KR101764692B1 - 바이오매스 충전재를 포함하는 바이오플라스틱 및 이의 제조방법 - Google Patents

바이오매스 충전재를 포함하는 바이오플라스틱 및 이의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101764692B1
KR101764692B1 KR1020150012337A KR20150012337A KR101764692B1 KR 101764692 B1 KR101764692 B1 KR 101764692B1 KR 1020150012337 A KR1020150012337 A KR 1020150012337A KR 20150012337 A KR20150012337 A KR 20150012337A KR 101764692 B1 KR101764692 B1 KR 101764692B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
plastic
oil
biomass
filler
bio
Prior art date
Application number
KR1020150012337A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160091777A (ko
Inventor
김대수
장송이
Original Assignee
충북대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 충북대학교 산학협력단 filed Critical 충북대학교 산학협력단
Priority to KR1020150012337A priority Critical patent/KR101764692B1/ko
Publication of KR20160091777A publication Critical patent/KR20160091777A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101764692B1 publication Critical patent/KR101764692B1/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/04Oxygen-containing compounds
    • C08K5/10Esters; Ether-esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L1/00Compositions of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
    • C08L1/02Cellulose; Modified cellulose
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2555/00Characteristics of bituminous mixtures
    • C08L2555/30Environmental or health characteristics, e.g. energy consumption, recycling or safety issues

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

본 발명의 바이오플라스틱은 바이오매스에 포함된 알코올기와 식물성기름에 포함된 카보닐 탄소 사이의 공유결합에 의하여 개질된 바이오매스 충전재와 플라스틱을 포함한다. 이러한 바이오플라스틱은 바이오매스 충전재와 플라스틱 매트릭스 사이의 강한 계면결합력을 가질 수 있어서 실생활에 필요한 우수한 성능을 가지는 바이오플라스틱을 제공할 수 있다.

Description

바이오매스 충전재를 포함하는 바이오플라스틱 및 이의 제조방법 {BIOPLASTICS COMPRISING BIOMASS FILLERS AND PREPARING METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 바이오매스 충전재를 포함하는 바이오플라스틱 및 이의 제조방법에 대한 것으로, 섬유나 파우더 등의 형태인 바이오매스 충전재를 범용 플라스틱 또는 생분해성 플라스틱과 혼합하여 제조하면서도 바이오플라스틱의 충격강도, 인장강도, 신장률 등의 물성을 향상시킨 친환경 바이오플라스틱과 이의 제조방법에 관한 것이다.
최근 환경문제가 대두되면서 친환경 제품에 대한 관심이 증가하고 있으며, 친환경 소재의 개발 및 친환경 바이오매스의 재활용 방안에 대한 관심 또한 커지고 있다. 대부분 석유화학 원료를 이용하여 만들어지고 있는 플라스틱 제품들은 제품생산과정에서 이산화탄소를 배출하고 지구온난화 등 환경문제를 유발시키는 제품이다. 이에, 바이오매스를 활용하면서 플라스틱 제품을 생산하고자 하는 시도가 진행되고 있으며, 바이오플라스틱에 충전재로 함유되는 바이오매스는 목재 및 기타 식물로부터 얻어지는 대표적인 친환경 소재이기 때문에, 기존의 석유화학 플라스틱 제품을 바이오플라스틱 제품으로 대체하면 이산화탄소를 저감하는 등의 환경오염적인 요인들을 줄일 수 있다는 장점이 있다.
우수한 성능의 바이오플라스틱을 제조하기 위해서는 바이오매스 충전재와 플라스틱 사이에 강한 계면결합력을 갖도록 하는 것이 필요하다. 현재 계면결합력을 향상시키기 위해 바이오플라스틱에 MAPP(maleic anhydride grafted PP) 등의 결합제를 첨가하여 사용하는 방법이 적용되고 있으나, 충전재와 플라스틱 매트릭스 사이의 계면에 계면결합력을 얻는 데는 한계가 있고, 바이오플라스틱의 물성이 떨어지는 문제점이 있다.
