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목질계 바이오매스 표면개질 및 이를 이용한 친환경 올레핀 바이오 복합재료 제조기술
Surface modification of woody biomass and its application to eco-friendly olefin biocomposites
소 속
단국대
연구책임자
황석호
기술분류
나노소재/소자
키워드
리그닌, 표면개질, 올레핀 복합재료, 친환경 소재
 
■ 리그닌 개질방법, 이에 의해 개질된 리그닌, 및 이를 포함하는 리그닌-올레핀 복합재료 / 출원번호 10-2014-0135908 / 출원일 2014-10-08 / 등록
■ 무수 말레인산-그라프트-올레핀수지를 이용한 셀룰로오스 섬유 개질방법, 이에 의해 개질된 셀룰로오스 섬유 및 이를 포함하는 셀룰로오스-올레핀수지 복합재료료 / 출원번호 10-2013-0119888 / 출원일 2013-10-08 / 등록
 
■ 기존 기술의 문제점
­ : 목질계 바이오매스(셀룰로오스, 리그닌)의 친수성으로 인해 고분자 복합재료(보강재)의 물성을 저하시킴
­ : 기존 목질계 바이오매스 기반 고분자 복합재료는 3 성분계(보강재/고분자/상용화제)로 구성되며, 이 중 상용화제가  고분자 매트릭스의 물성을 저하시킴
­ : 목질계 바이오매스 섬유의 응집력으로 인해 복합재료 제조 또는 소수성 고분자와의 in-situ 중합 시 혼합물 내에서 분산이 잘 되지 않아 복합재료의 물성을 떨어뜨림
■ 본 기술 정의
­ : 본 기술은 목질계 바이오매스(셀룰로오스, 리그닌)와 상용화제의 화학적 결합을 통해 표면을 개질하는 방법임
 - (1차 개질) 목질계 바이오매스 표면에 존재하는 친수성 수산기(hydroxyl group)와 실란 커플링제(γ-APS) 사이에 hydrolysis-condensation 반응
 - (2차 개질) 1차 개질된 목질계 바이오매스 표면에 무수말레인산-그라프트-폴리프로필렌(maleic  anhydride grafted polypropylene, MAPP)을 친핵성 치환반응을 통해 화학결합시켜 올레핀 복합재료용 친환경 보강재 형성

 
■ 기존 올레핀 복합재료는 첨가하는 극성 저분자 상용화제로 인해 올레핀 매트릭스의 물성을 저하시켜, 고기능성 올레핀 복합재료 제조 어려움
■ 본 기술을 적용한 올레핀 복합재료는 상용화제가 바이오 보강재와 올레핀 수지 계면에만 존재하여, 매트릭스 내 물성저하 없이 보강재와 매트릭스 사이의 계면접착력을 향상시켜 복합재료의 성능을 향상 시킬 수 있음
■ 목질계 바이오매스 표면을 소수성 MAPP로 개질
­ : 혼합물 내에서의 분산성 향상 → 수지와의 친화성 향상 → 올레핀 복합재료 내 보강재 함량 증가 → 기계적 물성 향상
­ : 기존 올레핀 복합재료 대비 가공 용이
 
■ 본 기술 적용 제품(시장) : 기계적 물성이 우수하여 파괴인성이 요구되는 성형용 올레핀 수지 복합재료로 활용 가능
­ - 물류용 자재 (물류용 바스켓 및 파레트 등)
­ - 토목, 건축 자재 (건설용 커푸집, 창호, 바닥재 등)
­ - 친환경소재로서 인장강도가 높은 내/외장재 (자동차용 소재 및 전자기기 하우징 등)

 
■ 공동연구(Joint R&D), 기술이전(매각) 또는 라이센싱(Technology Transfer or Licensing)
 
■ 단국대학교 산학협력단 박현남 / 01-8005-2887 / hyeontree@dankook.ac.kr
 
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