KR100683941B1 - Preparation of novel polylactide/clay nanocomposite with improved shear thinning and toughness - Google Patents

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박정기
이성남
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Abstract

Provided is a method for preparing novel polylactide/clay nanocomposite, wherein the polylactide/clay nanocomposite exhibits a high shear thinning phenomenon and good toughness. The method for preparing novel polylactide/clay nanocomposite having improved shear thinning and toughness comprises the steps of: preparing modified clay by introducing a copolymer of lactide and caprolactone into clay having hydroxyl groups at the surface through a ring opening polymerization; and melt-kneading the modified clay, a plasticizer of aliphatic polyester, and high-molecular-weight polylactide to prepare novel polylactide/clay nanocomposite.

Description

전단 담화와 강인성이 향상된 신규한 폴리락티드/클레이 나노 복합체의 제조방법{Preparation of Novel Polylactide/Clay Nanocomposite with Improved Shear Thinning and Toughness}Preparation of Novel Polylactide / Clay Nanocomposite with Improved Shear Thinning and Toughness

도 1은 본 발명에서 개발된 클레이를 이용한 폴리락티드/클레이 나노 복합체와 비교예의 210℃에서의 전단 담화 특성을 나타낸 그래프이다.1 is a graph showing shear thinning characteristics at 210 ° C. of a polylactide / clay nanocomposite and a comparative example using clays developed in the present invention.

도 2는 본 발명에서 개발된 클레이를 이용한 폴리락티드/클레이 나노 복합체와 비교예의 강인성을 나타낸 그래프다.Figure 2 is a graph showing the toughness of the polylactide / clay nanocomposite and the comparative example using the clay developed in the present invention.

본 발명은 폴리락티드의 전단 담화와 강인성을 증진시켜 폴리락티드의 생분해성 범용 수지로의 응용을 목적으로 한다. 본 발명은 표면에 히드록실기를 가지는 클레이에 개환중합 반응을 통해서 락티드와 카프로락톤의 공중합 고분자를 도입하여 개질된 클레이를 제조하는 단계와, 전기의 개질된 클레이와 지방족 폴리에스터의 가소제, 그리고 고분자량의 폴리락티드를 용융 혼련하여 신규한 폴리락티드/클 레이 나노 복합체를 제조하는 단계로 구성된다.The present invention aims at the application of polylactide to biodegradable general purpose resins by enhancing shear thinning and toughness of polylactide. The present invention comprises the steps of preparing a modified clay by introducing a copolymer of lactide and caprolactone to the clay having a hydroxyl group on the surface through a ring-opening polymerization reaction, a plasticizer of the electrically modified clay and aliphatic polyester, and Melt-kneading high molecular weight polylactide to prepare a novel polylactide / clay nanocomposite.

락티드와 카프로락톤의 공중합 고분자로 표면 개질된 클레이와 가소제 그리고 고분자량의 선형 폴리락티드와의 용융 혼련을 이용한 신규한 클레이/폴리락티드 나노 복합체 및 그 제조에 관한 것이다. 폴리락티드는 생분해성, 생체적합성을 가진 지방족 폴리에스테르로서 현재까지는 약물전달용 매질, 조직공학용 지지체, 그리고 봉합사 등 주로 의료용도로 이용되어져 왔다. A novel clay / polylactide nanocomposite using melt kneading a surface modified clay with a copolymer of lactide and caprolactone and a plasticizer and a high molecular weight linear polylactide, and a preparation thereof. Polylactide is a biodegradable, biocompatible aliphatic polyester that has been used primarily for medical purposes such as drug delivery media, tissue engineering supports, and sutures.

최근에 폴리락티드는 고분자 자체의 생분해성, 우수한 기계적 강도, 그리고 환경 친화적 소재라는 인식으로 인하여 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 그리고 폴리스티렌 등과 같은 범용 플라스틱의 대체 물질로 인식되기 시작되었다. 하지만 폴리락티드는 상기와 같은 장점에도 불구하고 물질 자체의 취약한 가공성 및 취성 등으로 인하여 실제적인 응용에는 상당한 제약이 수반되고 있는 실정이다. Recently, polylactide has been recognized as an alternative to general purpose plastics such as polyethylene, polypropylene, and polystyrene due to its biodegradability, good mechanical strength, and environmentally friendly materials. However, despite the above advantages, polylactide has significant limitations in practical applications due to the poor processability and brittleness of the material itself.

폴리락티드의 취약한 가공성, 예를 들어 낮은 전단 담화는 범용 플라스틱으로의 적용에 있어서 가장 큰 문제점 중의 하나로, 현재 상용화되어 있는 압출기, 사출기 등 기존의 고분자 가공장비를 쉽게 이용할 수 없다는 문제가 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 폴리락티드를 개질하는 연구가 활발히 진행되고 있으며 가장 대표적인 예로는 분지형 폴리락티드 합성과 폴리락티드/클레이 나노 복합체 제조 등을 들 수 있다. 분지형 폴리락티드의 경우에는 전단 담화 특성을 향상시킬 수는 있지만 폴리락티드의 또 다른 문제점인 기체 투과성, 낮은 열변형 온도, 그리고 취성을 해결할 수 없다는 단점이 있다.Poor processability of polylactide, for example, low shear thinning, is one of the biggest problems in application to general-purpose plastics, and there is a problem in that existing polymer processing equipment such as extruders and injection molding machines that are currently commercialized cannot be easily used. In order to solve such a problem, researches for modifying polylactide are being actively conducted, and most representative examples thereof include branched polylactide synthesis and polylactide / clay nanocomposite production. In the case of branched polylactide, the shear thinning characteristics can be improved, but other disadvantages of polylactide, such as gas permeability, low heat distortion temperature, and brittleness, cannot be solved.

폴리락티드의 전단 담화 특성, 기체 투과성 및 열변형 온도의 개선을 위한 최근의 연구는 폴리락티드/클레이 나노 복합체 재료의 제조에 집중되고 있는 상황이다. 폴리락티드/클레이 나노 복합체를 제조하는 방법은 크게 두 가지로 나뉘어 진다. Recent studies to improve the shear thinning properties, gas permeability and heat deflection temperature of polylactide are focused on the preparation of polylactide / clay nanocomposite materials. The method for preparing the polylactide / clay nanocomposites is divided into two main methods.