1. 국내등록특허 제10-0990127호, 열안정성이 개선된 환경친화적 폴리올레핀/목분/점토나노복합체 제조방법 2. 국내공개특허 제10-2012-0102580호, 목재 섬유-플라스틱 복합 생성물의 제조 방법 3. 국내등록특허 제10-1180906호, 섬유질 플라스틱 복합재 및 이의 제조방법
본 발명의 목적은 바이오매스 충전재와 플라스틱 사이의 계면결합력을 향상시켜 충격강도, 인장강도, 신장률 등의 물성이 동등 이상으로 향상된 친환경 바이오플라스틱과 이를 비교적 간이한 방법으로 이를 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오플라스틱은 바이오매스에 포함된 알코올기와 식물성기름에 포함된 카보닐 탄소 사이의 공유결합에 의하여 개질된 바이오매스 충전재와 플라스틱을 포함한다.
상기 바이오플라스틱은 상기 플라스틱과 상기 개질된 바이오매스 충전재를 45 내지 99:1 내지 55의 중량비로 포함할 수 있다.
상기 바이오매스는 섬유 또는 파우더의 형태일 수 있고, 분자 내에 셀룰로오스를 포함한다.
상기 식물성기름은 콩기름, 팜유, 옥수수유, 피마자유, 카놀라유, 올리브유, 포도씨유, 아보카도오일, 호도유, 해바라기씨유, 들기름, 참기름, 현미유, 아마인유, 쌀겨기름, 홍화씨기름, 면실유, 낙화생유, 야자유 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 플라스틱은 범용플라스틱, 생분해성플라스틱 및 이들의 혼합물이며, 상기 범용플라스틱은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리염화비닐, 폴리스티롤, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 나일론 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이고, 상기 생분해성플라스틱은 폴리카프로락톤, 폴리락트산, 폴리히드록시알카노에이트, 폴리부틸렌숙시네이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 바이오플라스틱의 제조방법은, 바이오매스에 포함된 알코올기와 식물성기름에 포함된 카보닐 탄소를 트랜스에스터화 반응시켜 개질된 바이오매스 충전재를 얻는 개질단계; 그리고 상기 개질된 바이오매스 충전재와 플라스틱을 포함하는 바이오플라스틱 제조용 조성물을 혼합하고 가압성형하여 바이오플라스틱을 제조하는 성형단계;를 포함한다.
상기 트랜스에스터화 반응은, 상기 바이오매스 100 중량부를 기준으로 상기 식물성기름 1 내지 100 중량부를 포함하는 바이오매스 개질용 조성물을 혼합하고 105 내지 145 ℃에서 30 내지 100 분 동안 반응시키는 것일 수 있다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
종이, 목재, 식물 등에서 유래하는 셀룰로오스를 포함하는 바이오매스(biomass)는 표면에 친수성을 갖는다. 이러한 바이오매스를 플라스틱 제품의 충전재로 사용하고자 MAPP(maleic anhydride grafted PP) 등의 결합제(coupling agent)를 첨가하여 사용하는 기술이 적용되고 있다. 그러나, 결합제가 충전재와 플라스틱 매트릭스 사이의 계면에서 작용하는 결합력은 주로 극성 작용기 사이의 쌍극자 인력과 수소결합에 의존하기 때문에 이들 사이에 충분한 계면결합력을 얻는 데는 한계가 있고, 이렇게 제조된 바이오플라스틱은 물성이 떨어지는 단점이 있다.
본 발명의 발명자들은 보통 섬유나 파우더의 형태로 활용되는 친수성 바이오매스 충전재에 식물성기름을 화학적으로 공유결합시켜서 소수성으로 개질된 바이오매스 충전재를 제조하고 이를 사용하여 바이오플라스틱을 제조하면, 바이오매스 충전재와 플라스틱 매트릭스 사이의 강한 계면결합력을 얻을 수 있고, 보다 우수한 성능의 친환경 바이오플라스틱을 제조할 수 있다는 점을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 일 실시예에 따른 바이오플라스틱은, 바이오매스에 포함된 알코올기(-OH)와 식물성기름에 포함된 카르보닐 탄소 사이의 공유결합에 의하여 개질된 바이오매스 충전재와 플라스틱을 포함한다.
