KR102164256B1 - Biodegradable polymer composites having improved mechanical properties - Google Patents

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Abstract

본 발명은 생분해성 고분자를 포함하는 제1 고분자의 매트릭스; 상기 매트릭스 내에 분산되어 분산상을 형성하는 제2 고분자; 및 상기 제1 고분자의 매트릭스 및 상기 제2 고분자의 분산상 간의 계면 또는 상기 제1 고분자의 매트릭스 내부에 배열되어 있는 비등방성 입자를 포함하고, 상기 비등방성 입자는 유기 클레이 및 천연 클레이의 혼합물인 생분해성 고분자 복합재에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 생분해성 고분자를 포함하는 제1 고분자 및 상기 제1 고분자와 비상용성인 제2 고분자의 사이에 소수성의 유기 클레이 및 친수성의 천연 클레이의 혼합물인 비등방성 입자가 배열됨에 따라, 상기 제1 고분자와 제2 고분자 간의 친화도가 증가되어 모폴로지가 제어됨과 동시에 인장신율과 같은 기계적 물성이 향상될 수 있다.
The present invention is a matrix of a first polymer comprising a biodegradable polymer; A second polymer dispersed in the matrix to form a dispersed phase; And anisotropic particles arranged in the interface between the matrix of the first polymer and the dispersed phase of the second polymer or the matrix of the first polymer, wherein the anisotropic particles are biodegradable, which is a mixture of organic clay and natural clay. It relates to a polymer composite.
According to the present invention, as anisotropic particles, which are a mixture of hydrophobic organic clay and hydrophilic natural clay, are arranged between the first polymer including the biodegradable polymer and the second polymer incompatible with the first polymer, the agent As the affinity between the first polymer and the second polymer is increased, morphology is controlled, and mechanical properties such as tensile elongation may be improved.

Description

기계적 물성이 향상된 생분해성 고분자 복합재{BIODEGRADABLE POLYMER COMPOSITES HAVING IMPROVED MECHANICAL PROPERTIES}Biodegradable polymer composites with improved mechanical properties {BIODEGRADABLE POLYMER COMPOSITES HAVING IMPROVED MECHANICAL PROPERTIES}

본 발명은 기계적 물성이 향상된 생분해성 고분자 복합재에 관한 것으로, 보다 구체적으로 비등방성 입자를 포함하여 모폴로지 제어와 함께 기계적 물성이 향상된 생분해성 고분자 복합재에 관한 것이다.The present invention relates to a biodegradable polymer composite material having improved mechanical properties, and more particularly, to a biodegradable polymer composite material including anisotropic particles and improved mechanical properties along with morphology control.

전분 혹은 지방족 폴리에스테르를 원료로 하여 생성되는 생분해성 고분자는 일반적인 플라스틱 물질의 다양한 물리적 성질을 발현하면서도 박테리아나 미생물에 의해 생분해되어 폐기물 처리비용이 일반적인 플라스틱 물질에 비해 훨씬 적게 소모된다는 큰 장점을 가지므로 이에 대한 다양한 연구가 이루어지고 있다.Biodegradable polymers produced by using starch or aliphatic polyester as raw materials have a great advantage that they exhibit various physical properties of general plastic materials, but are biodegraded by bacteria or microorganisms, and waste disposal costs are consumed much less than general plastic materials. Various studies have been conducted on this.

폴리락트산(polylactic acid, PLA)은 생분해성 폴리에스터 고분자 중의 하나로서 석유자원의 고갈 및 플라스틱 제품의 난분해성에 따른 환경오염의 문제를 극복하기 위한 대안으로 주목받고 있으며, 환경친화성, 생체적합성, 자원절약성 및 우수한 열 가공특성을 갖는 것으로 알려져 있다.Polylactic acid (PLA), as one of the biodegradable polyester polymers, is attracting attention as an alternative to overcome the problems of environmental pollution due to the depletion of petroleum resources and the non-degradability of plastic products. It is known to have resource saving properties and excellent thermal processing properties.

그러나, PLA의 소수성 구조로부터 기인하는 취성과 낮은 분해속도, 취약한 용융강도 등의 단점들은 PLA가 실제 산업에 응용되는데 많은 제약을 갖게 만든다. However, the shortcomings such as brittleness, low decomposition rate, and weak melt strength resulting from the hydrophobic structure of PLA make PLA have many limitations in its practical application.

PLA를 강인화 하기 위한 방법으로서, PLA에 높은 연성 성질을 갖는 탄성 중합체, 예컨대 천연고무(natural rubber)를 블렌드하여 PLA를 강인화(toughening) 하는 방법 등이 시도되었다. 하지만, 상기 방법으로 수득된 고분자 블렌드는 매트릭스 고분자(PLA)와 분산상 고분자(천연고무)간의 비상용성으로 인한 상분리 거동과 이에 따른 계면생성 등으로 인한 충격강도의 저하 등 야기치 않은 물성 저하의 문제점이 수반되었다. 따라서, 2가지 고분자의 블렌드에서 모폴로지 제어를 통해 기계적 물성의 저하를 방지하는 것이 필요하다.As a method for toughening PLA, a method of toughening PLA by blending an elastic polymer having high softness properties, such as natural rubber, has been attempted. However, the polymer blend obtained by the above method suffers from a problem of physical property degradation that does not cause a decrease in impact strength due to the incompatibility between the matrix polymer (PLA) and the dispersed polymer (natural rubber), and the resulting interfacial formation. Involved. Therefore, it is necessary to prevent deterioration of mechanical properties through morphology control in the blend of the two polymers.

한편, 모폴로지 제어를 위해 분산안정제를 사용하는 경우 블렌드의 모듈러스와 같은 기계적 물성을 저하시킬 수 있다. 예컨대, 구형의 분산안정제 입자를 이용하여 모폴로지를 제어하는 경우 그 첨가 함량이 높아야 하기에 블렌드의 흐름성을 저해하여 가공성 및 성형성을 감소시킬 수 있다.On the other hand, when a dispersion stabilizer is used for morphology control, mechanical properties such as modulus of the blend may be reduced. For example, when the morphology is controlled using spherical dispersion stabilizer particles, the added content must be high, and thus flowability of the blend may be inhibited, thereby reducing processability and moldability.

따라서, 생분해성 고분자 블렌드의 제조시에 소량의 함량으로도 고분자 블렌드의 모폴로지 제어 및 기계적 물성을 향상시킬 수 있는 첨가제의 개발이 필요하다.Accordingly, there is a need to develop an additive capable of improving the morphology and mechanical properties of the polymer blend even with a small amount of the biodegradable polymer blend.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 한 목적은 고분자 블렌드 간의 비상용성을 보완하여 모폴로지를 제어함과 동시에 기계적 물성을 향상시킬 수 있는 비등방성 입자를 포함하는 생분해성 고분자 복합재를 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, one object of the present invention is a biodegradable polymer composite material containing anisotropic particles capable of improving mechanical properties while controlling morphology by supplementing incompatibility between polymer blends Is to provide.

본 발명의 일 측면에 따르면, 생분해성 고분자를 포함하는 제1 고분자의 매트릭스; 상기 매트릭스 내에 분산되어 분산상을 형성하는 제2 고분자; 및 상기 제1 고분자의 매트릭스 및 상기 제2 고분자의 분산상 간의 계면 또는 상기 제1 고분자의 매트릭스 내부에 배열되어 있는 비등방성 입자를 포함하는 것인 생분해성 고분자 복합재가 제공된다.According to an aspect of the present invention, a matrix of a first polymer comprising a biodegradable polymer; A second polymer dispersed in the matrix to form a dispersed phase; And an anisotropic particle arranged in the interface between the matrix of the first polymer and the dispersed phase of the second polymer or the matrix of the first polymer is provided.

상기 비등방성 입자는 소수성 유기 클레이 및 친수성 천연 클레이의 혼합물, 또는 소수성 칼슘 카보네이트 및 친수성 칼슘 카보네이트의 혼합물일 수 있다. The anisotropic particles may be a mixture of hydrophobic organic clay and hydrophilic natural clay, or a mixture of hydrophobic calcium carbonate and hydrophilic calcium carbonate.

상기 천연 클레이는 음이온으로 하전된 알루미늄 또는 마그네슘 실리케이트 층과, 상기 음이온으로 하전된 알루미늄 또는 마그네슘 실리케이트 층들의 사이를 채우고 있는 나트륨 이온(Na+) 또는 칼륨 이온(K+)의 양이온으로 이루어진 것일 수 있다. The natural clay may be made of a cation of an anionally charged aluminum or magnesium silicate layer and a sodium ion (Na + ) or a potassium ion (K + ) filling between the anionally charged aluminum or magnesium silicate layers. .

상기 천연 클레이는 몬모릴로나이트(montmorillonite), 헥토라이트(hectorite), 사포나이트(saponite), 베이델라이트(beidellite), 논트로나이트(nontronite), 버미큘라이트(vermiculite), 할로이사이트(halloysite), 또는 이들 중 2 이상의 혼합물일 수 있다. The natural clay is montmorillonite, hectorite, saponite, beidellite, nontronite, vermiculite, halloysite, or two of them. It may be a mixture of the above.

상기 유기 클레이는 천연 클레이의 표면 또는 층간 사이에 존재하는 이온을 소수성 작용기로 치환시켜 유기화된 것, 구체적으로 탄소수가 1 내지 10개인 알킬기를 함유한 알킬암모늄 이온을 가지는 물질 또는 ω-아미노산(NH2(CH2)n-1COOH, 여기서 n은 2 내지 18의 정수임)의 소수성 물질을 사용하여 유기화된 것일 수 있다.The organic clay is organic by replacing ions existing on the surface or between layers of natural clay with a hydrophobic functional group, specifically, a substance having an alkyl ammonium ion containing an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a ω-amino acid (NH 2 (CH 2 ) n-1 COOH, where n is an integer of 2 to 18) may be organicized using a hydrophobic material.