첫째는 중합법을 이용하는 방법이고 둘째는 용융 혼련법을 이용하는 방법이다. 중합법을 이용하여 폴리락티드/클레이 나노 복합체를 제조하는 경우, 폴리락티드 말단이 클레이 표면에 고정되어 있어 클레이 함량이 상대적으로 낮은 경우에도 상당한 전단 담화 현상을 나타낼 수 있으나 불균질의(heterogeneous) 반응 조건으로 인하여 클레이 표면에 결합된 폴리락티드의 분자량이 상대적으로 작기 때문에 기계적 강도의 감소를 초래할 수 있다. 그리고 용융 혼련법을 이용하는 경우에는, 이미 합성된 폴리락티드를 이용하기 때문에 기계적 강도는 유지될 수 있지만 폴리락티드 사슬과 클레이 표면이 물리적으로만 상호작용을 하여 상당한 전단 담화 현상을 나타내기 위해서는 비교적 높은 클레이 함량이 요구된다. The first is a method using a polymerization method and the second is a method using a melt kneading method. When the polylactide / clay nanocomposites are prepared by the polymerization method, the polylactide ends are fixed to the surface of the clay, which may cause considerable shear thinning even when the clay content is relatively low, but heterogeneous. Due to the reaction conditions, the molecular weight of the polylactide bonded to the clay surface is relatively small, which may lead to a decrease in mechanical strength. In the case of the melt kneading method, the mechanical strength can be maintained because the polylactide is already synthesized, but the polylactide chain and the clay surface are physically only interacted with each other in order to exhibit considerable shear thinning phenomenon. High clay content is required.

따라서 중합법과 용융 혼련법을 최적의 조건에서 동시에 적용할 경우 비교적 적은 클레이 함량으로도 전단 담화 현상을 증가시킴과 동시에 기계적 강도도 유지시킬 수 있을 것으로 생각된다. 또한 폴리락티드는 폴리스티렌과 유사한 물성을 가지고 있어서 신율이 10% 이내로 제한되는 등 취성을 가지고 있으며 이에 따라 필름 등급의 수지를 개발하는데 어려움이 따르고 있다. 이러한 폴리락티드의 취성을 해결하기 위하여 폴리락티드를 가소화 시키거나 공중합하게 되는데 이러한 경우에는 폴리락티드의 점도가 전 전단 범위에서 낮아서 용융 강도 및 상온에서의 항복/인장 강도 등이 저하되는 단점이 있다. Therefore, when the polymerization method and the melt kneading method are applied simultaneously under the optimum conditions, it is thought that the shear thinning phenomenon can be increased and the mechanical strength can be maintained with a relatively low clay content. In addition, polylactide has properties similar to those of polystyrene, which has brittleness such that the elongation is limited to within 10%. Accordingly, it is difficult to develop a film grade resin. In order to solve the brittleness of the polylactide, the polylactide is plasticized or copolymerized. In this case, since the viscosity of the polylactide is low in the entire shear range, the melt strength and the yield / tensile strength at room temperature are lowered. There is this.

따라서 중합법과 용융 혼련법을 이용하여 폴리락티드/클레이 나노 복합체를 제조할 경우, 클레이 표면에 화학 결합되는 고분자의 분자량을 적절히 조절한다면 클레이 표면의 고분자는 외부 응력 조건에 따라 기질인 폴리락티드와 사슬 엉킴/풀어짐을 할 수 있기 때문에 내부 점증제/가소제 역할을 할 수 있을 것으로 생각된다. 이 때 클레이 표면에 화학 결합되는 고분자는 유연성을 가짐과 동시에 기질인 폴리락티드와 상용성을 가져야 할 것이다. Therefore, when the polylactide / clay nanocomposite is prepared by the polymerization method and the melt kneading method, if the molecular weight of the polymer that is chemically bonded to the clay surface is properly controlled, the polymer on the clay surface may be mixed with It is thought to be able to act as an internal thickener / plasticizer since it can entangle / untie chains. At this time, the polymer chemically bonded to the clay surface should have flexibility and compatibility with the polylactide as a substrate.

이와 관련하여 락티드와 카프로락톤의 공중합 고분자가 표면에 그라프트된 클레이와 고분자량의 폴리락티드를 용융 혼련을 이용한 나노 복합체의 경우 폴리프로필렌과 유사한 전단 담화 및 3중량%에서 150%의 신율을 나타냈다 (대한민국 특허, 출원번호: 10-2005-0090702). 하지만 강인성에 있어서 아직까지는 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌과 같은 비분해성 범용 수지과 비교하여 부족한 실정이다. In this regard, in the case of nanocomposite using melt kneading of clay and high molecular weight polylactide copolymerized with lactide and caprolactone on the surface, shear thinning similar to polypropylene and elongation of 3% to 150% (Korean patent, application no. 10-2005-0090702). However, the toughness is still insufficient compared to non-degradable general purpose resins such as polyethylene and polypropylene.

이에 본 발명에서는 폴리락티드/클레이 나노 복합체 제조에 있어서 중합법과 용융 혼련법 두 가지 방법을 동시에 적용한 후 범용 수지에 적합한 전단 담화 특성 및 강인성를 나타내는 조성물 및 그에 대한 제조방법을 포함하고 있다.Accordingly, the present invention includes a composition showing a shear thinning property and toughness suitable for general purpose resins and a method for producing the same according to the polymerization and melt kneading methods in the production of polylactide / clay nanocomposites.

본 발명과 관련된 종래기술은 USP 6,472,460는 폴리머 조성물과 그 제조방법에 관한 것이고, 용융 혼련법을 이용한 폴리락티드/클레이 나노 복합체 제조 및 제조된 나노 복합체의 전단 담화 특성 평가(Macromolecules, S. S. Ray, K. P. Maiti, M. Okamoto, K. Yamada, Ueda, Vol. 35, No. 8, p. 3104, 2002)이고, .중합법을 이용한 클레이/폴리락티드 나노 복합체 제조 및 특성화(Macromolecular Rapid Communication, M.-A. Pail, M. Alexandre, P. Degee, C. Calberg, R. Jerome, P. Dubois, Vol. 24, p. 561, 2003)이고, 중합법을 이용하여 클레이 표면에 폴리락티드를 화학 결합시킨 후 용융 혼련법을 이용하여 폴리락티드/클레이 나노 복합체 제조 및 특성화 및 특성 평가(Journal of Applied Polymer Science, S. Lee, C.-H. Kim, J.-K. Park, in press, 2006)이다. 따라서 이들은 기질인 폴리락티드와 락티드/카프로락톤 공중합 고분자가 화학 결합된 클레이와 가소제 그리고 기질인 폴리락티드 등을 이용한 용융 혼련 및 제조된 신규한 폴리락티드/클레이 나노 복합체의 특성화 및 전단 담화/강인성 평가에 관한 것으로 본 발명과는 기술적 구성이 다른 것 들이다.The prior art related to the present invention relates to a polymer composition and a method for preparing the same, USP 6,472,460, and a polyacrylide / clay nanocomposite prepared by melt kneading and evaluation of shear thinning properties of the prepared nanocomposite Maiti, M. Okamoto, K. Yamada, Ueda, Vol. 35, No. 8, p. 3104, 2002). Preparation and characterization of clay / polylactide nanocomposites using polymerization method (Macromolecular Rapid Communication, M. A. Pail, M. Alexandre, P. Degee, C. Calberg, R. Jerome, P. Dubois, Vol. 24, p. 561, 2003). Preparation, Characterization and Characterization of Polylactide / Clay Nanocomposites Using Melt Kneading Method after Bonding (Journal of Applied Polymer Science, S. Lee, C.-H.Kim, J.-K. Park, in press, 2006). Therefore, they are characterized by the melt kneading and the plasticization of novel polylactide / clay nanocomposites prepared using clays and plasticizers chemically bonded to substrates of polylactide and lactide / caprolactone copolymers, and polylactide as a substrate. It is about toughness evaluation, and its technical structure differs from this invention.