상기 바이오매스는 분자 내에 셀룰로오스를 포함하는 것으로, 나무, 풀, 해조류과 같은 식물류(plants) 또는 조류(algae)에서 유래한 것일 수 있고, 종이나 식물성 섬유와 같은 형태로 가공된 것이거나 가공되어 사용된 후의 폐자재일 수 있다. 또한, 상기 바이오매스는 그 형태에 제한 받지 않으나, 섬유 또는 파우더의 형태가 쉽게 적용될 수 있다.
상기 바이오매스는 셀룰로오스를 포함하고 있어서 분자 내에 알코올기를 갖는다. 상기 알코올기와 식물성 기름(지방산)에 포함된 카보닐 탄소를 반응시키면 에스테르 결합을 형성할 수 있고, 이 에스테르 결합은 공유결합으로 바이오매스의 표면에 식물성 기름의 알킬체인을 도입하여 소수성을 띠도록 개질된 바이오매스를 얻을 수 있다. 상기 바이오매스의 표면에 도입된 알킬체인의 탄소수는 10 내지 26개인 것이 바이오매스의 표면에 적절한 소수성을 부여하고 플라스틱과의 강한 계면결합력을 갖도록 할 수 있다는 면에서 바람직하다.
식물성 기름은 식물에서 유래한 기름을 포함하는 것이라면 적용될 수 있고, 예를 들어 콩기름, 팜유, 옥수수유, 피마자유, 카놀라유, 올리브유, 포도씨유, 아보카도오일, 호도유, 해바라기씨유, 들기름, 참기름, 현미유, 아마인유, 쌀겨기름, 홍화씨기름, 면실유, 낙화생유, 야자유 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 기름이 적용될 수 있다. 상기 식물성 기름은 자연에서 유래했다는 측면에서 친환경적이다.
상기 개질된 바이오매스 충전재는 개질 전에 표면이 친수성을 갖는 것과 비교하여 소수성 표면 특성을 가지고, 이는 매트릭스로 적용되는 플라스틱과의 사이에서 강한 계면결합력을 가질 수 있어서 제조된 바이오 플라스틱의 물성을 향상시킬 수 있다. 특히, MAPP와 같은 기존의 화학결합제만을 사용하는 경우, 충전재와 플라스틱 매트릭스 사이의 계면에서 작용하는 결합력이 주로 극성 작용기 사이의 쌍극자 인력과 수소결합 정도에 의존하기 때문에, 화학결합제만에 의해서는 충분한 계면결합력을 얻는 데는 한계가 있다. 특히, 화학결합제를 사용하는 바이오플라스틱의 경우에는 신장률과 같은 특성이 현저하게 떨어지나, 본 발명의 개질된 바이오매스를 바이오플라스틱에 적용하는 경우에는 바이오매스 충전재와 플라스틱 매트리스 사이에 강한 계면결합력을 얻을 수 있고 충격강도나 신장률은 향상시키면서 인장강도도 거의 유사한 수준으로 유지시킬 수 있다는 장점이 있다
상기 플라스틱은 범용플라스틱, 생분해성 플라스틱 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으며, 상기 범용플라스틱은 예를 들어 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리염화비닐, 폴리스티롤, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 나일론 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있고, 상기 생분해성플라스틱은 예를 들어 폴리카프로락톤, 폴리락트산, 폴리히드록시알카노에이트, 폴리부틸렌숙시네이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다. 좋게는, 상기 바이오플라스틱은 고분자수지인 폴리프로필렌을 포함할 수 있는데, 폴리프로필렌은 범용 플라스틱으로 물리 화학 기계적 특성이 우수하며 내구성도 우수하다는 장점을 가지며 바이오플라스틱의 상용화를 유리하게 할 수 있다.