상기 소수성 물질은 디메틸 디하이드로지네이티드-탤로우 암모늄(dimethyl dihydrogenated-tallow ammonium), 디메틸벤질 하이드로지네이트-탤로우 암모늄 (dimethyl benzyl hydrogenated-tallow ammonium), 디메틸 하이드로지네이티드-탤로우 (2-에틸헥실) 암모늄(dimethylhydrogenated-tallow (2-ethylhexyl) ammonium), 또는 이들 중 2 이상의 혼합물일 수 있다.The hydrophobic material is dimethyl dihydrogenated-tallow ammonium, dimethyl benzyl hydrogenated-tallow ammonium, dimethyl hydrogenated-tallow ammonium (2-ethyl Hexyl) ammonium (dimethylhydrogenated-tallow (2-ethylhexyl) ammonium), or a mixture of two or more thereof.

상기 제1 고분자는 폴리락트산, 폴리카프로락톤, 폴리부틸렌 숙시네이트, 폴리부틸렌 아디페이트, 폴리에틸렌 숙시네이트, 폴리히드록시 알킬레이트, 폴리히드록시알카노에이트, 또는 이들 중 2 이상의 혼합물일 수 있다.The first polymer may be polylactic acid, polycaprolactone, polybutylene succinate, polybutylene adipate, polyethylene succinate, polyhydroxy alkylate, polyhydroxyalkanoate, or a mixture of two or more thereof. .

상기 제2 고분자는 천연고무, 폴리올레핀, 폴리올레핀 엘라스토머, 또는 이들 중 2 이상의 혼합물일 수 있다.The second polymer may be natural rubber, polyolefin, polyolefin elastomer, or a mixture of two or more of them.

상기 제1 고분자 및 상기 제2 고분자는 90:10 내지 60:40의 중량비로 포함될 수 있다.The first polymer and the second polymer may be included in a weight ratio of 90:10 to 60:40.

상기 비등방성 입자는 상기 생분해성 고분자 복합재 전체 중량의 0.3 내지 10 중량%, 구체적으로 0.3 내지 5 중량%로 포함될 수 있다.The anisotropic particles may be included in 0.3 to 10% by weight, specifically 0.3 to 5% by weight of the total weight of the biodegradable polymer composite.

상기 유기 클레이 및 천연 클레이의 혼합 중량비는 30:70 내지 70:30 일 수 있다.The mixing weight ratio of the organic clay and natural clay may be 30:70 to 70:30.

상기 소수성 칼슘 카보네이트 입자 및 친수성 칼슘 카보네이트 입자의 혼합 중량비는 30:70 내지 70:30 일 수 있다.The mixing weight ratio of the hydrophobic calcium carbonate particles and the hydrophilic calcium carbonate particles may be 30:70 to 70:30.

본 발명의 일 측면에 따른 생분해성 고분자 복합재는 생분해성 고분자를 포함하는 제1 고분자 및 상기 제1 고분자와 비상용성인 제2 고분자의 사이에 비등방성 입자가 배열됨에 따라, 상기 제1 고분자와 제2 고분자 간의 친화도가 증가되어 모폴로지가 제어됨과 동시에 인장신율과 같은 기계적 물성이 향상될 수 있다.The biodegradable polymer composite material according to an aspect of the present invention includes anisotropic particles arranged between the first polymer including the biodegradable polymer and the second polymer that is incompatible with the first polymer, and thus the first polymer and the second polymer. The affinity between the polymers is increased so that the morphology is controlled and mechanical properties such as tensile elongation can be improved.

도 1a는 서로 표면 특성이 다른 유기 클레이(C20A) 및 천연 클레이(CNa+)가 PLA/NR(7:3) 블렌드에 분산된 상태를 보여주기 위한 것이다.
도 1b 및 1c는 각각 PLA/NR(7:3) 블렌드에 첨가되는 유기 클레이(C20A) 및 천연 클레이(CNa+)의 각 함량에 따른 모폴로지 변화 및 유변물성(G', G")의 측정결과를 나타낸 것이다.
도 2a 및 2b는 각각 PLA/NR(7:3) 블렌드에 첨가되는 유기 클레이(C20A) 및 천연 클레이(CNa+)의 각 함량에 따른 인장강도 및 인장신율의 측정결과를 나타낸 것이다.
도 3은 PLA/NR(7:3) 블렌드에 유기 클레이(C20A) 및 천연 클레이(CNa+)의 혼합물이 첨가된 경우의 인장신율의 상승 정도를 보여주는 것이다.
도 4a 및 4b는 각각 PLA/NR(7:3) 블렌드에 첨가되는 유기 클레이(C20A) 및 천연 클레이(CNa+)의 단독 또는 배합 사용에 따른 유변물성(G', G")의 측정결과를 나타낸 것이다.
도 5는 실시예 2에 따른 PLA/NR/비등성입자(유기 클레이 및 천연 클레이의 혼합물) 기반 고분자 복합재의 모폴로지를 확대 배율에 따라 보여주는 TEM 이미지이다.
도 6은 비교예 5에 따른 PLA/NR/비등성입자(유기 클레이 단독) 기반 고분자 복합재의 모폴로지를 확대 배율에 따라 보여주는 TEM 이미지이다.
도 7a 및 7b는 각각 PLA/NR/비등성입자(유기 클레이 및 천연 클레이의 혼합물) 기반 고분자 복합재에 있어서 PLA/NR의 혼합비 및 유기 클레이의 함량에 따른 인장강도 및 인장신율을 나타낸 그래프이다.
1A is to show a state in which organic clay (C20A) and natural clay (CNa + ) having different surface properties from each other are dispersed in a PLA/NR (7:3) blend.
Figures 1b and 1c are the measurement results of morphology changes and rheological properties (G', G") according to the respective contents of organic clay (C20A) and natural clay (CNa + ) added to the PLA/NR (7:3) blend, respectively Is shown.
2A and 2B show the measurement results of tensile strength and tensile elongation according to each content of organic clay (C20A) and natural clay (CNa + ) added to the PLA/NR (7:3) blend, respectively.
3 shows the degree of increase in tensile elongation when a mixture of organic clay (C20A) and natural clay (CNa + ) is added to the PLA/NR (7:3) blend.
Figures 4a and 4b show the measurement results of rheological properties (G', G") according to the single or combination use of organic clay (C20A) and natural clay (CNa + ) added to the PLA/NR (7:3) blend, respectively. Is shown.
5 is a TEM image showing the morphology of a polymer composite based on PLA/NR/effervescent particles (a mixture of organic clay and natural clay) according to Example 2 according to an enlarged magnification.
6 is a TEM image showing the morphology of the PLA/NR/effervescent particle (organic clay alone)-based polymer composite according to Comparative Example 5 according to enlarged magnification.
7a and 7b are graphs showing tensile strength and tensile elongation according to the mixing ratio of PLA/NR and the content of organic clay in the PLA/NR/effervescent particle (mixture of organic clay and natural clay)-based polymer composite, respectively.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Since the present invention can apply various transformations and have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and will be described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it is to be understood to include all conversions, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

본 발명의 일 실시형태에 따른 생분해성 고분자 복합재는 생분해성 고분자를 포함하는 제1 고분자의 매트릭스; 상기 매트릭스 내에 분산되어 분산상을 형성하는 제2 고분자; 및 상기 제1 고분자의 매트릭스 및 상기 제2 고분자의 분산상 간의 계면 또는 상기 제1 또는 제2 고분자 상(phase)의 내부에 배열되어 있는 비등방성 입자를 포함한다.The biodegradable polymer composite material according to an embodiment of the present invention includes a matrix of a first polymer including a biodegradable polymer; A second polymer dispersed in the matrix to form a dispersed phase; And an anisotropic particle arranged in the interface between the matrix of the first polymer and the dispersed phase of the second polymer, or in the interior of the first or second polymer phase.

상기 제1 고분자는 메인 매트릭스 고분자로서, 환경친화성, 생체적합성, 자원절약성 및 우수한 열 가공특성을 갖는 생분해성 고분자를 포함한다. 이러한 생분해성 제1 고분자의 예로는 폴리락트산, 폴리카프로락톤, 폴리부틸렌 숙시네이트, 폴리부틸렌 아디페이트, 폴리에틸렌 숙시네이트, 폴리히드록시 알킬레이트, 폴리히드록시알카노에이트, 또는 이들 중 2 이상의 혼합물, 바람직하게는 폴리락트산, 폴리카프로락톤 또는 이들 중 2 이상의 혼합물을 들 수 있다. The first polymer is a main matrix polymer and includes a biodegradable polymer having environmental friendliness, biocompatibility, resource saving properties, and excellent thermal processing properties. Examples of such biodegradable first polymers include polylactic acid, polycaprolactone, polybutylene succinate, polybutylene adipate, polyethylene succinate, polyhydroxy alkylate, polyhydroxyalkanoate, or two or more of them. Mixtures, preferably polylactic acid, polycaprolactone, or mixtures of two or more thereof.