본 발명은 폴리락티드의 전담 담화 및 강인성을 낮은 함량의 클레이에서도 획기적으로 향상시킬 수 있도록 표면이 락티드와 카프로락톤의 공중합 고분자로 개질된 클레이와 가소제 그리고 고분자량의 폴리락티드를 이용한 폴리락티드/클레이 나노 복합체 조성물 및 제조방법에 관한 기술을 제공하고자 한다.The present invention provides a polylactate using a clay and a plasticizer whose surface is modified with a copolymer of a lactide and a caprolactone, and a high molecular weight polylactide so as to significantly improve the exclusive dissolution and toughness of the polylactide even in low content clay. It is an object of the present invention to provide a Tied / Clay nanocomposite composition and a manufacturing method.

본 발명은 표면에 히드록실기를 가지는 클레이에 개환중합 반응을 통해서 락티드와 카프로락톤의 공중합 고분자를 도입하여 개질된 클레이를 제조하는 단계와, The present invention comprises the steps of preparing a modified clay by introducing a copolymer of lactide and caprolactone through ring-opening polymerization reaction to a clay having a hydroxyl group on the surface;

전기의 개질된 클레이와 지방족 폴리에스터의 가소제, 그리고 고분자량의 폴리락티드를 용융 혼련하여 신규한 폴리락티드/클레이 나노 복합체를 제조하는 단계 로 포함하는 전단 담화와 강인성이 향상된 신규한 폴리락티드/클레이 나노 복합체의 제조방법을 나타낸다.A novel polylactide with improved shear thinning and toughness comprising melt kneading the modified clay and the aliphatic polyester, and a high molecular weight polylactide to prepare a novel polylactide / clay nanocomposite. A method for producing the clay nanocomposite is shown.

상기에서 개환중합에 사용되는 촉매는 Tin, Al 또는 희토 계열의 유기금속 촉매로서, 촉매 함량은 중합 반응을 위해 첨가되는 단량체의 몰수 대비 0.01% 내지 1.0%를 사용하 수 있다.The catalyst used in the ring-opening polymerization is a tin, Al or rare earth-based organometallic catalyst, the catalyst content may be used 0.01% to 1.0% relative to the number of moles of the monomer added for the polymerization reaction.

상기에서 개환중합을 통해 표면에 히드록실기를 가지는 클레이에 도입하는 단량체는 L-락티드, D-락티드, DL-락티드 또는 라세믹 락티드 중 하나 또는 둘 이상에서 선택된 락티드 계열 환형 단량체와 ε-카프로락톤 또는 γ-카프로락톤 중 하나 또는 그 이상에서 선택된 카프로락톤 계열 환형 단량체의 혼합물을 사용할 수 있다.The monomer introduced into the clay having a hydroxyl group on the surface through the ring-opening polymerization is a lactide-based cyclic monomer selected from one or more of L-lactide, D-lactide, DL-lactide or racemic lactide And a mixture of caprolactone series cyclic monomers selected from one or more of ε-caprolactone or γ-caprolactone.

상기에서 용융 혼련에 사용되는 고분자량의 폴리락티드는 수평균 분자량 50,000g/mole 내지 500,000g/mole이며 폴리락티드 중 L-락티드와 D-락티드의 비가 0 내지 1인 것을 사용할 수 있다.The high molecular weight polylactide used in the melt kneading above may be a number average molecular weight of 50,000g / mole to 500,000g / mole and the ratio of L-lactide and D-lactide in the polylactide 0 to 1 .

상기에서 클레이 표면에 화학적으로 결합된 락티드와 카프로락톤의 공중합 고분자의 수평균 분자량이 15,000g/mole 이상인 것을 사용할 수 있다.In the above, the number average molecular weight of the copolymerized polymer of lactide and caprolactone chemically bonded to the clay surface may be one of 15,000 g / mole or more.

상기에서 신규한 폴리락티드/클레이 나노 복합체 중 무기물 함량은 폴리락티드 기질의 중량 대비 0.1% 내지 10% 되도록 할 수 있다.The inorganic content of the novel polylactide / clay nanocomposite may be 0.1% to 10% based on the weight of the polylactide substrate.

상기에서 카프로락톤계 환형 단량체의 함량은 전체 단량체 무게 대비 30wt% 내지 70wt%인 것을 사용할 수 있다.In the above content of the caprolactone cyclic monomer may be used that is 30wt% to 70wt% relative to the total monomer weight.

상기에서 가소제의 함량은 기질 폴리락티드 무게 대비 0.1wt% 내지 50wt% 인 것을 사용할 수 있다.The amount of the plasticizer in the above may be used 0.1wt% to 50wt% relative to the weight of the substrate polylactide.

상기에서 가소제의 종류는 저분자량의 젖산계, 글리세롤계, 트리아세틴계, 또는 시트레이트계열 중에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 사용할 수 있다.The plasticizer may be any one or more selected from low molecular weight lactic acid, glycerol, triacetin, or citrate.

상기에서 가소제의 분자량은 100g/mole 내지 10,000g/mole인 것을 사용할 수 있다.The molecular weight of the plasticizer in the above may be used that is 100g / mole to 10,000g / mole.

상기에서 가소제는 저분자량의 젖산계, 글리세롤계, 트리아세틴계, 또는 시트레이트계열의 물질 중에서 두 가지 이상의 화합물을 선택하여 사용할 수 있다.The plasticizer may be used by selecting two or more compounds from a low molecular weight lactic acid-based, glycerol-based, triacetin-based, or citrate-based materials.

