젖산 단위를 포함한 유연한 바이오 기반 폴리에스터를 통한 폴리락트산 인성 향상 연구

Wen-xing Lv ,  

Zhi-lin Ou ,  

Yi Su ,  

Jing Huang ,  

Ting Li ,  

Shi-bo Wang ,  

Xu-hui Zhang ,  

Wei-fu Dong ,  

摘要

원료가 재생 가능하고 생분해성 등의 많은 장점으로 인해 폴리락트산(PLA) 소재가 널리 주목받고 있으나, 인성 부족 문제는 실제 적용에 심각한 제약이 됩니다. 전통적인 증진 방법은 석유계 성분 도입, 증진 효율 저하 또는 생분해성 감소 등의 문제가 있습니다. 본 연구에서는 젖산 단위를 포함하고 유리 전이 온도(Tg)가 낮으며 분자량이 낮은 바이오 기반 폴리에스터 l-BPELAn을 설계·합성하고, 용융 혼합을 통해 PLA/l-BPELAn 블렌드를 제조하여 폴리락트산 블렌드의 구조, 기계적 성능, 가공성 및 분해 거동을 체계적으로 연구하였습니다. 결과에 따르면 15 phr l-BPELA20가 첨가된 블렌드는 파단 신율이 (609.5±23.5)%에 달하며, 충격 강도는 (39.5±1.6) kJ/m2로 PLA의 인성 증진 개조가 실현되었습니다. 인성 증진 메커니즘은 l-BPELA20에 의해 유발된 다중 미세 균열 메커니즘입니다. 동시에 해당 블렌드의 용융 유동 속도는 12.8 g/10분에 달하며, 3D 프린팅을 통해 복잡한 구조물 제조가 가능합니다. 퇴비화 분해 시뮬레이션에서는 블렌드가 30일 내 거의 완전 분해되는 반면, 순수 PLA는 잔류물이 뚜렷하게 존재합니다. 본 연구는 전 생분해성, 고인성 및 빠른 분해 PLA 소재 개발을 위한 새로운 전략을 제공하며, 환경 친화적 PLA 소재의 실제 적용에 기여할 것입니다.

关键词

폴리락트산;바이오 기반 폴리에스터;인성 향상;빠른 분해;3D 프린팅

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