특히, 생분해성 고분자를 대표하는 폴리락트산(poly lactic acid, PLA)은 생분해성이 있어서 친환경적 이라는 장점이 있지만, 취성이 매우 커서 다양한 응용이 불가능하다는 단점이 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해 제1 고분자와는 비상용성인 다른 고분자를 함께 블렌딩하여 사용하는 것이 유용하다.In particular, polylactic acid (PLA), which represents a biodegradable polymer, has the advantage of being eco-friendly because of its biodegradability, but has a disadvantage in that it is very brittle and cannot be applied in various ways. In order to overcome this disadvantage, it is useful to blend and use other polymers that are incompatible with the first polymer.

즉, 상기 제2 고분자는 상기한 바와 같은 생분해성 고분자의 가공성, 차단성과 같은 물성을 향상시키기 위해 배합되는 성분으로서, 그 예로는 천연고무, 폴리올레핀, 폴리올레핀 엘라스토머, 또는 이들 중 2 이상의 혼합물이 있으며, 상기 폴리올레핀의 예로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부타디엔, 폴리 EVA(에틸렌 비닐아세테이트), 폴리아마이드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등이 있다.That is, the second polymer is a component blended to improve physical properties such as processability and barrier property of the biodegradable polymer as described above, and examples thereof include natural rubber, polyolefin, polyolefin elastomer, or a mixture of two or more of them, Examples of the polyolefin include polyethylene, polypropylene, polybutadiene, poly EVA (ethylene vinyl acetate), polyamide, polyethylene terephthalate, and the like.

특히, 상기 제2 고분자로서 천연고무가 바람직하게 사용될 수 있다. 천연고무(natural rubber, NR)는 이른바 고무 식물에서 얻어지는 탄성이 풍부한 물질이며 일반적으로 폴리이소프렌을 주성분으로 하는 것이다. 그리고 본 발명에 따른 미변성 천연 고무란 변성, 즉 에폭시화나 아크릴 변성이 되지 않은 천연 고무를 말한다. 이러한 천연고무는 외부에서 인가된 에너지가 이소프렌(Cis-isoprene) 반복단위 내 이중결합의 뒤틀림 현상(distortion)으로 인하여 열 에너지 형태로 저장되어 높은 탄성을 나타낼 수 있다.In particular, natural rubber may be preferably used as the second polymer. Natural rubber (NR) is a material rich in elasticity obtained from so-called rubber plants and generally contains polyisoprene as a main component. And the unmodified natural rubber according to the present invention refers to a natural rubber that is not modified, that is, epoxidized or acrylic modified. Such natural rubber can exhibit high elasticity because energy applied from the outside is stored in the form of thermal energy due to distortion of the double bond in the cis-isoprene repeating unit.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제1 고분자 및 상기 제2 고분자는 90:10 내지 60:40의 중량비로 포함될 수 있으나, 이에 국한되지 않는다.In one embodiment of the present invention, the first polymer and the second polymer may be included in a weight ratio of 90:10 to 60:40, but are not limited thereto.

그러나, 상기 천연고무를 비롯한 제2 고분자는 생분해성 고분자인 제1 고분자와 비상용성이며, 이러한 비상용성으로 인해 매트릭스 고분자와 분산상 고분자간의 상분리가 발생할 수 있다.However, the second polymer including natural rubber is incompatible with the first polymer, which is a biodegradable polymer, and due to this incompatibility, phase separation between the matrix polymer and the dispersed polymer may occur.

이를 보완하기 위해, 본 발명에서는 상기 제1 고분자 및 제2 고분자의 블렌드에 비등방성 입자를 첨가한다.To compensate for this, in the present invention, anisotropic particles are added to the blend of the first polymer and the second polymer.

상기 비등방성 입자란 서로 다른 표면 특성을 갖는 2가지 이상의 혼합물을 의미하는 것으로, 이러한 서로 다른 표면 특성의 입자들은 상기 제1 고분자 및 제2 고분자와는 상용성이 없기 때문에 비등방성 입자간의 상호작용이 극대화되어 입자구조 형성이 효과적으로 이루어진다. 예를들어, 비등방성 입자간의 상호작용을 통해 계면에서 위치한 입자들이 입자 계면층을 형성하면 제1 고분자 및 제2 고분자 사이에 계면장력을 낮추며 계면모듈러스는 증가시켜 모폴로지를 제어함과 동시에 기계적 물성을 향상시키는 효과를 제공할 수 있다.The anisotropic particles mean a mixture of two or more having different surface properties, and since these particles of different surface properties are not compatible with the first polymer and the second polymer, the interaction between the anisotropic particles is It is maximized and the particle structure is effectively formed. For example, when particles located at the interface through the interaction between anisotropic particles form a particle interface layer, the interfacial tension between the first and second polymers is lowered and the interfacial modulus is increased to control the morphology and at the same time mechanical properties. It can provide an enhancing effect.

바람직한 실시예에서, 상기 비등방성 입자는 구체적으로 소수성 표면 특성을 갖는 유기 클레이 및 친수성 표면 특성을 갖는 천연 클레이의 혼합물을 포함한다. In a preferred embodiment, the anisotropic particles specifically comprise a mixture of organic clays having hydrophobic surface properties and natural clays having hydrophilic surface properties.

상기 천연 클레이는 음이온으로 하전된 알루미늄 또는 마그네슘 실리케이트 층과, 상기 음이온으로 하전된 알루미늄 또는 마그네슘 실리케이트 층들의 사이를 채우고 있는 나트륨 이온(Na+) 또는 칼륨 이온(K+)의 양이온으로 이루어진 것으로, 그 예로는 몬모릴로나이트(montmorillonite), 헥토라이트(hectorite), 사포나이트(saponite), 베이델라이트(beidellite), 논트로나이트(nontronite), 버미큘라이트(vermiculite), 할로이사이트(halloysite), 또는 이들 중 2 이상의 혼합물이 있다.The natural clay is composed of a cation of an anionally charged aluminum or magnesium silicate layer, and a sodium ion (Na + ) or potassium ion (K + ) filling between the anionally charged aluminum or magnesium silicate layers, Examples include montmorillonite, hectorite, saponite, beidellite, nontronite, vermiculite, halloysite, or a mixture of two or more of them. There is this.

상기 유기 클레이는 천연 클레이의 표면 또는 층간 사이에 존재하는 이온을 소수성 작용기로 치환시켜 유기화된 것으로서, 예컨대 탄소수가 1 내지 10개인 알킬기를 함유한 알킬암모늄 이온을 가지는 물질 또는 ω-아미노산(NH2(CH2)n-1COOH, 여기서 n은 2 내지 18의 정수임)의 소수성 물질을 사용하여 유기화될 수 있다. 이러한 유기화에 사용가능한 상기 소수성 물질의 예로는 디메틸 디하이드로지네이티드-탤로우 암모늄(dimethyl dihydrogenated-tallow ammonium), 디메틸벤질 하이드로지네이트-탤로우 암모늄 (dimethyl benzyl hydrogenated-tallow ammonium), 디메틸 하이드로지네이티드-탤로우 (2-에틸헥실) 암모늄(dimethylhydrogenated-tallow (2-ethylhexyl) ammonium), 또는 이들 중 2 이상의 혼합물이 있다.The organic clay is organic by substituting ions present on the surface or between layers of natural clay with a hydrophobic functional group, such as a substance having an alkyl ammonium ion containing an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an ω-amino acid (NH 2 ( CH 2 ) n-1 COOH, where n is an integer from 2 to 18). Examples of the hydrophobic material usable for such organizing include dimethyl dihydrogenated-tallow ammonium, dimethyl benzyl hydrogenated-tallow ammonium, and dimethyl hydrogenated. -Dimethylhydrogenated-tallow (2-ethylhexyl) ammonium, or mixtures of two or more of these.

이와 같이 유기 작용기로 치환된 클레이는 비상용성의 고분자 블렌드 내에 첨가되었을 때, 두 고분자의 계면에 위치하여 계면 장력을 낮춰줌으로써 분산상의 액적 크기를 감소를 포함해서 모폴로지 변형률을 높일 수 있다. 또한, 상기 유기 클레이는 상기 제1 또는 제2 고분자 상(phase)의 내부에 배열될 수 있다. When the clay substituted with the organic functional group as described above is added to the incompatible polymer blend, it is located at the interface of the two polymers to lower the interfacial tension, thereby increasing the morphological strain, including reducing the size of the droplets of the dispersed phase. In addition, the organic clay may be arranged inside the first or second polymer phase.

한편, 상기 천연 클레이 및 상기 유기 클레이는 서로 다른 표면 특성으로 인해 고분자 블렌드에서 상이한 분산 상태를 나타낼 수 있다. 예컨대, 도 1a는 서로 표면 특성이 다른 유기 클레이(C20A) 및 천연 클레이(CNa+)가 PLA/NR(7:3) 블렌드에 분산된 상태를 보여주기 위한 것이다. 도 1a로부터, 소수성의 고분자 물질에 좀 더 친화도를 갖고 있는 유기 클레이의 경우에는 고분자 블렌드(70:30 PLA:NR)에 1㎛ 단위로 크기가 작아져서 다소 균일하게 분산된 것을 확인할 수 있다(왼쪽). 반면에, 천연 클레이는 같은 함량일지라도 고분자 블렌드에 분산도가 매우 낮아 20㎛ 이상의 크기를 유지하므로(오른쪽), 고분자 블렌드의 구조에도 거의 영향을 끼지치 않게 된다. On the other hand, the natural clay and the organic clay may exhibit different dispersion states in the polymer blend due to different surface properties. For example, FIG. 1A is for showing a state in which organic clay (C20A) and natural clay (CNa + ) having different surface properties from each other are dispersed in a PLA/NR (7:3) blend. From Figure 1a, in the case of organic clay having a more affinity for a hydrophobic polymer material, it can be confirmed that the size is reduced by 1 μm in the polymer blend (70:30 PLA:NR) and is somewhat uniformly dispersed ( left). On the other hand, natural clay, even with the same content, has a very low dispersibility in the polymer blend and maintains a size of 20 μm or more (right), so it hardly affects the structure of the polymer blend.