상기에서 개환 중합은 크게 다음 두 단계로 이루어진다. 첫째, 반응 수율을 높이기 위하여 표면에 히드록실기를 가진 클레이를 상기의 개환중합 촉매를 이용하여 전처리한다. 전처리란 클레이 표면의 히드록실기를 활성화시키는 것으로서, 락티드계 단량체와 카프로락톤계 단량체의 개환 공중합 반응이 클레이 표면에서만 진행되도록 하기 위함이다. 둘째, 전처리된 클레이에 락티드계 단량체와 카프로락톤계 단량체를 첨가한 후 반응계를 승온하여 클레이 표면 개질 반응을 수행한다.The ring-opening polymerization in the above is largely composed of the following two steps. First, in order to increase the reaction yield, the clay having a hydroxyl group on the surface is pretreated using the ring-opening polymerization catalyst. The pretreatment is to activate the hydroxyl group on the clay surface, so that the ring-opening copolymerization reaction of the lactide monomer and the caprolactone monomer proceeds only at the clay surface. Second, after adding the lactide monomer and the caprolactone monomer to the pretreated clay, the reaction system is heated to perform a clay surface modification reaction.

상기의 방법으로 제조된 클레이와 가소제를 수평균 분자량 50,000 이상의 폴리락티드와 용융 혼련하여 최종적으로 신규한 폴리락티드/클레이 나노 복합체를 제조하게 된다. 상기에서 가소제는 저분자량의 젖산계, 글리세롤계, 트리아세틴계, 그리고 시트레이트계열의 물질 등이 사용될 수 있다.The clay and the plasticizer prepared by the above method are melt kneaded with polylactide having a number average molecular weight of 50,000 or more to finally prepare a novel polylactide / clay nanocomposite. In the plasticizer, a low molecular weight lactate, glycerol, triacetin, and citrate materials may be used.

한편 본 발명은 상기에서 언급한 방법에 의해 제조한 전단 담화와 강인성이 향상된 신규한 폴리락티드/클레이 나노 복합체를 포함한다.Meanwhile, the present invention includes a novel polylactide / clay nanocomposite having improved shear thinning and toughness prepared by the aforementioned method.

이하, 본 발명을 실시예에 의하여 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 이들 실시 예는 오로지 본 발명을 설명하기 위한 예시일 뿐, 본 발명의 권리 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These embodiments are only examples for describing the present invention, but the scope of the present invention is not limited thereto.

<실시예 1>; 표면이 L-락티드와 ε-카프로락톤의 공중합 고분자로 개질된 클레이의 제조<Example 1>; Preparation of Clay with Surface Modified by Copolymer of L-Lactide and ε-Caprolactone

클레이를 본 발명에 적합한 구조로 개질하기 위하여

Figure 112006001035773-pat00001
와 L-락티드 단량체 및 ε-카프로락톤을 tin(Ⅱ) octoate를 촉매로 하여 반응시킨다. 글로브 박스 내에서 수분이 제거된 240mL의 자일렌에 분산되어 있는 건조
Figure 112006001035773-pat00002
8.64g에 0.6mmole의 tin(II) octoate를 첨가한 후 50℃에서 1일 동안 교반하였다. To modify the clay into a structure suitable for the present invention
Figure 112006001035773-pat00001
And L-lactide monomer and ε-caprolactone are reacted with tin (II) octoate as a catalyst. Drying dispersed in 240 mL xylene removed with water in the glove box
Figure 112006001035773-pat00002
0.6mmole tin (II) octoate was added to 8.64 g, and the mixture was stirred at 50 ° C. for 1 day.

활성화가 끝난 클레이에 43.2g의 L-락티드와 43.2g의 ε-카프로락톤을 첨가한 후 반응기 온도를 135℃로 올린 후 7일 동안 개환중합 반응을 진행하였다. 반응 종료 후, 반응물을 과량의 디에틸에테르에 침전시키고 침전물을 여과하여 미반응 L-락티드와 ε-카프로락톤을 제거한다. 43.2 g of L-lactide and 43.2 g of ε-caprolactone were added to the activated clay, and the reactor temperature was raised to 135 ° C., followed by a ring-opening polymerization reaction for 7 days. After completion of the reaction, the reaction mass is precipitated in excess of diethyl ether and the precipitate is filtered to remove unreacted L-lactide and ε-caprolactone.

미반응물이 제거된 침전물을 테트라히드로퓨란에 분산시켜 4,000rpm에서 5분 동안 원심분리한 후 상청액(上淸液)을 분리하고 침전물을 테드라히드로퓨란으로 세척한다. 원심분리 및 세척과정을 3회 반복한 후, 침전물을 60℃, 진공 오븐에서 1일 이상 건조하여 잔류 용매를 제거한다.The unreacted precipitate is dispersed in tetrahydrofuran, centrifuged at 4,000 rpm for 5 minutes, the supernatant is separated, and the precipitate is washed with tetrahydrofuran. After repeating the centrifugation and washing three times, the precipitate is dried in a vacuum oven for 60 days at 60 ℃ to remove residual solvent.

정제된 합성물을 TGA(Thermal Gravity Analyzer), GPC(Gel Permeation Chromatography), DSC(Differential Scanning Calorimetry), 그리고 NMR(Nuclear Magnetic Resonance) 등을 이용하여 특성화하였다. 개질된 클레이의 합성조건과 특성화 결과를 표 1-1, 표 1-2에 나타냈다.Purified compounds were characterized using Thermal Gravity Analyzer (TGA), Gel Permeation Chromatography (GPC), Differential Scanning Calorimetry (DSC), and Nuclear Magnetic Resonance (NMR). The synthesis conditions and characterization results of the modified clays are shown in Table 1-1 and Table 1-2.

표 1-1. 개질된 클레이 (Clay-g-P(CL-co-LL))의 합성조건Table 1-1. Synthesis Conditions of Modified Clay (Clay- g -P (CL- co -LL))

합성조건Synthesis condition

Figure 112006001035773-pat00003
Figure 112006001035773-pat00003
CLa CL a LLb LL b 반응온도Reaction temperature 반응시간Reaction time 8.62g8.62 g 43.2g43.2 g 43.2g43.2 g 135℃135 ℃ 7일7 days

a: ε-카프로락톤, b: L-락티드a: ε-caprolactone, b: L-lactide

표 1-2. 개질된 클레이 (Clay-g-P(CL-co-LL))의 특성화 결과Table 1-2. Characterization Results of Modified Clay (Clay- g -P (CL- co -LL))

