다이알데하이드 나노 셀룰로오스 첨가를 통해 수분 저항성이 향상된 폴리비닐알코올 필름 제조에 관한 연구

[카리]

나노 셀룰로오스는 일반적으로 몰폴로지에 따라 셀룰로오스 나노파이버(cellulose nanofiber, CNF)와 셀룰로오스 나노크리스탈(cellulose nanocrystal, CNC)로 나누어진다. 과이오딘산나트륨을 이용하여 나노 셀룰로오스를 산화하면 글루코피라노즈의 2, 3번 육각 탄소 고리가 깨지며 다이알데하이드기가 도입된다. 이 다이알데하이드기는 수산화기를 가진 고분자의 가교 반응자리로써 기능을 할 수 있다. 폴리비닐알코올(poly(vinyl alcohol), PVA) 필름은 우수한 산소차단성 및 기계적 강도로 인해 일부 식품 포장재로 사용되고 있으나 수분에 취약하다는 점에서 사용에 제약이 있다. 본 연구에서는 PVA 필름의 수분저항성을 증대하기 위해 다이알데하이드 셀룰로오스 나노파이버(dialdehyde cellulose nanofiber, DCNF)와 다이알데하이드 셀룰로오스 나노크리스탈(dialdehyde cellulose nanocrystal, DCNC)을 첨가제로 이용하여 그 효과를 확인하였다. DCNF는 고유 몰폴로지특성 및 도입된 알데하이드 기능기에 의해 PVA와 물리/화학적 네트워크 구조를 이루며, PVA에 비해 현격히 낮은 수분 팽윤도를 나타내었다(84.2%). 반면 DCNC는 PVA와 화학적 네트워크 구조만을 이루면서 약 85.4%의 수분 팽윤도를 나타냈으며, 그 값은 DCNF를 넣었을 때와 비슷하였다. 이러한 결과를 통해 화학적 네트워크 구조의 형성이 수분 저항성 증대에 가장 핵심적인 역할을 한다는 것을 확인할 수 있었다.

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