PLLA-block-(meth)acrylate 공중합 수지의 합성과 이를 이용한 연신 PLA필름의 특성연구

[카리]

본 연구에서는 열가소성 폴리에스테르인 Poly(L-lactide)의 단점인 brittle함과 불충분한 충격강도 등을 개선하기 위하여 내열성․기계적 특성 등이 우수한 (meth)acrylate계 고분자인 glycidyl methacrylate (GMA)와 methyl methacrylate (MMA)를 Poly(L-lactide)와 각각 합성을 하였다. PLLA의 중합은 ROP(Ring Opening Polymerization)을 이용하였으며, 제조된 PLLA는 말단의 –OH를 Br으로 치환을 함으로서 활성 bromo end-group(PLLA-Br)을 취한 macro-initiator로 준비가 되었다.
PLLA-block-(meth)acrylate계 고분자의 합성은 금속 촉매/리간드를 이용한 ATRP(Atom Transfer Radical Polymerization)을 통하여 합성하였으며, 각 고분자의 높은 단가와 합성 고분자의 소량생산의 단점을 극복하기 위하여 PLA resin과 합성된 고분자의 블렌드(blend)를 통한 이축연신필름을 제작하였다. 일반적으로 서로 다른 두 고분자를 블렌드하여 이축연신필름을 제작할 때, 두 고분자의 상용성 부족에 의해 이축연신공정 시 표면에 파단이 일어나 연신필름의 제조가 어렵다. 그리하여 PLLA-block-(meth)acrylate 합성 고분자의 말단 PLLA와 PLA resin과의 혼합을 통한 표면의 상용성 증가에 의한 연신율의 개선정도를 확인하기 위하여 대조군으로 GMA와 MMA를 개시제인 AIBN (2,2′-Azobis(2-methylpropionitrile)을 이용하여 PGMA와 PMMA를 제조하였으며 이를 동일한 조건의 이축연신필름으로 제작하여 기계적 물성을 비교하였다.
분석결과 PLA/PLLA-block-PGMA 복합체 필름의 경우 고분자의 유연성이 증가하였으며, PLA/PLLA-block-PMMA 복합체 필름의 경우 기계적 강도와 투명성이 향상되었다. 또한 PLA/PGMA, PLA/PMMA 복합체 필름과의 비교를 통해서 말단의 PLLA가 PLA resin과의 상용성을 증가시킴으로서 연신율과 필름의 기계적 물성이 개선되었다.
본 연구에서 제조한 PLA/PLLA-block-(meth)acrylate계 고분자 복합체 필름은 포장재 및 건자재 ․ 자동차 내장재용 소재에 적용 가능성이 매우 높을 것으로 기대한다.

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