특성화 결과Characterization result 무기물 함량Mineral content 수율c Yield c 클레이 표면에 결합된 고분자Polymer bound to clay surface Mw [PDI]Mw [PDI] Tg, Tm T g , T m CL/LL ratioCL / LL ratio Average chain LengthAverage chain length CLCL LLLL 9.3wt%9.3 wt% 97%97% 25,000g/mole [1.3]25,000 g / mole [1.3] 16℃, None16 ℃, None 1/0.9 [mole%]1 / 0.9 [mole%] 1.831.83 2.442.44

c: 중합된 고분자 중에서 클레이 표면에 화학 결합된 고분자의 비율c: ratio of polymers chemically bonded to the clay surface among the polymerized polymers

<실시예 2> 클레이 표면에 결합된 고분자 (P(CL-co-LL))와 폴리락티드와의 상용성 측정Example 2 Measurement of Compatibility between Polymer (P (CL- co- LL)) Bonded to Clay Surface and Polylactide

P(CL-co-LL)과 폴리락티드와의 상용성을 확인하기 위하여 P(CL-co-LL)/폴리락티드 블렌드의 조성에 따른 유리전이온도 및 용융점의 변화를 DSC를 이용하여 살펴보았으며 그 결과를 표 2에 나타냈다.In order to confirm the compatibility between P (CL- co- LL) and polylactide, the change of glass transition temperature and melting point according to the composition of P (CL- co- LL) / polylactide blend was investigated using DSC. And the results are shown in Table 2.

표 2. P(CL-co-LL)/폴리락티드 블렌드의 조성에 따른 유리전이온도Table 2. Glass Transition Temperatures According to Composition of P (CL- co- LL) / Polylactide Blend

P(CL-co-LL) 조성 (wt%)P (CL- co- LL) composition (wt%) 유리전이온도 [℃]Glass transition temperature [℃] 용융점 [℃]Melting point [℃] 00 6161 152152 2020 5151 142142 5050 4040 140140 100100 1616 --

표 2에서 나타난 바와 같이 상기 블렌드는 단일 유리전이온도 및 용융점을 가지고 있으며 유연한 P(CL-co-LL)의 조성 증가에 따라 유리전이온도와 용융점이 감소하는 것으로 볼 때 P(CL-co-LL)과 폴리락티드는 전 조성 범위에서 상용성이 있는 것으로 판단된다.As shown in the Table 2, the blend has a single glass transition temperature and melting point are flexible P (CL- co -LL) P ( CL- co -LL when viewed as reducing the glass transition temperature and melt viscosity increase of the composition according to ) And polylactide are considered to be compatible in the entire composition range.

<실시예 3> Clay-g-P(CL-co-LL), 트리아세틴 (가소제)과 고분자량의 폴리락티드의 용융 혼련Example 3 Melt Kneading of Clay- g- P (CL- co- LL), Triacetin (Plasticizer) and High Molecular Weight Polylactide

실시예 1에 의해서 제조된 Clay-g-P(CL-co-LL)을 트리아세틴과 고분자량의 폴리락티드를 10wt%, 무기물함량 3wt%, 가소제함량 10wt%, 혼합기속도 40rpm, 혼합시간 15분, 혼합온도 180℃의 조건에서 브라벤더 혼합기를 이용하여 용융 혼련한 결과를 표 3에 나타냈다.Clay- g- P (CL- co- LL) prepared in Example 1 was 10 wt% of triacetin and high molecular weight polylactide, inorganic content 3wt%, plasticizer content 10wt%, mixer speed 40rpm, mixing time 15 Table 3 shows the results of melt kneading using a Brabender mixer under the conditions of minutes and a mixing temperature of 180 ° C.

<실시예 4><Example 4>

Clay-g-P(CL-co-LL)을 트리아세틴과 고분자량의 폴리락티드를 20wt%, 가소제함량 20wt%로 한 것을 제외하고는 실시예 3과 같은 조건에서 브라벤더 혼합기를 이용하여 용융 혼련한 결과를 표 3에 나타냈다.Melt using a Brabender mixer under the same conditions as in Example 3 except that Clay- g- P (CL- co- LL) was triwtine and 20 wt% of high molecular weight polylactide and 20 wt% of plasticizer. The result of kneading is shown in Table 3.

표 3. Clay-g-P(CL-co-LL), 트리아세틴, 고분자량의 폴리락티드의 용융혼련 조건Table 3. Melt-kneading Conditions for Clay- g- P (CL- co- LL), Triacetin, and High Molecular Weight Polylactide

구 분division CodeCode 무기물 함량Mineral content 가소제 함량Plasticizer content 혼합기 속도Mixer speed 혼합 시간Mixing time 혼합 온도Mixing temperature 실시예3Example 3 Clay-g-P(CL-co-LL)/PLa-10wt%Clay- g- P (CL- co- LL) / PL a -10wt% 3wt%b 3wt% b 10wt%c 10wt% c 40rpm40 rpm 15분15 minutes 180℃180 ℃ 실시예4Example 4 Clay-g-P(CL-co-LL)/PLa-20wt%Clay- g- P (CL- co- LL) / PL a -20wt% 3wt%b 3wt% b 20wt%c 20wt% c 40rpm40 rpm 15분15 minutes 180℃180 ℃

a: 고분자량의 순수 폴리락티드 [Mn: 85,000, PDI: 2.3, D-락티드: 6.6%]a: high molecular weight pure polylactide [M n : 85,000, PDI: 2.3, D-lactide: 6.6%]

b: Clay-g-P(CL-co-LL)의 함량은 27.9wt%b: Clay- g -P (CL- co -LL) content is 27.9wt%

c: 기질 폴리락티드 대비 wt%c: wt% relative to substrate polylactide

<실시예 5>; Clay-g-P(CL-co-LL)/PL의 가소화 측정<Example 5>; Plasticization Measurement of Clay- g -P (CL- co -LL) / PL

Clay-g-P(CL-co-LL)/PL의 가소화를 측정하기 위하여 가소제를 10wt% 첨가하고, 가소화된 Clay-g-P(CL-co-LL)/PL의 유리전이온도를 DSC를 이용하여 살펴보았으며 그 결과를 표 4에 나타냈다. Clay- g -P (CL- co -LL) / to the PL measuring the plasticizer, and the plasticizer was added 10wt%, the plasticized Clay- g -P glass transition temperature of the (co CL- -LL) / PL It was examined using DSC and the results are shown in Table 4.

<실시예 6><Example 6>

가소제를 20wt% 첨가하고, 실시예 5와 동일하게 유리전이온도를 측정하여 그 결과를 표 4에 나타냈다.20 wt% of a plasticizer was added, and the glass transition temperature was measured in the same manner as in Example 5, and the results are shown in Table 4.