특히, 상기 유기 클레이가 나노 클레이처럼 판상 적층 구조를 갖는 경우, 표면이 유기 작용기로 치환되어 있으므로 소수성의 고분자 매트릭스 내에서 잘 박리되어, 소량의 함량으로도 입자 충진효과(filling effect)가 상당히 커지고 고분자 블렌드 구조를 바꿀 수 있다. 더욱이, 고분자 블렌드의 계면에 위치했을 경우에 모폴로지를 제어하고, 이를 통해 강인화(toughening)를 유도할 수 있다.In particular, when the organic clay has a plate-like layered structure like nano clay, the surface is replaced with organic functional groups, so it is well peeled in the hydrophobic polymer matrix, and the particle filling effect is significantly increased even with a small amount of the polymer. You can change the blend structure. Moreover, when positioned at the interface of the polymer blend, morphology can be controlled, and toughening can be induced through this.

한편, 첨가된 유기 클레이의 함량이 일정 함량을 초과하는 경우 입자 뭉침현상으로 인해 고분자 블렌드의 인장신율과 같은 기계적 물성을 감소시키는 현상이 발생할 수 있다. 하지만 입자 분산도에 따라 입자뭉침 현상이 일어나는 입자의 임계 함량이 달라지기 때문에 기계물성 증가효과를 위해서 적합한 입자 함량을 예측하긴 어렵다. 예컨대, 상기 유기 클레이가 고분자 블렌드 내에 배열되어 네트워크를 형성하는 퍼콜레이션 이론(percolation theory)에 따라 구한 임계함량인 0.63 중량%를 초과하여 고분자 블렌드에 첨가되는 경우, 입자 함량이 2중량% 정도로 혼합했을 때 저주파수 영역에서의 저장 모듈러스(G')의 값이 손실 모듈러스(G")가 커지는 현상이 뚜렷하여(도 1c 참조), 입자구조 형성을 얻기 위해서 임계함량을 초과하여 혼합해야 함을 알수 있다. 이는 입자의 뭉침현상이 부분적으로 발생했음을 의미하며, 그 함량이 높아질수도록 G'의 값은 더욱 커지더라도 인장신율과 같은 기계적 물성을 고려했을 때는 유리하지 않다. 즉, 상기 유기 클레이의 임계 함량까지는 고분자 블렌드의 인장신율이 높아지다가, 그 임계 함량을 초과하게 되면 오히려 인장신율이 감소되는 현상이 나타난다.On the other hand, when the content of the added organic clay exceeds a certain amount, a phenomenon of reducing mechanical properties such as tensile elongation of the polymer blend may occur due to particle aggregation. However, it is difficult to predict a suitable particle content for the effect of increasing mechanical properties because the critical content of the particles in which the particle agglomeration occurs varies depending on the degree of particle dispersion. For example, when the organic clay is added to the polymer blend in excess of 0.63% by weight, which is a critical content determined according to percolation theory to form a network by being arranged in the polymer blend, the particle content would have been mixed with about 2% by weight. When the value of the storage modulus G'in the low frequency region increases the loss modulus G" (see Fig. 1C), it can be seen that the mixture must exceed the critical content in order to obtain a particle structure. This means that agglomeration of the particles has occurred partially, and even if the value of G'is increased to increase its content, it is not advantageous when considering mechanical properties such as tensile elongation, that is, up to the critical content of the organic clay. When the tensile elongation of the polymer blend is increased and the critical content is exceeded, the tensile elongation is rather reduced.

이러한 인장신율의 감소는 상기 천연 클레이의 혼합 사용에 의해 극복될 수 있다. 즉, 고분자 블렌드에 소정 함량 범위내에서 퍼콜레이션을 나타내지 않는 천연 클레이를 퍼콜레이션의 임계 함량 전까지의 유기 클레이와 혼합하여 첨가하는 경우 인장신율이 예상외로 높아지는 효과를 달성할 수 있다. 이는 제1 고분자에 분산된 천연 클레이와 계면위치 특이성을 보이는 유기 클레이의 상호작용에 의해서 고분자 화학적 포텐셜이 낮은 계면층에 입자들이 집중적으로 위치하기 때문이다. 결과적으로, 계면에 위치한 비등방성의 클레이 입자들은 열역학적 친화도가 없는 두 고분자 상 사이에서 입자 표면 에너지에 의한 물리적 젖힘(wetting)으로 고분자 상 사이에 연결 결합력을 높일 수 있고, 이로부터 외부변형에 대해 저항을 증가시켜 인장신율을 증가시킬 수 있다.This decrease in tensile elongation can be overcome by the mixed use of the natural clay. That is, when natural clay that does not exhibit percolation within a predetermined content range is added to the polymer blend by mixing with organic clay up to the critical content of percolation, the tensile elongation may be unexpectedly increased. This is because the particles are intensively located in the interface layer having a low polymer chemical potential due to the interaction between the natural clay dispersed in the first polymer and the organic clay exhibiting interfacial site specificity. As a result, the anisotropic clay particles located at the interface can increase the connection bonding force between the polymer phases by physical wetting by the particle surface energy between the two polymer phases without thermodynamic affinity, from which it is resistant to external deformation. By increasing the tensile elongation can be increased.

추가로, 상기한 바와 같인 인장신율의 향상을 위해서, 비등방성 입자로서 표면 물성이 다른 무기입자의 혼합물, 예컨대 스테아르산(stearic acid)으로 코팅된 소수성 칼슘 카보네이트(CaCO3) 입자(cPCC) 및 코팅되지 않은 친수성 칼슘 카보네이트(CaCO3) 입자(uPCC)를 사용할 수 있다. In addition, in order to improve the tensile elongation as described above, a mixture of inorganic particles having different surface properties as anisotropic particles, such as hydrophobic calcium carbonate (CaCO 3 ) particles (cPCC) coated with stearic acid and coating Non-hydrophilic calcium carbonate (CaCO 3 ) particles (uPCC) can be used.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 비등방성 입자는 상기 생분해성 고분자 복합재 전체 중량의 0.3 내지 10 중량%로 포함될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the anisotropic particles may be included in an amount of 0.3 to 10% by weight of the total weight of the biodegradable polymer composite.

예컨대, 상기 비등방성 입자가 상기 유기 클레이 및 천연 클레이인 경우, 이들 클레이는 상기 생분해성 고분자 복합재 전체 중량의 0.3 내지 5 중량%, 상세하게는 0.3 내지 0.9 중량%, 또는 0.75%의 소량으로 포함될 수 있다. 상기 함량을 만족할 때 과도한 첨가 함량으로 인한 가공성 및 성형성의 저하를 초래하지 않으면서 의도하는 효과를 달성하는 점에서 유리하다. For example, when the anisotropic particles are the organic clay and natural clay, these clays may be included in a small amount of 0.3 to 5% by weight, specifically 0.3 to 0.9% by weight, or 0.75% of the total weight of the biodegradable polymer composite. have. When the above content is satisfied, it is advantageous in that the intended effect is achieved without causing deterioration in processability and moldability due to excessive addition content.

한편, 상기 비등방성 입자가 소수성 칼슘 카보네이트 입자 및 친수성 칼슘 카보네이트 입자인 경우, 클레이에 비해 비등방성(종횡비)이 낮고 입자 박리현상이 일어나지 않기 때문에 의도하는 효과를 달성하기 위해서 함량이 다소 증가하지만 소수성 및 친수성 입자의 혼합 첨가로 인해 기존 첨가양에 비해서 소량으로 분산증가 효과를 달성할 수 있다. 따라서, 이들 칼슘 카보네이트 입자는 1 내지 10 중량%, 예컨대 3 내지 8 중량% 또는 3 내지 6 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. On the other hand, when the anisotropic particles are hydrophobic calcium carbonate particles and hydrophilic calcium carbonate particles, the anisotropy (aspect ratio) is lower than that of clay and particle separation does not occur, so the content slightly increases to achieve the intended effect, but hydrophobicity and Due to the mixed addition of hydrophilic particles, the dispersion increase effect can be achieved in a small amount compared to the existing addition amount. Accordingly, these calcium carbonate particles may be included in an amount of 1 to 10% by weight, such as 3 to 8% by weight or 3 to 6% by weight.

또한, 상기 유기 클레이 및 천연 클레이의 혼합 중량비는 30:70 내지 70:30, 상세하게는 50:50 내지 60:40일 수 있다. 상기 혼합비 범위를 만족할 때 모폴리지의 제어 및 인장신율의 향상 면에서 유리하다. 유사하게, 상기 친수성 칼슘 카보네이트 입자 및 소수성 칼슘 카보네이트 입자의 혼합 중량비는 30:70 내지 70:30, 상세하게는 50:50 내지 60:40일 수 있다.In addition, the mixing weight ratio of the organic clay and natural clay may be 30:70 to 70:30, specifically 50:50 to 60:40. When the mixing ratio range is satisfied, it is advantageous in terms of controlling the morphology and improving the tensile elongation. Similarly, the mixing weight ratio of the hydrophilic calcium carbonate particles and the hydrophobic calcium carbonate particles may be 30:70 to 70:30, specifically 50:50 to 60:40.

