (PVA), nano-sized copolymer [poly (methyl methacrylate-co-acrylamide) (P(MMA-co-AAm)), poly (methyl methacrylate-co-methyl methacrylic acid) (P(MMA-co-MAA)), poly (methyl methacrylate) (PMMA)] 및 가소제를 사용하여 생분해성 필름을 제조하였다. 가소제로는 glycerol (GL), xylitol (XL), tartaric acid (TA), 그리고 citric acid (CA)를 사용 하였으며, nano-sized copolymer는 유화중합으로 제조하였다. Nano-sized copolymer 중합 과정에서 P(MMA-co-AAm)의 MMA와 AAm의 비율을 4:1, 3:1, 2:1로 변화 시켜 중합하였다. 또한, [MMA:AAm=4:1]은 개시제의 양을 변화시켜 입자크기 (60 nm, 100 nm, 150 nm, 200 nm)를 조절 하였다. Nano-sized copolymer의 입자 크기 및 모양은 Scanning electron microscope (SEM)를 이용하여 관찰하였다.
나노입자 함량에 따라 제조된 생분해성 필름의 tensile strength (TS), elongation (%E), degree of swelling (DS), 그리고 solubility (S)를 조사하였다. 그 결과 나노입자 함량이 증가함에 따라 TS와 DS의 값은 증가 하였고, %E와 S의 값은 감소하였다. 이는 nano-sized copolymer 입자가 전분과 PVA, 가소제 사이에서 상호 보완적 가교 결합에 의해 TS와 DS는 증가 되었다.
토양매장 실험은 전분 + PVA필름과 전분 + PVA + nano-sized copolymer [P(MMA-co-AAm), P(MMA-co-MAA) 및 PMMA]필름, 그리고 PVA 필름 (가소제 미첨가)의 생분해 정도를 확인하기 위해 수행하였다. 전체적인 필름의 초기부터 70일 정도까지는 급격한 분해가 이루어 졌으며 약 70일 이후부터 종료 시 (170일)까지는 천천히 분해되었다. 그와 반대로 PVA필름은 토양분해에서 높은 저항성 때문에 20 %이하에서 분해가 되었음을 확인하였다.