Korean Chemical Engineering Research, Vol.46, No.1, 106-111, February, 2008
폴리프로필렌/전분/실리케이트 복합체의 실리케이트 분산 및 유변학적특성에 미치는 전분 함량의 영향
Effect of the Starch Content on the Silicate Dispersion and Rheological Properties of Polypropylene/Starch/Silicate Composites
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초록
폴리프로필렌(polypropylene, PP)/옥수수전분(corn starch) 마스터뱃취(MB)/실리케이트 복합체를 전분 함량을 10, 20, 30, 40, 50으로 변화시키면서 실험실 규모의 brabender mixer를 이용하여 200 ℃에서 제조하였다. 실리케이트의 함량은 5 wt%로 고정하였다. 복합체에서 전분 MB 함량 변화는 적외선분광기(FT-IR)를 이용하여 수산기의 존재여부 와 피크 강도 변화로 확인하였다. PP/전분 MB/실리케이트 복합체의 열적특성을 시차주사열용량분석기(DSC) 그리고 열중량분석기(TGA)를 이용하여 관찰하였다. PP/전분 MB/실리케이트의 용융온도에는 큰 변화가 나타나지 않음을 알 수 있었고, 분해온도는 전분 MB 함량에 따라 점차적으로 감소하는 경향을 보여주었다. 복합체의 실리케이트 분산정도는 X-선 회절(XRD)과 투과전자현미경(TEM)을 이용하여 측정하였다. 복합체의 실리케이트 분산은 전분 MB의 함량에 의존하였고, 전분 MB가 20 wt% 이상 첨가되었을 때 d-spacing과 피이크 강도에 큰 변화를 보였다. 복합체의 유변학적 특성은 전분 MB의 함량에 따라 shear thinning effect와 탄성특성에 있어 증가를 나타내었다. 또한 전분 함량이 20 wt% 이상 첨가되었을 때 이들 유변학적 특성에 있어서 큰 변화를 나타내었다. 이는 200 ℃에서 동적유변학측정기를 이용하여 확인하였다.
Polypropylene (PP)/corn starch master batch (starch-MB)/silicate composites with different corn starch compositions of 10, 20, 30, 40 and 50 were prepared by melt compounding at 200 ℃, using lab scale Brabender mixer. The content of silicate was fixed at 5 wt%. The composition of starch-MB in composites was confirmed by the existence of hydroxy group and peak intensity in fourier-transform-infrared (FT-IR) spectrum. The thermal properties of the PP/starch-MB/silicate composites were investigated by differential scanning calorimetry (DSC), and thermogravimetric analyzer (TGA). There was no district change in melting temperature, and TGA curve indicates a decrease in degradation temperature with the increase of starch-MB content. The silicate dispersion of the composites was measured by X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscope (TEM). The degree of silicate dispersion in PP/starch-MB/silicate composites depended on the content of starch-MB. There was detectable change in d-spacing and peak intensity of the composite when the content of starch-MB was higher than 20 wt%. The
rheological behavior of the composites was explained by both shear thinning effect and elastic property with the starch-MB amount. These effects were remarkable when the content of starch-MB was higher than 20 wt%. These were confirmed by an oscillatory viscometer at 200 ℃.
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