본 발명에 따른 생분해 고분자 복합재는, 제 1 고분자, 제2 고분자 및 비등방성 입자를 상기에 기재한 바와 같은 소정의 함량으로 블렌딩함으로써 제조될 수 있다.The biodegradable polymer composite according to the present invention may be prepared by blending the first polymer, the second polymer, and the anisotropic particles in a predetermined amount as described above.

상기 블렌딩 과정은 제1 고분자의 용융점(예컨대, 폴리락트산의 경우 155 내지 165 ℃)에서 30 내지 70 ℃ 정도 높은 수준인 180 내지 230 ℃, 상세하게는 190 내지 200 ℃에서 50 내지 150 rpm, 상세하게는 80 내지 100 rpm의 속도로 3 내지 10 분, 예컨대 7분 동안 수행될 수 있다. The blending process is performed at a melting point of the first polymer (eg, 155 to 165° C. in the case of polylactic acid) at a high level of about 30 to 70° C. 180 to 230° C., specifically at 190 to 200° C., 50 to 150 rpm, in detail. Can be carried out for 3 to 10 minutes, such as 7 minutes, at a speed of 80 to 100 rpm.

이와 같이 제조된 생분해성 고분자 복합재는 생분해성 제1 고분자 및 이와 비상용성인 제2 고분자와 함께 유기 클레이 및 천연 클레이의 혼합물로 이루어진 비등방성 입자가 소량으로 사용되어, 고분자들의 계면이 안정화되어 모폴로지가 제어됨과 동시에 인장신율과 같은 기계적 물성이 향상될 수 있다.The biodegradable polymer composite prepared in this way uses a small amount of anisotropic particles composed of a mixture of organic clay and natural clay along with the first biodegradable polymer and the second polymer incompatible therewith, thereby stabilizing the interface of the polymers to control the morphology. At the same time, mechanical properties such as tensile elongation can be improved.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. Hereinafter, examples will be described in detail to aid understanding of the present invention. However, the embodiments according to the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the following examples. The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art.

실시예 1 내지 3: PLA/NR/비등방성 입자(유기/천연 클레이 혼합물) 기반 생분해성 고분자 복합재의 제조Examples 1 to 3: Preparation of biodegradable polymer composites based on PLA/NR/anisotropic particles (organic/natural clay mixture)

매트릭스(matrix)를 형성하는 제1 고분자로 폴리 락트산(PLA, 4032D, Mn=90,00g/mol, Mw=181,000g/mol, Natureworks, USA), 분산상을 형성하는 제2 고분자로 천연 고무(NR, CSR5, Cambodia)를 사용하였다. 비등방성 입자로서 2개의 HT(hydrogenated tallow) 및 2개의 메틸기를 갖는 유기 클레이(Cloisite 20A, density=1.77g/cc, Southern Clay Product, USA) 및 천연 클레이 (Cloisite

Figure 112018103538137-pat00001
Figure 112018103538137-pat00002
, density=2.86g/cc, BYK, USA)를 재료로서 사용하였으며, 모든 재료는 수분을 제거하기 위해 80℃ 진공 오븐에서 하루 동안 건조시켰다.Polylactic acid (PLA, 4032D, Mn=90,00g/mol, Mw=181,000g/mol, Natureworks, USA) as the first polymer forming the matrix, and natural rubber (NR) as the second polymer forming the dispersed phase. , CSR5, Cambodia) was used. Organic clay (Cloisite 20A, density=1.77g/cc, Southern Clay Product, USA) and natural clay (Cloisite) having two hydrogenated tallow (HT) and two methyl groups as anisotropic particles
Figure 112018103538137-pat00001
Figure 112018103538137-pat00002
, density=2.86g/cc, BYK, USA) was used as a material, and all materials were dried in a vacuum oven at 80° C. for one day to remove moisture.

상기 재료들을 하기 표 1에 기재된 함량으로, 인텐시브 믹서(Rheocompmixer 600, MKE, Korea)를 이용하여 200℃에서 7분간 100rpm으로 혼합하였다. The materials were mixed at 200° C. for 7 minutes at 100 rpm using an intensive mixer (Rheocompmixer 600, MKE, Korea) in the amounts shown in Table 1 below.

PLAPLA NRNR 비등방성 입자
(PLA 및 NR의 전체 중량부를 기준으로 0.75 중량%)
Anisotropic particles
(0.75% by weight based on the total parts by weight of PLA and NR)
유기 클레이(C20A)Organic Clay (C20A) 천연 클레이(CNa+)Natural Clay (CNa + ) 실시예 1Example 1 90 중량부90 parts by weight 10 중량부10 parts by weight 0.45 중량%0.45% by weight 0.3 중량%0.3% by weight 실시예 2Example 2 70 중량부70 parts by weight 30 중량부30 parts by weight 실시예 3Example 3 60 중량부60 parts by weight 40 중량부40 parts by weight

비교예 1: PLA/NR 고분자 블렌드의 제조Comparative Example 1: Preparation of PLA/NR polymer blend

비등방성 입자를 혼합하지 않는 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 공정을 수행하여 PLA/NR의 고분자 블렌드를 제조하였다.A polymer blend of PLA/NR was prepared by performing the same process as in Example 2, except that anisotropic particles were not mixed.

비교예 2 내지 4: PLA/NR/유기 또는 천연 클레이 기반 생분해성 고분자 복합재의 제조Comparative Examples 2 to 4: Preparation of PLA/NR/organic or natural clay-based biodegradable polymer composites

유기 클레이 또는 천연 클레이를 단독으로 하기 표 2에 기재된 함량으로 혼합하는 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 공정을 수행하여 생분해성 고분자 복합재를 제조하였다.A biodegradable polymer composite was manufactured by performing the same process as in Example 2, except that organic clay or natural clay alone was mixed in the amount shown in Table 2 below.

PLAPLA NRNR 유기 클레이 또는 천연 클레이의 단독 사용량
(PLA 및 NR의 전체 중량부 기준)
Organic clay or natural clay used alone
(Based on total parts by weight of PLA and NR)
비교예 1Comparative Example 1 70 중량부70 parts by weight 30 중량부30 parts by weight -- 비교예 2Comparative Example 2 70 중량부70 parts by weight 30 중량부30 parts by weight 천연 클레이(CNa+) 0.3 중량%Natural clay (CNa + ) 0.3% by weight 비교예 3Comparative Example 3 70 중량부70 parts by weight 30 중량부30 parts by weight 유기 클레이(C20A) 0.45 중량%Organic Clay (C20A) 0.45% by weight 비교예 4Comparative Example 4 70 중량부70 parts by weight 30 중량부30 parts by weight 천연 클레이(CNa+) 0.75 중량%Natural clay (CNa + ) 0.75% by weight 비교예 5Comparative Example 5 70 중량부70 parts by weight 30 중량부30 parts by weight 유기 클레이(C20A) 0.75 중량%Organic Clay (C20A) 0.75% by weight

실험예 1: 유기 또는 천연 클레이의 함량에 따른 PLA/NR 고분자 블렌드의 모폴로지, 유변물성 및 기계적 물성 변화 측정Experimental Example 1: Measurement of changes in morphology, rheological properties, and mechanical properties of a PLA/NR polymer blend according to the content of organic or natural clay

유기 클레이 및 천연 클레이가 PLA/NR 고분자 블렌드의 구조변화 및 유변물성에 미치는 영향을 분석하기 위해, 하기 표 3에 기재된 함량으로 재료들을 실시예 2와 같은 공정으로 혼합하여 샘플을 제조하였다.In order to analyze the effect of organic clay and natural clay on the structural change and rheological properties of the PLA/NR polymer blend, a sample was prepared by mixing the materials with the contents shown in Table 3 in the same process as in Example 2.

PLAPLA NRNR 클레이 함량
(PLA 및 NR의 전체 중량부 기준)
Clay content
(Based on total parts by weight of PLA and NR)
70 중량부70 parts by weight 30 중량부30 parts by weight 0 중량%0% by weight 유기 클레이(C20A) 0.5 중량%0.5% by weight of organic clay (C20A) 유기 클레이(C20A) 2 중량%Organic Clay (C20A) 2% by weight 유기 클레이(C20A) 5 중량%Organic Clay (C20A) 5% by weight 천연 클레이(CNa+) 0.5 중량%Natural clay (CNa + ) 0.5% by weight 천연 클레이(CNa+) 2 중량%Natural clay (CNa + ) 2% by weight 천연 클레이(CNa+) 5 중량%Natural clay (CNa + ) 5% by weight

제조된 각 샘플을 200℃의 핫 프레스(CH4386, Carver)에서 6분 동안 어니일링시킨 후, 25mm 직경 및 0.4mm 두께의 디스크형(disc-like) 몰드(mold)를 이용하여 시편을 제작하였다. 이때, 몰딩 온도는 200℃였고, 몰딩 시간은 6분이었다.Each prepared sample was annealed in a hot press (CH4386, Carver) at 200° C. for 6 minutes, and then a sample was prepared using a disc-like mold having a diameter of 25 mm and a thickness of 0.4 mm. At this time, the molding temperature was 200°C, and the molding time was 6 minutes.

상기 시편의 단면을 High Resolution-Transmission Electron Microscope (TEM) (JEOL Ltd, Japan)으로 관찰하여 클레이 함량에 따른 모폴로지 변화를 분석하였다.The cross section of the specimen was observed with a High Resolution-Transmission Electron Microscope (TEM) (JEOL Ltd, Japan) to analyze the change in morphology according to the clay content.