표 4. 가소화된 Clay-g-P(CL-co-LL)/PL의 유리전이온도Table 4. Glass Transition Temperatures of Plasticized Clay- g- P (CL- co- LL) / PL

가소제 함량 [wt%]Plasticizer content [wt%] 유리전이온도 [℃]Glass transition temperature [℃] 실시예 5Example 5 1010 3838 실시예 6Example 6 2020 2424

표 4에서 나타난 바와 같이 가소화된 Clay-g-P(CL-co-LL)/PL는 단일 유리전이온도를 나타내며 함량 증가에 따라 유리전이온도가 낮아지는 것으로 볼 때 Clay-g-P(CL-co-LL)/PL의 가소화가 충분히 발생했음을 알 수 있다.As shown in Table 4, the plasticized clay- g -P (CL- co- LL) / PL represents a single glass transition temperature and the clay- g -P (CL It can be seen that plasticization of co -LL) / PL has sufficiently occurred.

<비교예 1> Clay-g-P(CL-co-LL)와 고분자량의 폴리락티드의 용융 혼련Comparative Example 1 Melt Kneading of Clay- g- P (CL- co- LL) and High Molecular Weight Polylactide

실시 예 1에 의해 제조된 Clay-g-P(CL-co-LL)를 고분자량의 폴리락티드와 브라벤더 혼합기를 이용하여 용융 혼련을 하였으며 이의 제조 조건을 표 5에 나타냈다.Clay- g- P (CL- co- LL) prepared in Example 1 was melt kneaded using a high molecular weight polylactide and Brabender mixer, and its preparation conditions are shown in Table 5.

표 5. Clay-g-P(CL-co-LL)와 고분자량의 폴리락티드과의 용융 혼련 조건Table 5. Melt-kneading Conditions of Clay- g- P (CL- co- LL) and High Molecular Weight Polylactide

CodeCode 무기물 함량Mineral content 가소제 함량Plasticizer content 혼합기 속도Mixer speed 혼합 시간Mixing time 혼합 온도Mixing temperature 비교예 1Comparative Example 1 Clay-g-P(CL-co-LL)/PLa-0wt%Clay- g- P (CL- co- LL) / PL a -0wt% 3wt%b 3wt% b 0wt%0wt% 40rpm40 rpm 15분15 minutes 180℃180 ℃

a: 고분자량의 순수 폴리락티드 [Mn: 85,000, PDI: 2.3, D-락티드: 6.6%]a: high molecular weight pure polylactide [M n : 85,000, PDI: 2.3, D-lactide: 6.6%]

b: Clay-g-P(CL-co-LL)의 함량은 27.9wt%b: Clay- g -P (CL- co -LL) content is 27.9wt%

<실시예 7, 8> 가소화된 Clay-g-P(CL-co-LL)/PL의 전단 담화 특성Example 7, 8 Shear Thinning Characteristics of Plasticized Clay- g- P (CL- co- LL) / PL

실시예 3, 4에서 제조된 나노 복합체의 전단 담화 특성을 측정하기 위하여 수지를 프레스에서 190℃에서 압축하여 지름 1.5cm, 두께 0.5cm의 디스크 모양의 시편을 제작하였다. 제작된 시편을 회전형 점도계(ARES, Rheometric Scientific)를 이용하여 25mm 평행 평판에 1mm 두께로 장착하였다. In order to measure the shear thinning characteristics of the nanocomposites prepared in Examples 3 and 4, the resin was compressed at 190 ° C. in a press to prepare disc shaped specimens of 1.5 cm in diameter and 0.5 cm in thickness. The prepared specimen was mounted on a 25 mm parallel plate with a thickness of 1 mm using a rotary viscometer (ARES, Rheometric Scientific).

점도계의 온도가 210℃에 도달하면 10%의 일정 인장, 동적 전단 조건에서 실험을 수행하였다. 가소화된 Clay-g-P(CL-co-LL)/PL의 전단 담화 특성 실험 결과를 도 1에 나타냈다. 가소화된 Clay-g-P(CL-co-LL)/PL의 경우 가소제 함량 증가에 따라 복합 점도가 낮아지지만 전단 담화는 폴리프로필렌과 유사한 수준임을 알 수 있으며 이는 나노 복합체 내의 고분자 사슬들이 트리아세틴에 의해 가소화 되었지만 클레이 표면에 화학적으로 결합된 고분자가 기질 폴리락티드와의 충분한 사슬 엉킴 및 풀림이 각각 저주파수 대역과 고주파수 대역에서 발생함과 동시에 하여 나타난 결과로 생각된다.When the temperature of the viscometer reached 210 ° C., the experiment was conducted under a constant tensile, dynamic shear condition of 10%. Experimental results of shear thinning of plasticized Clay- g- P (CL- co- LL) / PL are shown in FIG. 1. In the case of plasticized clay- g- P (CL- co- LL) / PL, the composite viscosity decreases with increasing plasticizer content, but the shear thinning is similar to that of polypropylene. It is believed that the polymers chemically bonded to the surface of the clay, but plasticized by, resulted in sufficient chain entanglement and loosening with the substrate polylactide in the low and high frequency bands, respectively.

<비교예 2> Clay-g-P(CL-co-LL)/PL-0wt%의 전단 담화 특성Comparative Example 2 Shear Thinning Characteristics of Clay- g- P (CL- co- LL) / PL-0wt%

비교예 1에서 제조된 Clay-g-P(CL-co-LL)/PL-0wt%의 전담 담화 특성을 측정하기 위하여 수지를 프레스에서 190℃에서 압축하여 지름 1.5cm, 두께 0.5cm의 디스크 모양의 시편을 제작하였다. 제작된 시편을 회전형 점도계 (ARES, Rheometric Scientific)를 이용하여 25mm 평행 평판에 1mm 두께로 장착하였다. 점도계의 온도가 210℃에 도달하면 10%의 일정 인장, 동적 전단 조건에서 실험을 수행하였다. The resin was compressed at 190 ° C. in a press to measure the exclusive dissolution characteristics of Clay- g- P (CL- co- LL) / PL-0wt% prepared in Comparative Example 1. Was prepared. The prepared specimen was mounted on a 25 mm parallel plate with a thickness of 1 mm using a rotary viscometer (ARES, Rheometric Scientific). When the temperature of the viscometer reached 210 ° C., the experiment was conducted under a constant tensile, dynamic shear condition of 10%.

