폴리에스터 공중합체 합성과 생분해성 평가에 관한 연구

Title
폴리에스터 공중합체 합성과 생분해성 평가에 관한 연구
Authors
송유현
Keywords
폴리에스터공중합체합성과생분해성평가에관한연구
Issue Date
2011
Publisher
인하대학교
Abstract
석유기반의 합성 고분자는 매립하게 될 경우 썩지 않고 자연계에 그대로 잔존하게 되며, 소각할 경우 유해 가스가 발생하여 환경 오염의 원인이 될 수 있다. 이러한 문제점을 해결하고자, 본 논문에서는 생분해성 고분자인 poly(lactic acid) (PLA)에 관해 연구하였다. PLA의 구조는 ([-O(CH3)CHCO-]n)로 나타낼 수 있으며, 생분해성을 지니는 지방족 폴리에스터의 한 종류이다. PLA는 미생물이나 효소 혹은 가수분해 등의 복합적 요인으로 인해 이산화탄소와 물로 최종 생분해 된다. 따라서 친환경적인 고분자라 할 수 있으며, 좋은 기계적 강도, 가공성과 생분해성을 지니는 반면, 비교적 낮은 열적 성질을 지니고 있다. 생분해성 고분자를 평가하는 방법으로는 퇴비화, 슬러지, 매립 등의 방법이 있는데, 이 중에서도 슬러지를 이용한 혐기성 소화는 고분자의 생분해성을 측정하는 효율적인 방법이라 할 수 있다. 첫번째 실험으로, 열안정성을 증가시킬 목적으로 35 ℃ 조건에서 축합반응을 통해 poly(L-lactide-alt-bisphenol A carbonate) (PLBC)를 합성하였다. 반응중에 생긴 부산물은 혼합촉매를 이용해 제거 시켰다. 제조된 PLBC의 구조는 핵자기공명 분광 분석기 (1H NMR)로 분석되었다. 합성되어진 부분중합체와 공중합체의 분자량은 겔 투과 크로마토그래피 (GPC)로 확인하였다. 열적 특성의 분석에는 열중량 분석기 (TGA)와 시차주사 열량계 (DSC)가 이용되었다. 두번째 실험으로는, 혐기성 조건하에 고온성 세균을 이용하여 PLA 생분해 테스트를 실시하였다. 55 ℃ 에서 발생된 바이오 가스를 측정함으로써 PLA의 생분해성을 계산하였다. 셀룰로오스는 생활폐수와 축산분뇨의 혼합물과 함께 기준 물질로, PLA는 테스트 물질로 이용되었다. 테스트 초기에 총고형물 함량 (TS)과 휘발성 고형물 함량 (VS)을 측정하였다. 60일후의 셀룰로오스의 생분해도는 약 82%에 도달하였다. 슬러리 상의 조건에서PLA의 생분해도는 퇴비화 조건에서의 생분해도 보다 낮은 경향을 보였다. 또한, 배양중의 pH의 변화도 관찰되었다.
Description
1. INTRODUCTION 1 2. EXPERIMENTALS 18 2.1. Materials 18 2.1.1. Starting Materials for Copolymerization 18 2.1.2. Starting Materials for Biodegradable Test 18 2.2. Characterization 19 2.3. Polymer Synthesis 20 2.3.1. Synthesis of Hydroxy-Telechelic Lactic Acid 20 2.3.2. Synthesis of Copolyesters 21 2.4. Apparatus : MODA B 21 2.5. Preparation of Test Mixture under Slurry Condition 23 3. RESULTS AND DISCUSSIONS 25 3.1. The GPC Results of Prepolymer and Copolymer 25 3.2. 1H NMR Analysis 25 3.2.1. Prepolymer 25 3.2.2. Copolymer 26 3.3. Analysis of Thermal Properties 27 3.4. Anaerobic Biodegradation of PLA at 55 ℃ 29 4. CONCLUSIONS 31 5. REFERENCES 33 LIST OF TABLES 42 LIST OF FIGURES 42
URI
http://dspace.inha.ac.kr/handle/10505/22053
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College of Engineering(공과대학) > Polymer Science and Engineering (고분자공학) > Theses(고분자공학 석박사 학위논문)
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