또한, 상기 시편에 대한 유변 물성(dynamic rheological properties)의 변화는 스트레인 컨트롤 타입 레오미터(strain-controlled rheometer)인 RMS800 (Rheometrics, USA)를 이용하여 측정하였다. 이때, 모든 측정은 190℃에서 선형 점탄성 영역(linear viscoelastic region)에서 수행하였으며, 주파수 실험은 스트레인(strain)이 1% 내지 15% 사이의 값으로 0.1 rad/s에서 100 rad/s로 수행하였다. In addition, changes in dynamic rheological properties of the specimen were measured using RMS800 (Rheometrics, USA), a strain-controlled rheometer. At this time, all measurements were performed in a linear viscoelastic region at 190°C, and frequency experiments were performed at 0.1 rad/s to 100 rad/s with a strain value between 1% and 15%.

한편, 상기 시편의 기계적 물성은 ASTM D639 타입 V의 규격으로 절단한 후 UTM (LF plus, Lloyd instruments Ltd)을 이용하여 측정하였다.Meanwhile, the mechanical properties of the specimen were cut to ASTM D639 Type V and measured using UTM (LF plus, Lloyd instruments Ltd).

도 1b 및 1c는 각각 PLA/NR(7:3) 블렌드에 첨가되는 유기 클레이(C20A) 및 천연 클레이(CNa+)의 각 함량에 따른 모폴로지 변화 및 유변물성(G', G")의 측정결과를 나타낸 것이다. 한편, 도 1c는 상기 주파수 실험에서 0.1rad/s의 저장 모듈러스(G') 및 손실 모듈러스(G")를 도식화한 것으로, 주파수 실험에서 가장 낮은 값의 주파수 0.1rad/s를 선정한 이유는 긴 time scale에서의 거동이 곧 전체 고분자의 거동을 반영하고 이러한 거동은 전체 모폴로지와 상관된다고 판단했기 때문이다.Figures 1b and 1c are the measurement results of morphology changes and rheological properties (G', G") according to the respective contents of organic clay (C20A) and natural clay (CNa + ) added to the PLA/NR (7:3) blend, respectively On the other hand, Fig. 1c is a schematic diagram of a storage modulus (G') and a loss modulus (G") of 0.1 rad/s in the frequency experiment, and the lowest frequency of 0.1 rad/s is selected in the frequency experiment. The reason is that the behavior on a long time scale reflects the behavior of the whole polymer, and this behavior is judged to be correlated with the whole morphology.

도 1b 및 1c로부터, 유기 클레이(C20A)는 고분자 블렌드의 모폴로지 및 유변물성을 크게 변화시키는 반면, 천연 클레이(CNa+)에 의한 모폴로지 및 유변물성의 변화는 그다지 크지 않음을 볼 수 있다.From Figures 1b and 1c, it can be seen that the organic clay (C20A) greatly changes the morphology and rheological properties of the polymer blend, while the change in the morphology and rheological properties due to natural clay (CNa + ) is not very large.

한편, 도 2a 및 2b는 각각 PLA/NR(7:3) 블렌드에 첨가되는 유기 클레이(C20A) 및 천연 클레이(CNa+)의 각 함량에 따른 인장강도 및 인장신율의 측정결과를 나타낸 것으로, 각각의 클레이가 1 중량% 미만의 함량에서는 고분자 블렌드의 인장강도 및 인장신율에 미치는 영향이 상이함을 볼 수 있다.On the other hand, Figures 2a and 2b show the measurement results of tensile strength and tensile elongation according to each content of organic clay (C20A) and natural clay (CNa + ) added to the PLA/NR (7:3) blend, respectively, It can be seen that the effect on the tensile strength and tensile elongation of the polymer blend is different when the clay content of is less than 1% by weight.

실험예 2: 유기 클레이 및 천연 클레이의 혼합물 사용에 따른 PLA/NR 고분자 블렌드의 기계적 물성 변화 측정Experimental Example 2: Measurement of changes in mechanical properties of PLA/NR polymer blends according to the use of a mixture of organic clay and natural clay

PLA/NR(7:3) 블렌드에 유기 클레이(C20A) 및 천연 클레이(CNa+)의 혼합물이 첨가된 경우 인장신율의 변화 정도를 평가하기 위해, 실시예 2 (PLA/NR(7:3) 및 C20A 0.45wt% + CNa+ 0.3wt%)의 생분해성 고분자 복합재에 대해서 실험예 1에 기재된 바와 같이 시편을 제작하여 인장신율을 측정한 후, 측정 결과를 도 2b에서 C20A의 그래프와 비교하여 도 3에 나타내었다.To evaluate the degree of change in tensile elongation when a mixture of organic clay (C20A) and natural clay (CNa+) is added to the PLA/NR (7:3) blend, Example 2 (PLA/NR (7:3) and C20A 0.45wt% + CNa + 0.3wt%) for the biodegradable polymer composite material as described in Experimental Example 1, after measuring the tensile elongation by producing a specimen, the measurement result is compared with the graph of C20A in Fig. Shown in.

도 3은 PLA/NR(7:3) 블렌드에 유기 클레이(C20A) 및 천연 클레이(CNa+)의 혼합물이 첨가된 경우의 인장 신율의 상승 정도를 보여주는 것으로, 상기 고분자 블렌드에 C20A와 함께 CNa+가 소정 함량 범위로 사용되어 인장신율이 현저하게 높아지는 것을 확인할 수 있다.Figure 3 is a PLA / NR (7: 3) to show the organic clay (C20A) and natural clay of the tensile elongation percentage in the case where a mixture of (CNa +) added to increase the degree to blend, with the C20A in the polymer blend CNa + It can be seen that the tensile elongation is remarkably increased by being used in a predetermined content range.

실험예 3: 유기 클레이 및 천연 클레이의 단독 또는 배합 사용에 따른 PLA/NR 고분자 블렌드의 유변물성 분석Experimental Example 3: Analysis of the rheological properties of PLA/NR polymer blends according to the use of organic clay and natural clay alone or in combination

PLA/NR가 7:3의 중량비로 혼합된 경우인 실시예 2 및 비교예 1 내지 5의 복합재에 대해서 실험예 1에 기재된 바와 같이 시편을 제작하여 유변물성을 측정한 후, 그 결과를 도 4a 및 4b에 나타내었다.For the composite materials of Example 2 and Comparative Examples 1 to 5 in which PLA/NR was mixed at a weight ratio of 7:3, specimens were prepared as described in Experimental Example 1 to measure rheological properties, and the results are shown in FIG. 4A And 4b.

도 4a 및 4b는 각각 PLA/NR(7:3) 블렌드에 첨가되는 유기 클레이(C20A) 및 천연 클레이(CNa+)의 단독 또는 배합 사용에 따른 유변물성(G', G")의 측정결과를 나타낸 것이다. Figures 4a and 4b show the measurement results of rheological properties (G', G") according to the single or combination use of organic clay (C20A) and natural clay (CNa + ) added to the PLA/NR (7:3) blend, respectively. Is shown.

구체적으로, 천연 클레이(CNa+)가 단독으로 0.3 중량%(비교예 2) 및 0.75 중량%(비교예 4)의 함량으로 첨가된 경우 주파수 영역이 0.1 내지 100 rad/s 일때 PLA/NR(7:3) 블렌드(비교예 1)에 대비하여 저장 모듈러스(G')와 손실 모듈러스(G")가 거의 겹치는 양상을 보이다가, 고주파수 영역에서는 오히려 약간 감소된 양상을 보였다. Specifically, when natural clay (CNa + ) is added alone in an amount of 0.3% by weight (Comparative Example 2) and 0.75% by weight (Comparative Example 4), when the frequency range is 0.1 to 100 rad/s, PLA/NR (7 :3) Compared to the blend (Comparative Example 1), the storage modulus (G') and the loss modulus (G") almost overlap, but rather slightly decreased in the high frequency region.

반면, 유기 클레이(C20A)가 단독으로 0.45 중량%의 함량으로 첨가된 경우(비교예 3)는 주파수 0.1rad/s에서 G'의 값이 200 정도였으며, 0.75 중량%의 경우(비교예 5)는 G'의 값이 600 정도로 증가했다.On the other hand, when organic clay (C20A) was added alone in an amount of 0.45% by weight (Comparative Example 3), the value of G'was about 200 at a frequency of 0.1 rad/s, and when it was 0.75% by weight (Comparative Example 5) The value of G'increased to about 600.

그리고, 두 클레이를 모두 첨가한 경우(실시예 2)는 저주파수 0.1rad/s에서 G'의 값이 C20A 0.45 중량%만을 첨가한 경우(비교예 3) 보다 다소 증가하여 더 높은 elasticity를 보여주는 것을 알 수 있다. 한편, C20A 0.75 중량%만을 첨가한 경우(비교예 5)와 비교해서는 G'의 값이 보다 작았다.And, it was found that when both clays were added (Example 2), the value of G'at a low frequency of 0.1 rad/s was slightly increased than when only 0.45 wt% of C20A was added (Comparative Example 3), showing higher elasticity. I can. On the other hand, compared to the case where only 0.75% by weight of C20A was added (Comparative Example 5), the value of G'was smaller.

이러한 결과로부터, 유기 클레이(C20A) 및 천연 클레이(CNa+)의 배합 사용이 유기 클레이(C20A)의 단독 사용과 유사한 유변물성을 제공하는 것으로 볼 수 있다.From these results, it can be seen that the combination use of organic clay (C20A) and natural clay (CNa + ) provides a rheological property similar to that of organic clay (C20A) alone.