상기 바이오플라스틱은 상기 플라스틱과 상기 개질된 바이오매스 충전재를 45 내지 99:1 내지 55의 중량비로 포함할 수 있다. 상기의 비율로 플라스틱과 개질 바이오매스 충전재를 혼합하는 경우 의도하는 바이오플라스틱의 특성은 유지하면서 친환경 바이오플라스틱을 제공할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 바이오플라스틱의 제조방법은, 바이오매스에 포함된 알코올기와 식물성기름에 포함된 카보닐기를 트랜스에스터화 반응시켜 개질된 바이오매스 충전재를 얻는 개질단계; 그리고 상기 개질된 바이오매스 충전재와 플라스틱을 포함하는 바이오플라스틱 제조용 조성물을 혼합하고 성형하여 바이오플라스틱을 제조하는 성형단계;를 포함한다.
상기 바이오매스, 식물성기름, 개질된 바이오매스 충전재, 플라스틱, 그리고 바이오플라스틱에 대한 설명은 위와 중복되므로 기재를 생략한다.
상기 바이오플라스틱 제조용 조성물은, 상기 플라스틱과 상기 개질된 바이오매스 충전재를 45 내지 99:1 내지 55의 중량비로 포함할 수 있다. 또한, 상기 바이오플라스틱 제조용 조성물은 첨가제를 더 포함할 수 있고, 예를 들어 가공성을 향상시키기 위한 목적으로 소량의 윤활제와 같은 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 상기 개질된 바이오매스 충전재와 플라스틱 100 중량부를 기준으로 10 중량부 이하로 포함되는 것이 좋다.
상기 트랜스에스터화 반응은, 상기 바이오매스 100 중량부를 기준으로 상기 식물성기름 1 내지 100 중량부를 포함하는 바이오매스 개질용 조성물을 혼합하고 105 내지 145 ℃에서 30 내지 100 분 동안 반응시키는 것일 수 있다.
상기 성형단계에서, 용융온도, 성형의 온도, 압력 등의 조건은 바이오플라스틱 제조용 조성물에 포함되는 플라스틱 등의 특성과 제조하고자 하는 바이오플라스틱의 특성에 따라 조절될 수 있으나, 예를 들어 상기 바이오플라스틱 제조용 조성물을 140 내지 210 ℃에서 용융 혼합한 후, 140 내지 210 ℃의 온도에서 성형하는 과정으로 진행될 수 있다.
위의 개질단계를 통해서 얻는 개질 바이오매스 충전재는 식물성기름으로 충전재의 표면에 알킬 체인이 공유결합되도록 충전재 표면 화학구조에 변화를 준 것으로 일반적으로 친수성을 띄는 바이오매스 충전재의 표면이 소수성을 띠도록 한다.
이러한 개질 바이오매스 충전재를 사용하여 플라스틱 매트릭스와 혼합하여 바이오플라스틱을 제조하면, 바이오매스를 활용하여 친환경적이면서도 물성이 우수한 바이오플라스틱을 제공할 수 있다.
본 발명의 바이오플라스틱과 이의 제조방법은 바이오매스 충전재와 플라스틱 매트릭스 사이의 강한 계면결합력을 가질 수 있도록 바이오매스 충전재를 식물성기름을 이용하여 개질하여 실생활에 필요한 우수한 성능을 가지는 바이오플라스틱을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 비교예 1(PP/Cellulose), 비교예 2(PP/Cellulose/MAPP) 및 실시예 1(PP/H-Cellulose)에 의하여 제조된 시편들의 충격강도를 비교한 결과이다.