Clay-g-P(CL-co-LL)/PL-0wt%의 전단 담화 특성 실험 결과를 도 1에 나타내었다. Clay-g-P(CL-co-LL)/PL-0wt%는 가소화된 Clay-g-P(CL-co-LL)/PL에 비해서는 복합점도는 높았으며 전단 담화 정도는 유사함을 알 수 있다. 이는 나노 복합체 내의 가소화되지 않은 고분자 사슬들이 클레이 표면에 화학적으로 결합된 고분자가 기질 폴리락티드와의 충분한 사슬 엉킴 및 풀림이 각각 저주파수 대역과 고주파수 대역에서 발생함과 동시에 하여 나타난 결과로 생각된다.The shear thinning characteristic test results of Clay- g- P (CL- co- LL) / PL-0wt% are shown in FIG. 1. Clay- g -P (CL- co -LL) / PL-0wt% has had the complex viscosity is high as compared to plasticized Clay- g -P (CL- co -LL) / PL is the degree of shear thinning similar Able to know. This is thought to be the result of the polymers in which the unplasticized polymer chains in the nanocomposite are chemically bonded to the clay surface simultaneously with sufficient chain entanglement and loosening with the substrate polylactide in the low and high frequency bands, respectively.

<실시예 9,10> 가소화된 Clay-g-P(CL-co-LL)/PL의 강인성Example 9,10 Toughness of Plasticized Clay- g- P (CL- co- LL) / PL

실시예 3,4에서 제조된 나노 복합체의 강인성을 측정하기 위하여 ASTM D638-03에 따라 시편을 제작한 뒤 INSTRON (Model-5583)을 이용하여 실험을 수행하였다. 가소화된 Clay-g-P(CL-co-LL)/PL의 stress-strain 곡선을 도 2에 나타내었다. In order to measure the toughness of the nanocomposites prepared in Examples 3 and 4, a specimen was prepared according to ASTM D638-03, and then experiments were performed using INSTRON (Model-5583). The stress-strain curves of plasticized Clay- g- P (CL- co- LL) / PL are shown in FIG. 2.

가소화된 Clay-g-P(CL-co-LL)/PL은 가소제 함량 증가에 따라 냉연신 거동과 고무와 같은 거동을 보임을 알 수 있었으며 항복/인장 강도에 있어서 기존의 강인화된 폴리락티드의 경우 보다 우수함을 알 수 있다. 이는 개질된 클레이의 도입으로 인한 것으로 생각된다.The plasticized clay- g- P (CL- co- LL) / PL exhibited cold stretching behavior and rubbery behavior as the plasticizer content increased, and the conventional toughened polylock in yield / tensile strength It can be seen that the better than the ted. This is believed to be due to the introduction of modified clays.

<비교예 3> Clay-g-P(CL-co-LL)/PL-0wt%의 강인성Comparative Example 3 Toughness of Clay- g- P (CL- co- LL) / PL-0wt%

비교예 1에서 제조된 나노 복합체의 강인성을 측정하기 위하여 ASTM D638-03에 따라 시편을 제작한 뒤 INSTRON (Model-5583)을 이용하여 실험을 수행하였다. Clay-g-P(CL-co-LL)/PL-0wt%의 stress-strain 곡선을 도 2에 나타내었다.In order to measure the toughness of the nanocomposite prepared in Comparative Example 1, the test piece was prepared according to ASTM D638-03 and then tested using INSTRON (Model-5583). The stress-strain curve of Clay- g- P (CL- co- LL) / PL-0wt% is shown in FIG. 2.

Clay-g-P(CL-co-LL)/PL-0wt%는 이는 상대적으로 분자량이 낮으며 (Mn=25,000g/mole) 유연하고 폴리락티드와 상용성이 있는 고분자의 함량이 충분하기 때문에 취성이 있는 폴리락티드를 충분히 가소화시켜 폴리락티드의 신율을 150% 정도까지 향상시킬 수 있는 것으로 생각되지만 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌과 같은 비분해성 수지를 대체하기에는 아직 부족한 것으로 생각된다.Clay- g- P (CL- co- LL) / PL-0wt% is relatively low in molecular weight (M n = 25,000 g / mole) and is sufficiently flexible and compatible with polylactide. Therefore, it is thought that the plasticity of brittle polylactide can be sufficiently plasticized to improve the elongation of polylactide to about 150%, but it is still insufficient to replace non-degradable resins such as polyethylene and polypropylene.

본 발명은 생분해성 고분자를 범용 수지화함에 있어서 나타나는 문제점인 낮은 전단 담화와 강인성을 해결함으로써 신규한 폴리락티드/클레이 나노 복합체는 클레이 표면의 고분자와 기질인 폴리락티드와의 사슬 엉킴/풀림과 고분자 사슬들의 가소화가 적절히 일어나므로 높은 전단 담화 현상 및 우수한 강인성을 나타낸다. 따라서 본 발명은 생분해성 범용 수지로의 응용을 증대시킬 수 있다.The present invention solves the problems of low shear thinning and toughness, which is a problem in general-purpose resination of biodegradable polymers. Thus, the novel polylactide / clay nanocomposites are characterized by Since the plasticization of the polymer chains occurs properly, it shows high shear thinning phenomenon and excellent toughness. Therefore, the present invention can increase the application to biodegradable general purpose resins.

Claims (12)