실험예 4: 유기 클레이 및 천연 클레이의 단독 또는 배합 사용에 따른 PLA/NR 고분자 블렌드의 모폴로지 분석Experimental Example 4: Morphology analysis of PLA/NR polymer blend according to the use of organic clay and natural clay alone or in combination

PLA/NR가 7:3의 중량비로 혼합된 경우인 실시예 2 및 비교예 5의 복합재에 대해서 실험예 1에 기재된 바와 같이 시편을 제작한 후, 그 단면을 TEM으로 관찰하였다.For the composite materials of Example 2 and Comparative Example 5 in which PLA/NR was mixed at a weight ratio of 7:3, specimens were prepared as described in Experimental Example 1, and the cross-section was observed by TEM.

도 5는 실시예 2에 따른 PLA/NR/비등성입자(유기 클레이 및 천연 클레이의 혼합물) 기반 고분자 복합재의 모폴로지를 확대 배율에 따라 보여주는 TEM 이미지이다. 도 5로부터, 유기 및 천연 클레이는 비상용성인 두 고분자의 계면을 둘러싸고 있으며 일부는 PLA 상에 존재하는 것을 볼 수 있다. 두 클레이 입자를 구별 할 수는 없지만 이들은 일부가 박리되고 일부는 두 세겹의 층을 이루며 입자구별 필요없이 박리 및 분산이 효과적으로 이루어짐을 볼 수 있다. 박리-분산된 입자는 계면에 위치하여 계면을 안정화하고 있으며, 다른 일부는 PLA 상 내에 존재하고 것을 확인할 수 있다. 제 2 고분자인 고무상에는 분산되지 않음을 확인하였다. 입자는 계면과 제1 고분자 상에 선택적으로 분산하며 점도가 낮은 제1 고분자상의 유변물성을 상승하는 효과와 계면장력 감소하는 효과를 가져와 고분자 블렌드 모폴로지를 구형(spherical) 구조에서 피브릴 (fibril) 구조로 변화하는 것을 알 수 있다. 일부는 두 상이 서로 연속적인(co-continuous)구조를 유지하는 것을 볼 수 있다. 5 is a TEM image showing the morphology of a polymer composite based on PLA/NR/effervescent particles (a mixture of organic clay and natural clay) according to Example 2 according to an enlarged magnification. From FIG. 5, it can be seen that organic and natural clay surround the interface of the two incompatible polymers, and some exist on the PLA. Although it is not possible to distinguish between the two clay particles, some of them are peeled off and some form two or three layers, and it can be seen that peeling and dispersion are effectively performed without the need for particle discrimination. It can be seen that the peeled-dispersed particles are located at the interface to stabilize the interface, and other parts are present in the PLA phase. It was confirmed that the second polymer was not dispersed in the rubber phase. Particles are selectively dispersed on the interface and on the first polymer, and have the effect of increasing the rheological properties of the first polymer phase with low viscosity and the effect of reducing the interfacial tension, so that the morphology of the polymer blend is made from a spherical structure to a fibril structure. It can be seen that it changes to. Some can see that the two phases maintain a co-continuous structure with each other.

한편, 도 6은 비교예 5에 따른 PLA/NR/비등성입자(유기 클레이 단독) 기반 고분자 복합재의 모폴로지를 확대 배율에 따라 보여주는 TEM 이미지로서, 이 경우도 판상 구조의 유기 클레이 입자가 연속적 구조를 이루는 분산상(NR)과 메인 매트릭스(PLA) 상 간의 계면에 위치하는 것을 볼 수 있다. On the other hand, Figure 6 is a TEM image showing the morphology of the PLA/NR/effervescent particle (organic clay alone)-based polymer composite according to Comparative Example 5 according to magnification, and in this case, the organic clay particles of a plate-shaped structure also show a continuous structure. It can be seen that it is located at the interface between the formed dispersed phase NR and the main matrix PLA phase.

이와 같이, 유기 클레이가 단독으로 또는 천연 클레이와 배합되어 사용되는 경우 모두 PLA 및 NR의 두 고분자 사이의 계면에 위치하면서 블렌드의 강인화(toughening)을 유도하는 것을 확인할 수 있다. 반면 천연 클레이는 단독으로 사용되는 경우는 대부분 제1고분자 상에 위치하고 박리-분산효과가 아주 미미하나, 유기 클레이와 혼합배합되었을 경우에 박리-분산효과가 상승하고 유기 클레이와 함께 블렌드 모폴로지를 변화하여 복합재 강인화를 유도하였다. As described above, it can be seen that when organic clay is used alone or in combination with natural clay, it is positioned at the interface between the two polymers of PLA and NR and induces toughening of the blend. On the other hand, when natural clay is used alone, it is mostly located on the first polymer, and the peel-dispersion effect is very insignificant, but when it is mixed with organic clay, the peel-dispersing effect increases and the blend morphology with organic clay changes, resulting in composite materials. It induces toughening.

실험예 5: 유기 클레이 및 천연 클레이의 혼합비에 따른 기계적 물성의 변화 측정Experimental Example 5: Measurement of changes in mechanical properties depending on the mixing ratio of organic clay and natural clay

PLA/NR/비등성입자(유기 클레이 및 천연 클레이의 혼합물) 기반 고분자 복합재에 있어서 2가지 클레이의 혼합비가 PLA/NR 고분자 블렌드의 기계적 물성에 미치는 영향을 분석하기 위해, 실시예 1 내지 3의 조성에서 유기 클레이의 비율을 변화시켜 실험예 1에 기재된 바와 같이 시편을 제작한 후 인장강도 및 인장신율을 측정하였다. In order to analyze the effect of the mixing ratio of the two clays on the mechanical properties of the PLA/NR polymer blend in the polymer composite based on PLA/NR/effervescent particles (a mixture of organic clay and natural clay), the composition of Examples 1 to 3 By varying the ratio of the organic clay in, the specimen was prepared as described in Experimental Example 1, and then the tensile strength and tensile elongation were measured.

도 7a 및 7b는 각각 PLA/NR/비등성입자(유기 클레이 및 천연 클레이의 혼합물) 기반 고분자 복합재에 있어서 PLA/NR의 혼합비 및 전체 클레이 함량 중 유기 클레이의 비율에 따른 인장강도 및 인장 신율을 나타낸 그래프이다. Figures 7a and 7b show the tensile strength and tensile elongation according to the mixing ratio of PLA/NR and the ratio of organic clay in the total clay content in the PLA/NR/effervescent particle (mixture of organic clay and natural clay)-based polymer composite, respectively. It is a graph.

도 7a 및 7b로부터, 최대 인장신율을 나타내는 최적의 클레이 혼합비는 유기 클레이(C20A)의 비율이 60%인 부근인 것으로 확인할 수 있다. From FIGS. 7A and 7B, it can be seen that the optimum clay mixing ratio representing the maximum tensile elongation is around 60% of the organic clay (C20A).

이와 같이, PLA:NR의 각 조성에 따라 고정된 클레이 전체 함량에서 C20A 및

Figure 112018103538137-pat00003
Figure 112018103538137-pat00004
의 비율에 따라 강인화(toughening) 정도가 달라질 수 있으며, 이로부터 비등방성 입자의 혼합물을 고분자 블렌드의 계면 특성을 제어함과 동시에 최적의 기계적 물성을 이끌어 낼 수 있다.As such, C20A and C20A in the total amount of clay fixed according to each composition of PLA:NR
Figure 112018103538137-pat00003
Figure 112018103538137-pat00004
Depending on the ratio of, the degree of toughening may vary, from which the mixture of anisotropic particles can control the interfacial properties of the polymer blend and at the same time lead to optimal mechanical properties.

실시예 4: PLA/NR/비등방성 입자(소수성 칼슘 카보네이트/친수성 칼슘 카보네이트 혼합물) 기반 생분해성 고분자 복합재의 제조Example 4: Preparation of biodegradable polymer composite based on PLA/NR/anisotropic particles (hydrophobic calcium carbonate/hydrophilic calcium carbonate mixture)

매트릭스(matrix)를 형성하는 제1 고분자로 폴리 락트산(PLA, 4032D, Mn=90,00g/mol, Mw=181,000g/mol, Natureworks, USA), 분산상을 형성하는 제2 고분자로 천연 고무(NR, CSR5, Cambodia)를 사용하였다. 비등방성 입자로서 스테아르산으로 코팅된 소수성 칼슘 카보네이트(CaCO3) 입자(cPCC) 및 코팅되지 않은 친수성 칼슘 카보네이트(CaCO3) 입자(uPCC)를 사용하였다. 이때, cPCC 및 uPCC 입자는 각각 평균입경이 100nm였다. 모든 재료는 수분을 제거하기 위해 80℃ 진공 오븐에서 하루 동안 건조시켰다. 상기 재료들을 하기 표 4에 기재된 함량으로, 인텐시브 믹서(Rheocompmixer 600, MKE, Korea)를 이용하여 200℃에서 7분간 100rpm으로 혼합하였다. Polylactic acid (PLA, 4032D, Mn=90,00g/mol, Mw=181,000g/mol, Natureworks, USA) as the first polymer forming the matrix, and natural rubber (NR) as the second polymer forming the dispersed phase. , CSR5, Cambodia) was used. As anisotropic particles, hydrophobic calcium carbonate (CaCO 3 ) particles (cPCC) coated with stearic acid and uncoated hydrophilic calcium carbonate (CaCO 3 ) particles (uPCC) were used. At this time, the cPCC and uPCC particles each had an average particle diameter of 100 nm. All materials were dried in a vacuum oven at 80° C. for one day to remove moisture. The materials were mixed at 200° C. for 7 minutes at 100 rpm using an intensive mixer (Rheocompmixer 600, MKE, Korea) in the amounts shown in Table 4 below.