도 2은 본 발명의 비교예 1(PP/Cellulose), 비교예 2(PP/Cellulose/MAPP) 및 실시예 1(PP/H-Cellulose)에 의하여 제조된 시편들의 인장강도(세로축, 왼쪽막대그래프)와 신장률(세로축, 오른쪽막대그래프)을 비교한 결과이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 일 예로, 식물성기름으로 소수화 된 바이오매스 충전재 함유 친환경 바이오플라스틱 시편을 아래와 같이 제조하였다. 아래 실시예 1에서 콩기름으로 소수화 된 셀룰로오스 파우더, PP 수지, 윤활제로 구성된 바이오플라스틱 시편을 제조하는 과정을 상세히 설명하나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 본 발명이 아래의 실시예 1에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: PP/H-Cellulose(80/20) 바이오플라스틱의 제조
(1) 콩기름으로 소수화된 셀룰로오스 파우더 제조
셀룰로오스 파우더(ERI, Japan) 20 중량부를, 콩기름 10 중량부, 및 에탄올 70 중량부와 혼합하여 반응기에 넣고 110 ℃에서 60 분 동안 트랜스에스테르화(transesterification) 반응을 진행하고 세척하여, 셀룰로오스의 표면에 식물성기름인 콩기름의 소수성 알킬체인이 공유결합으로 연결된 콩기름으로 소수화 된 셀룰로오스 파우더 25.92 중량부를 제조하였다.
(2) 바이오플라스틱 제조용 혼합물의 제조
롯데케미칼사의 PP(Polypropylene, B-310, 밀도=0.9 g/cm3, 용융지수=0.5 g/10min)는 80 중량부, 위의 (1)에서 제조한 콩기름으로 소수화 된 셀룰로오스 파우더(콩기름 성분 29.6% 함유)는 20 중량부, 윤활제(동원코퍼레이션, TPX 1300)는 2 중량부로 드라이블렌딩하여, 바이오플라스틱 제조용 혼합물을 제조하였다.
(3) 바이오플라스틱 시편의 제조
인터널 믹서(HAAKE PolyDrive Rheomix 600) 안으로 상기 바이오플라스틱 제조용 혼합물을 투입한 후 170℃, 60 rpm의 조건에서 15분 동안 충분히 용융혼합하여 용융혼합물을 얻었다. 이렇게 얻어진 용융혼합물을 인터널 믹서로부터 꺼내어 180℃의 hot press(Carver hydraulic unit model # 3912)에 위치시킨 금형 틀 안에 넣은 후 압축성형(compression molding)하여 실시예 1의 바이오플라스틱 시편(판상)을 제작하였다.
비교예 1: PP/Cellulose(80/20) 바이오플라스틱의 제조
(1) 바이오플라스틱 제조용 혼합물의 제조
롯데케미칼사의 PP(Plypropylene, B-310, 밀도=0.9 g/cm3, 용융지수=0.5 g/10min)는 80 중량부, 셀룰로오스 파우더(ERI, Japan)는 20 중량부, 윤활제(동원코퍼레이션, TPX 1300)는 2 중량부의 비율로 드라이블렌딩하여 바이오플라스틱 제조용 혼합물을 제조하였다.
(2) 바이오플라스틱 시편의 제조
인터널 믹서(HAAKE PolyDrive Rheomix 600) 안으로 상기 바이오플라스틱 제조용 혼합물을 투입한 후 170℃, 60 rpm의 조건에서 15분 동안 충분히 용융혼합하여 얻은 용융혼합물을 인터널 믹서로부터 꺼내어 180℃의 hot press(Carver hydraulic unit model # 3912)에 위치시킨 금형 틀 안에 넣고 압축성형(compression molding)하여 비교예 1의 바이오플라스틱 시편(판상)을 제작하였다.
비교예 2: PP/Cellulose(80/20)/MAPP 바이오플라스틱의 제조
(1) 바이오플라스틱 제조용 혼합물의 제조
롯데케미칼사의 PP(Plypropylene, B-310, 밀도=0.9 g/cm3, 용융지수=0.5 g/10min)는 80 중량부, 셀룰로오스 파우더(ERI, Japan)는 20 중량부, 윤활제(동원코퍼레이션, TPX 1300)는 2 중량부, 결합제(MAPP, maleic anhydride grafted PP, 롯데케미칼, PH-200)는 0.6 중량부(셀룰로오스 파우더 함량의 3 wt.%)로 드라이블렌딩하여 바이오플라스틱 제조용 혼합물을 제조하였다.