표면에 히드록실기를 가지는 클레이에 개환중합 반응을 통해서 락티드와 카프로락톤의 공중합 고분자를 도입하여 개질된 클레이를 제조하는 단계와, Preparing a modified clay by introducing a copolymer of lactide and caprolactone into a clay having a hydroxyl group on a surface thereof through a ring-opening polymerization reaction; 전기의 개질된 클레이와 지방족 폴리에스터의 가소제, 그리고 고분자량의 폴리락티드를 용융 혼련하여 신규한 폴리락티드/클레이 나노 복합체를 제조하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 전단 담화와 강인성이 향상된 신규한 폴리락티드/클레이 나노 복합체의 제조방법.Shear thinning and toughness improvement comprising the steps of melt kneading the modified clay and the aliphatic polyester, and the high molecular weight polylactide to produce a novel polylactide / clay nanocomposite. Method for preparing a polylactide / clay nanocomposite. 제 1항에 있어서, 개환중합에 사용되는 촉매는 Tin, Al 또는 희토 계열의 유기금속 촉매로서, 촉매 함량은 중합 반응을 위해 첨가되는 단량체의 몰수 대비 0.01% 내지 1.0%인 것을 특징으로 하는 전단 담화와 강인성이 향상된 신규한 폴리락티드/클레이 나노 복합체의 제조방법.2. The shear thinning according to claim 1, wherein the catalyst used for ring-opening polymerization is a tin, Al, or rare earth-based organometallic catalyst, and the catalyst content is 0.01% to 1.0% relative to the number of moles of monomers added for the polymerization reaction. And a method for producing a novel polylactide / clay nanocomposite with improved toughness. 제 1항에 있어서, 개환중합에 사용되는 단량체는 L-락티드, D-락티드, DL-락티드 또는 라세믹 락티드 중 하나 또는 둘 이상에서 선택된 락티드 계열 환형 단량체와 ε-카프로락톤 또는 γ-카프로락톤 중 하나 또는 그 이상에서 선택된 카프로락톤 계열 환형 단량체의 혼합물 것을 특징으로 하는 전단 담화와 강인성이 향상된 신규한 폴리락티드/클레이 나노 복합체의 제조방법.The monomer used in the ring-opening polymerization is a lactide-based cyclic monomer selected from one or more of L-lactide, D-lactide, DL-lactide or racemic lactide and ε-caprolactone or A method for preparing a novel polylactide / clay nanocomposite having improved shear thinning and toughness, characterized by a mixture of caprolactone series cyclic monomers selected from one or more of γ-caprolactone. 제 1항에 있어서, 용융 혼련에 사용되는 고분자량의 폴리락티드는 수평균 분자량 50,000g/mole 내지 500,000g/mole이며 폴리락티드 중 L-락티드와 D-락티드의 비가 0 내지 1인 것을 특징으로 하는 전단 담화와 강인성이 향상된 신규한 폴리락티드/클레이 나노 복합체의 제조방법.The method according to claim 1, wherein the high molecular weight polylactide used for melt kneading has a number average molecular weight of 50,000 g / mole to 500,000 g / mole and the ratio of L-lactide and D-lactide in the polylactide is 0 to 1. A method for producing a novel polylactide / clay nanocomposite having improved shear thinning and toughness. 제 1항에 있어서, 클레이 표면에 화학적으로 결합된 락티드와 카프로락톤의 공중합 고분자의 수평균 분자량이 15,000g/mole 이상인 것을 특징으로 하는 전단 담화와 강인성이 향상된 신규한 폴리락티드/클레이 나노 복합체의 제조방법.The novel polylactide / clay nanocomposite having improved shear thinning and toughness according to claim 1, wherein the number average molecular weight of the copolymer of lactide and caprolactone chemically bonded to the clay surface is 15,000 g / mole or more. Manufacturing method. 제 1항에 있어서, 신규한 폴리락티드/클레이 나노 복합체 중 무기물 함량은 폴리락티드 기질의 중량 대비 0.1% 내지 10%인 것을 특징으로 하는 전단 담화와 강인성이 향상된 신규한 폴리락티드/클레이 나노 복합체의 제조방법.The novel polylactide / clay nano of claim 1, wherein the inorganic content in the novel polylactide / clay nanocomposite is 0.1% to 10% by weight of the polylactide substrate. Method for preparing a composite. 제 3항에 있어서, 카프로락톤계 환형 단량체의 함량은 전체 단량체 무게 대비 30wt% 내지 70wt%인 것을 특징으로 하는 전단 담화와 강인성이 향상된 신규한 폴리락티드/클레이 나노 복합체의 제조방법.The method of claim 3, wherein the content of the caprolactone cyclic monomer is 30 wt% to 70 wt% based on the total monomer weight. 제 1항에 있어서, 가소제의 함량은 기질 폴리락티드 무게 대비 0.1wt% 내지 50wt%인 것을 특징으로 하는 전단 담화와 강인성이 향상된 신규한 폴리락티드/클 레이 나노 복합체의 제조방법.The method of claim 1, wherein the content of the plasticizer is 0.1 wt% to 50 wt% based on the weight of the substrate polylactide. 제 1항에 있어서, 가소제의 종류는 저분자량의 젖산계, 글리세롤계, 트리아세틴계, 또는 시트레이트계열 중에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 전단 담화와 강인성이 향상된 신규한 폴리락티드/클레이 나노 복합체의 제조방법.[Claim 2] The novel polylactide / clay nano having improved shear thinning and toughness according to claim 1, wherein the plasticizer is at least one selected from the group consisting of low molecular weight lactate, glycerol, triacetin, or citrate. Method for preparing a composite. 제 9항에 있어서, 가소제의 분자량은 100g/mole 내지 10,000g/mole인 것을 특징으로 하는 전단 담화와 강인성이 향상된 신규한 폴리락티드/클레이 나노 복합체의 제조방법.10. The method of claim 9, wherein the plasticizer has a molecular weight of 100 g / mole to 10,000 g / mole. 제 9항에 있어서, 가소제는 저분자량의 젖산계, 글리세롤계, 트리아세틴계, 또는 시트레이트계열의 물질 중에서 두 가지 이상의 화합물을 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 전단 담화와 강인성이 향상된 신규한 폴리락티드/클레이 나노 복합체의 제조방법.10. The novel polyimide of claim 9, wherein the plasticizer is selected from two or more compounds selected from low molecular weight lactic acid, glycerol, triacetin, or citrate materials. Method for preparing lactide / clay nanocomposites. 제 1항 내지 제 11항 중에서 선택된 어느 한 항의 방법에 의해 제조한 전단 담화와 강인성이 향상된 신규한 폴리락티드/클레이 나노 복합체.A novel polylactide / clay nanocomposite with improved shear thinning and toughness prepared by the method of any one of claims 1-11.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018009989A1 (en) * 2016-07-12 2018-01-18 Universidade Estadual De Campinas - Unicamp Process for obtaining nanocomposites of poly(l-lactide) without inertization or solvents
CN115558266A (en) * 2022-10-21 2023-01-03 贵州省材料产业技术研究院 Preparation method and product of polylactic acid composite material

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH026101A (en) * 1988-06-24 1990-01-10 Matsushita Electric Works Ltd Manufacture of modified wood
US6869985B2 (en) 2002-05-10 2005-03-22 Awi Licensing Company Environmentally friendly polylactide-based composite formulations
KR100566397B1 (en) 2004-09-15 2006-03-31 호남석유화학 주식회사 Novel Clay/Polylactide Nanocomposite with Improved Shear Thining Property and Preparation Thereof

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH026101A (en) * 1988-06-24 1990-01-10 Matsushita Electric Works Ltd Manufacture of modified wood
US6869985B2 (en) 2002-05-10 2005-03-22 Awi Licensing Company Environmentally friendly polylactide-based composite formulations
KR100566397B1 (en) 2004-09-15 2006-03-31 호남석유화학 주식회사 Novel Clay/Polylactide Nanocomposite with Improved Shear Thining Property and Preparation Thereof

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
2002, vol. 35
2006, vol. 101

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018009989A1 (en) * 2016-07-12 2018-01-18 Universidade Estadual De Campinas - Unicamp Process for obtaining nanocomposites of poly(l-lactide) without inertization or solvents
CN115558266A (en) * 2022-10-21 2023-01-03 贵州省材料产业技术研究院 Preparation method and product of polylactic acid composite material
CN115558266B (en) * 2022-10-21 2023-08-08 贵州省材料产业技术研究院 Preparation method of polylactic acid composite material and product

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