이어서, 실험예 1에 기재된 바와 같이 시편을 제작한 후 인장신율을 측정하였다.Subsequently, as described in Experimental Example 1, a specimen was prepared and the tensile elongation was measured.

비교예 6: PLA/NR/소수성 칼슘 카보네이트 기반 생분해성 고분자 복합재의 제조Comparative Example 6: Preparation of PLA/NR/hydrophobic calcium carbonate-based biodegradable polymer composite

코팅되지 않은 친수성 칼슘 카보네이트(CaCO3) 입자(uPCC)를 사용하지 않으면서, 나머지 성분들을 하기 표 4에 기재된 함량으로 혼합하는 것을 제외하고는 실시예 4와 동일한 과정을 수행하였다.The same procedure as in Example 4 was performed, except that the uncoated hydrophilic calcium carbonate (CaCO 3 ) particles (uPCC) were not used, and the remaining components were mixed in the amounts shown in Table 4 below.

PLAPLA NRNR 비등방성 입자
(PLA의 함량 기준)
Anisotropic particles
(Based on the content of PLA)
인장신율(Elongation at break point, %)Elongation at break point,%
cPCC
(소수성 입자)
cPCC
(Hydrophobic particles)
uPCC
(친수성 입자)
uPCC
(Hydrophilic particles)
실시예 4Example 4 85 중량부85 parts by weight 15 중량부15 parts by weight 3 중량%3% by weight 3 중량%3% by weight 86%86% 비교예 6Comparative Example 6 85 중량부85 parts by weight 15 중량부15 parts by weight 12 중량%12% by weight 00 85%85%

상기 표 4로부터, 칼슘 카보네이트를 친수성 입자 및 소수성 입자의 2가지 종류로 배합하여 PLA/NR 블렌드에 혼합하는 경우(실시예 4), 친수성 입자만을 더 높은 함량으로 혼합한 경우(비교예 6)에 비해 보다 향상된 인장신율을 나타냄을 확인할 수 있다. 즉, 구형 칼슘 카보네이트의 경우에도 서로 다른 표면 성질의 친수성 및 소수성 입자를 혼합 사용함에 따라서 함량을 낮추면서 다른 물성의 감소 없이 강인화(toughening)를 유도할 수 있었다.From Table 4, in the case of mixing calcium carbonate into two types of hydrophilic particles and hydrophobic particles and mixing them in the PLA/NR blend (Example 4), when only the hydrophilic particles are mixed in a higher content (Comparative Example 6) It can be seen that it shows a more improved tensile elongation than that. That is, even in the case of spherical calcium carbonate, as the hydrophilic and hydrophobic particles of different surface properties are mixed and used, the content can be reduced and toughening can be induced without reducing other properties.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.As described above, a specific part of the present invention has been described in detail, and for those of ordinary skill in the art, it is obvious that this specific technology is only a preferred embodiment, and the scope of the present invention is not limited thereby. something to do. Therefore, it will be said that the practical scope of the present invention is defined by the appended claims and their equivalents.

Claims (15)

생분해성 고분자를 포함하는 제1 고분자의 매트릭스;
상기 매트릭스 내에 분산되어 분산상을 형성하는 제2 고분자; 및
소수성 유기 클레이 및 친수성 천연 클레이가 30:70 내지 70:30의 중량비로 혼합되거나 소수성 칼슘 카보네이트 및 친수성 칼슘 카보네이트가 30:70 내지 70:30의 중량비로 혼합된 비등방성 입자를 포함하고,
상기 비등방성 입자가 소수성 또는 친수성의 표면 특성에 따라 일부는 제1 고분자의 매트릭스 및 상기 제2 고분자의 분산상 간의 계면에 배열되고 다른 일부는 상기 제1 고분자의 매트릭스에 배열되는 상이한 분산 상태를 나타내는 것인 생분해성 고분자 복합재.
A matrix of a first polymer comprising a biodegradable polymer;
A second polymer dispersed in the matrix to form a dispersed phase; And
Hydrophobic organic clay and hydrophilic natural clay are mixed in a weight ratio of 30:70 to 70:30 or hydrophobic calcium carbonate and hydrophilic calcium carbonate are mixed in a weight ratio of 30:70 to 70:30, and anisotropic particles,
The anisotropic particles exhibit different dispersion states in which some are arranged at the interface between the matrix of the first polymer and the dispersed phase of the second polymer, and some are arranged in the matrix of the first polymer according to the surface properties of hydrophobic or hydrophilic properties Phosphorus biodegradable polymer composite.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 천연 클레이는 음이온으로 하전된 알루미늄 또는 마그네슘 실리케이트 층과, 상기 음이온으로 하전된 알루미늄 또는 마그네슘 실리케이트 층들의 사이를 채우고 있는 나트륨 이온(Na+) 또는 칼륨 이온(K+)의 양이온으로 이루어진 것인 생분해성 고분자 복합재.
The method of claim 1,
The natural clay is composed of a cation of an anionally charged aluminum or magnesium silicate layer and a sodium ion (Na + ) or a potassium ion (K + ) filling between the anionally charged aluminum or magnesium silicate layers. Polymer composites.
제3항에 있어서,
상기 천연 클레이는 몬모릴로나이트(montmorillonite), 헥토라이트(hectorite), 사포나이트(saponite), 베이델라이트(beidellite), 논트로나이트(nontronite), 버미큘라이트(vermiculite), 할로이사이트(halloysite), 또는 이들 중 2 이상의 혼합물인 생분해성 고분자 복합재.
The method of claim 3,
The natural clay is montmorillonite, hectorite, saponite, beidellite, nontronite, vermiculite, halloysite, or two of them. Biodegradable polymer composite material of the above mixture.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1 고분자는 폴리락트산, 폴리카프로락톤, 폴리부틸렌 숙시네이트, 폴리부틸렌 아디페이트, 폴리에틸렌 숙시네이트, 폴리히드록시 알킬레이트, 폴리히드록시알카노에이트, 또는 이들 중 2 이상의 혼합물인 생분해성 고분자 복합재.
The method of claim 1,
The first polymer is polylactic acid, polycaprolactone, polybutylene succinate, polybutylene adipate, polyethylene succinate, polyhydroxy alkylate, polyhydroxyalkanoate, or a mixture of two or more thereof. Polymer composites.
제1항에 있어서,
상기 제2 고분자는 천연고무, 폴리올레핀, 폴리올레핀 엘라스토머, 또는 이들 중 2 이상의 혼합물인 생분해성 고분자 복합재.
The method of claim 1,
The second polymer is a natural rubber, polyolefin, polyolefin elastomer, or a biodegradable polymer composite material of two or more of them.
제1항에 있어서,
상기 제1 고분자 및 상기 제2 고분자는 90:10 내지 60:40의 중량비로 포함되는 생분해성 고분자 복합재.
The method of claim 1,
The first polymer and the second polymer are biodegradable polymer composites included in a weight ratio of 90:10 to 60:40.
제1항에 있어서,
상기 비등방성 입자는 상기 생분해성 고분자 복합재 전체 중량의 0.3 내지 10 중량%로 포함되는 생분해성 고분자 복합재.
The method of claim 1,
The anisotropic particles are biodegradable polymer composites containing 0.3 to 10% by weight of the total weight of the biodegradable polymer composite.
제11항에 있어서,
상기 비등방성 입자는 상기 생분해성 고분자 복합재 전체 중량의 0.3 내지 5 중량%로 포함되는 생분해성 고분자 복합재.
The method of claim 11,
The anisotropic particles are biodegradable polymer composites containing 0.3 to 5% by weight of the total weight of the biodegradable polymer composite.
제1항에 있어서,
상기 유기 클레이는 천연 클레이의 표면 또는 층간 사이에 존재하는 이온을 소수성 작용기로 치환시켜 유기화된 것인 생분해성 고분자 복합재.
The method of claim 1,
The organic clay is a biodegradable polymer composite material that is organicized by replacing ions existing on the surface or between layers of natural clay with a hydrophobic functional group.
제13항에 있어서,
상기 유기 클레이는 탄소수가 1 내지 10개인 알킬기를 함유한 알킬암모늄 이온을 가지는 물질 또는 ω-아미노산(NH2(CH2)n-1COOH, 여기서 n은 2 내지 18의 정수임)의 소수성 물질을 사용하여 유기화된 것인 생분해성 고분자 복합재.
The method of claim 13,
The organic clay is a material having an alkyl ammonium ion containing an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a hydrophobic material of ω-amino acid (NH 2 (CH 2 ) n-1 COOH, where n is an integer of 2 to 18) It is a biodegradable polymer composite that has been organicized.
제14항에 있어서,
상기 소수성 물질은 디메틸 디하이드로지네이티드-탤로우 암모늄(dimethyl dihydrogenated-tallow ammonium), 디메틸벤질 하이드로지네이트-탤로우 암모늄 (dimethyl benzyl hydrogenated-tallow ammonium), 디메틸 하이드로지네이티드-탤로우 (2-에틸헥실) 암모늄(dimethylhydrogenated-tallow (2-ethylhexyl) ammonium), 또는 이들 중 2 이상의 혼합물인 생분해성 고분자 복합재.
The method of claim 14,
The hydrophobic material is dimethyl dihydrogenated-tallow ammonium, dimethyl benzyl hydrogenated-tallow ammonium, dimethyl hydrogenated-tallow ammonium (2-ethyl Hexyl) ammonium (dimethylhydrogenated-tallow (2-ethylhexyl) ammonium), or a mixture of two or more of them, a biodegradable polymer composite.
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