(2) 바이오플라스틱 시편의 제조
인터널 믹서(HAAKE PolyDrive Rheomix 600) 안으로 상기 바이오플라스틱 제조용 혼합물을 투입한 후 170℃, 60 rpm의 조건에서 15분 동안 충분히 용융혼합하여 얻은 용융혼합물을 인터널 믹서로부터 꺼내어 180℃의 hot press(Carver hydraulic unit model # 3912)에 위치시킨 금형 틀 안에 넣고 압축성형(compression molding) 하여 비교예 2의 바이오플라스틱 시편(판상)을 제작하였다.
물성평가
실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2의 시편들을 규격에 맞는 크기로 재단한 후 충격강도를 측정한 결과를 도 1에, 인장강도와 신장률을 측정한 결과를 도 2에 나타내었다. 충격강도는 성진사(한국)의 충격시험기(SJI-103)를 이용하여 ASTM D256 규격에 의해 측정하였고 인장강도 및 신장률은 Lloyd사(영국)의 만능시험기(LR-30K)를 이용하여 ASTM 638 규격에 의해 측정하였다.
도 1을 참고하면, 실시예 1의 시편{소수화 된 셀룰로오스 파우더를 함유한 바이오플라스틱(PP/H-cellulose)}의 충격강도는 비교예 1의 시편{셀룰로오스 파우더를 함유한 바이오플라스틱(PP/cellulose)}과 비교예 2의 결합제(MAPP)를 함유한 바이오플라스틱(PP/Cellulose/MAPP)}의 충격강도와 비교하여 가장 우수하다는 점을 확인할 수 있다. 이는 결합제를 사용하지 않은 경우와 비교해서도 소수화된 셀룰로오스를 사용한 실시예의 물성이 우수하다는 점을 보여주는 결과일 뿐만 아니라 플라스틱 소재와 바이오매스와의 결합력 향상을 위하여 상용화되어 사용되고 있는 결합제(MAPP)를 적용한 예와 비교하여서도 우수한 물성을 보여주는 결과이다.
도 2에서, 인장강도만 보면 결합제를 함유한 비교예 2의 시편(PP/Cellulose/MAPP 바이오플라스틱)이 가장 물성이 우수하게 보이나 신율이 너무 낮으므로, 전반적으로 보면 소수화 된 셀룰로오스 파우더를 함유한 실시예 1(PP/H-cellulose 바이오플라스틱)의 시편의 인장특성이 가장 우수함을 알 수 있다.
도 1의 충격강도와 도 2의 인장강도 및 신장률의 평가 결과를 모두 고려하면 소수화 된 셀룰로오스 파우더를 함유한 실시예 1의 바이오플라스틱의 성능이 가장 우수한 것으로 판단된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (5)

  1. 바이오매스에 포함된 알코올기(-OH)와 식물성기름에 포함된 카보닐 탄소 사이의 공유결합에 의하여 개질된 바이오매스 충전재와 플라스틱을 포함하는, 바이오플라스틱.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 바이오플라스틱은 상기 플라스틱과 상기 개질된 바이오매스 충전재를 45 내지 99:1 내지 55의 중량비로 포함하는, 바이오플라스틱.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 바이오매스는 섬유 또는 파우더의 형태로 분자 내에 셀룰로오스를 포함하는 것이고,
    상기 식물성기름은 콩기름, 옥수수유, 피마자유, 카놀라유, 올리브유, 포도씨유, 아보카도오일, 호도유, 해바라기씨유, 들기름, 참기름, 현미유, 아마인유, 쌀겨기름, 홍화씨기름, 면실유, 낙화생유, 야자유 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이고,
    상기 플라스틱은 범용플라스틱, 생분해성플라스틱 및 이들의 혼합물 중 어느 하나이며, 상기 범용플라스틱은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리염화비닐, 폴리스티롤, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 나일론 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이고, 상기 생분해성플라스틱은 폴리카프로락톤, 폴리락트산, 폴리히드록시알카노에이트, 폴리부틸렌숙시네이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인, 바이오플라스틱.
