Polymer(Korea) (폴리머)

The Polymer Society of Korea (한국고분자학회)
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Synthesis and Characterization of Composite Paper Using Polyamide Fiber and Surface Modified Microfibrillated Cellulose

표면 개질된 마이크로피브릴화 셀룰로오스를 이용한 폴리아마이드 섬유와의 복합페이퍼 제조 및 특성평가

  • Lee, Jong-Hee (Department of Polymer Science and Engineering, Korea National University of Transportation) ;
  • Lim, Jung-Hyurk (Department of Polymer Science and Engineering, Korea National University of Transportation) ;
  • Kim, Ki-Young (Department of Textile Convergence of Biotechnology & Nanotechnology, Korea Institute of Industrial Technology) ;
  • Kim, Kyung-Min (Department of Polymer Science and Engineering, Korea National University of Transportation)
  • 이종희 (한국교통대학교 나노고분자공학과) ;
  • 임정혁 (한국교통대학교 나노고분자공학과) ;
  • 김기영 (한국생산기술연구원 바이오나노섬유융합연구그룹) ;
  • 김경민 (한국교통대학교 나노고분자공학과)
  • Received : 2013.08.30
  • Accepted : 2013.10.08
  • Published : 2014.01.25
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Abstract

Microfibrillated cellulose (MFC) was chemically modified with two different silane coupling agents (3-aminopropyltriethoxysilane and 3-mercaptopropyltriethoxysilane) and lauroyl chloride. The surface modification of MFC was confirmed by infrared spectroscopy (FTIR), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX), and contact angle measurements. Composite paper was successfully prepared with surface modified MFC and polyamide (PA) fiber. The surface modification of MFC not only prevented aggregation of MFC but also improved adhesive property between PA fiber and surface modified MFC. It was impossible to prepare papers of only PA fiber because there is no binder to connect PA fibers. That is, surface modified MFC as a binder in PA fiber played a crucial role in making composite paper. Composite paper with silane modified MFC showed higher tensile strength and modulus than composite paper with lauroyl moiety modified MFC. The structure, morphology, and mechanical properties of composite paper were analyzed by scanning electron microscope (SEM) and universal testing machine (UTM).

두 가지 서로 다른 실란 화합물인 3-aminopropyltriethoxysilane(APS)과 3-mercaptopropyltriethoxysilane(MRPS) 그리고 lauroyl chloride를 이용하여 마이크로피브릴화 셀룰로오스(MFC) 표면을 화학적으로 개질하였다. 화학적으로 표면 처리한 MFC의 구조 및 특성은 FTIR, EDX, TGA, 접촉각 등을 측정하여 분석하였다. 이렇게 유기 관능기로 치환된 MFC와 폴리아마이드(PA) 섬유를 사용하여 복합 페이퍼를 제조하였다. MFC의 표면 개질은 MFC 사이의 응집을 막아줄 뿐만 아니라 PA 섬유와의 접착성을 향상시켜 주는 역할을 한다. 단섬유인 PA 섬유를 연결시켜주는 바인더 역할을 하는 MFC 없이는 페이퍼를 제조할 수가 없었다. 즉, 표면 개질된 MFC는 PA 섬유 내에서 분산되어 PA 섬유들을 연결시켜 복합페이퍼의 제조를 가능하게 하였다. 두 가지 실란 화합물로 개질된 MFC를 이용한 복합페이퍼의 인장강도와 인장탄성률의 기계적 물성은 lauroyl 그룹으로 치환된 MFC를 이용한 복합페이퍼에 비하여 우수하였다. 화학적으로 표면 처리한 MFC와 PA 섬유로 제조된 복합페이퍼의 모폴로지와 기계적 물성은 SEM과 UTM을 통하여 분석하였다.

Keywords

Acknowledgement

Supported by : 한국연구재단

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