  4. 바이오매스에 포함된 알코올기와 식물성기름에 포함된 카보닐 탄소를 트랜스에스터화 반응시켜 개질된 바이오매스 충전재를 얻는 개질단계; 그리고
    상기 개질된 바이오매스 충전재와 플라스틱을 포함하는 바이오플라스틱 제조용 조성물을 혼합하고 가압성형하여 바이오플라스틱을 제조하는 성형단계;를 포함하는, 바이오플라스틱의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 트랜스에스터화 반응은, 상기 바이오매스 100 중량부를 기준으로 상기 식물성기름 1 내지 100 중량부를 포함하는 바이오매스 개질용 조성물을 혼합하고 105 내지 145 ℃에서 30 내지 100 분 동안 반응시키는 것인, 바이오플라스틱의 제조방법.
KR1020150012337A 2015-01-26 2015-01-26 바이오매스 충전재를 포함하는 바이오플라스틱 및 이의 제조방법 KR101764692B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150012337A KR101764692B1 (ko) 2015-01-26 2015-01-26 바이오매스 충전재를 포함하는 바이오플라스틱 및 이의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150012337A KR101764692B1 (ko) 2015-01-26 2015-01-26 바이오매스 충전재를 포함하는 바이오플라스틱 및 이의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160091777A KR20160091777A (ko) 2016-08-03
KR101764692B1 true KR101764692B1 (ko) 2017-08-14

Family

ID=56708667

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150012337A KR101764692B1 (ko) 2015-01-26 2015-01-26 바이오매스 충전재를 포함하는 바이오플라스틱 및 이의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101764692B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101962239B1 (ko) 2017-12-06 2019-03-27 주식회사 리그넘 플라스틱 첨가용 바이오 충진제를 제조하는 방법 및 이에 의해 제조된 플라스틱 첨가용 바이오 충진제
KR20220117484A (ko) 2021-02-17 2022-08-24 한국화학연구원 아세틸화된 키토산 마이크로 입자의 제조방법 및 이로부터 제조된 아세틸화된 키토산 마이크로 입자.

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102198513B1 (ko) * 2018-10-26 2021-01-05 주식회사 에이유 생분해 속도제어가 가능한 멀칭 필름용 수지 펠렛 제조방법 및 이를 이용한 생분해성 멀칭 필름
KR102082916B1 (ko) * 2019-05-09 2020-03-04 무림피앤피 주식회사 소수화 셀룰로오스 파우더를 포함하는 고분자 복합재료의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 고분자 복합재료
KR102431676B1 (ko) * 2021-07-30 2022-08-11 씨제이제일제당(주) 생분해성 수지 조성물, 이를 이용한 생분해성 필름 및 멀칭 필름, 및 이의 제조방법
KR102377749B1 (ko) 2022-01-06 2022-03-23 오형섭 목분을 사용한 생분해성 고분자 복합체 및 그 제조방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009215565A (ja) 2005-04-22 2009-09-24 Mitsubishi Chemicals Corp ポリエステル及びその製造方法
JP2012017426A (ja) 2010-07-09 2012-01-26 Southern Works Kk 熱可塑性樹脂用改質剤
KR101180906B1 (ko) 2012-04-03 2012-09-07 주식회사 본우드 섬유질 플라스틱 복합재 및 이의 제조방법

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100990127B1 (ko) 2008-06-30 2010-10-29 주식회사 쓰리에스 케미칼 열안정성이 개선된 환경친화적 폴리올레핀/목분/점토나노복합체 제조방법
US9283692B2 (en) 2009-06-30 2016-03-15 New Zealand Forest Research Institute Limited Method for producing wood fibre-plastics composite products

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009215565A (ja) 2005-04-22 2009-09-24 Mitsubishi Chemicals Corp ポリエステル及びその製造方法
JP2012017426A (ja) 2010-07-09 2012-01-26 Southern Works Kk 熱可塑性樹脂用改質剤
KR101180906B1 (ko) 2012-04-03 2012-09-07 주식회사 본우드 섬유질 플라스틱 복합재 및 이의 제조방법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101962239B1 (ko) 2017-12-06 2019-03-27 주식회사 리그넘 플라스틱 첨가용 바이오 충진제를 제조하는 방법 및 이에 의해 제조된 플라스틱 첨가용 바이오 충진제
WO2019112138A1 (ko) 2017-12-06 2019-06-13 주식회사 리그넘 플라스틱 첨가용 바이오 충진제를 제조하는 방법 및 이에 의해 제조된 플라스틱 첨가용 바이오 충진제
US11220580B2 (en) 2017-12-06 2022-01-11 Lignum Inc. Method for preparation of bio-filler for plastic and bio-filler for plastic prepared thereby
KR20220117484A (ko) 2021-02-17 2022-08-24 한국화학연구원 아세틸화된 키토산 마이크로 입자의 제조방법 및 이로부터 제조된 아세틸화된 키토산 마이크로 입자.

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160091777A (ko) 2016-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101764692B1 (ko) 바이오매스 충전재를 포함하는 바이오플라스틱 및 이의 제조방법
Mosiewicki et al. A short review on novel biocomposites based on plant oil precursors
US10759911B2 (en) Thermoplastic starch composition derivatives from agricultural byproducts
KR101628386B1 (ko) 친환경 자동차 내외장 부품용 폴리프로필렌-폴리유산 복합재료 조성물
Sarifuddin et al. The Effect of Kenaf Core Fibre Loading on Properties of Low Density Polyethylene/Thermoplastic Sago Starch/Kenaf Core Fiber Composites.
CN112029154A (zh) 一种生物降解材料及其制备方法
CN108026337B (zh) 橡胶组合物
Barczewski et al. Mechanical properties, microstructure and surface quality of polypropylene green composites as a function of sunflower husk waste filler particle size and content
Halip et al. A review: chemical treatments of rice husk for polymer composites
KR101124989B1 (ko) 폴리유산 복합재료 조성물
JP2014524506A (ja) 生分解性樹脂組成物およびこれから製造されたドレインボードのコア並びにドレインボード
KR20170059175A (ko) 목분을 이용한 바이오플라스틱 복합재 제조방법 및 이에 의해 제조된 바이오플라스틱 복합재
CN111454583A (zh) 一种可降解材料及其应用
KR101526597B1 (ko) 리그닌 중합체, 이를 이용한 친환경 자동차 내장재용 복합재 및 이들의 제조방법
Shahril et al. Effect of chemical modifier on the properties of polypropylene (PP)/Coconut fiber (CF) in automotive application
KR101169938B1 (ko) 폴리에틸렌/목분/점토 나노복합체 제조방법
US20240158616A1 (en) Plant filler-containing composite resin composition and composite resin molded article using plant filler-containing composite resin composition
KR20150111822A (ko) 바이오매스를 이용한 친환경 생활용기 및 이의 제조방법
Gadimoh et al. Comparative Studies Of Physico-Mechanical Properties Of Composites Made From Agricultural Wastes; Corn Cob And Kenaf Fibre Using Polyvinyl Alcohol/Starch Blends As Matrix For The Production Of Egg Crate
KR101449045B1 (ko) 생분해성 abs/펄프 복합재료 및 이의 제조 방법
Idrus et al. Liquefied tropical wood/polypropylene composites: Preparation and physico-mechanical properties
Rana Development and characterization of compression molded flax fiber-reinforced biocomposites
Okray DESIGNING AND PROCESSING POLYLACTIC ACID WITH BAMBOO ADDITIVES
Ragunathan et al. Comparison of mechanical properties of polypropylene/acrylonitrile butadiene rubber/rice husk powder composites modified with silane and acetic anhydride compound
Nhlapo Thermal and mechanical properties of LPDE/SISAL fibre composites compatibilized with paraffin waxes

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right