KR102302537B1 - 무기물의 건식 개질방법 및 개질된 무기물을 이용한 생분해성 고분자 복합체 제조방법 - Google Patents

무기물의 건식 개질방법 및 개질된 무기물을 이용한 생분해성 고분자 복합체 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무기물의 친환경적이고 경제적인 개질 방법 및 이를 이용해 제조된 개질된 무기물을 이용하여 생분해성 고분자 복합체를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따르면, 무기물의 표면을 친환경적이고 경제적으로 개질할 수 있고, 이를 통해 무기물과 생분해성 고분자의 효율적인 혼합을 통해 친환경 생분해성 고분자 복합체를 제공할 수 있다.

Description

무기물의 건식 개질방법 및 개질된 무기물을 이용한 생분해성 고분자 복합체 제조방법{A MODIFICATION METHOD FOR INORGANIC MATERIALS AND A METHOD FOR PREPARING BIODEGRADABLE POLYMER COMPLEX USING THE SAME}
본 발명은 무기물의 친환경적이고 경제적인 개질 방법 및 이를 이용해 제조된 개질된 무기물을 이용하여 생분해성 고분자 복합체를 제조하는 방법에 관한 것이다.
무수석고, 탄산칼슘 및 탈크 등의 무기물은 기능성 무기질 충진제로써 주로 플라스틱, 고무, 마그네틱, 페인트 및 제지 공업 등 다양한 산업에서 널리 사용되고 있다. 이러한 공업적 사용은 주로 무기물의 분산성, 점결성, 압밀성 등의 특성을 이용하는 것으로 무기물 분체의 입자 형상이나 입자크기, 입자의 표면 상태에 따라 사용 목적이 정해진다.
이러한 무기물의 표면은 높은 표면에너지와 친수성으로 큰 극성을 가지므로 대부분 비극성을 띄는 유기 매개체와의 친화력이 약하기 때문에 유기물질인 생분해성 고분자에 대한 무기물의 적용성은 제한적이다.
이에, 이러한 단점을 극복하고 무기물의 기능성을 강화하기 위하여 무기물의 표면 개질 방법이 제시되고 있다. 표면 개질 방법을 무기물에 적용 시 무기물의 표면이 개질됨으로써 분산성이 향상되고, 소수성이 증대되며, 광범위한 유기물질 분야로의 적용성이 확대되는 등 여러 가지 장점을 나타내기 때문에 당업계에서 광범위하게 사용되고 있다.
기존에 사용되던 무기물의 습식 개질 방법은 높은 소수성을 기대할 수 있어 생분해성 고분자와의 상용성이 우수한 장점이 있는 반면, 용매를 사용하기 때문에 건조 단계 및 해쇄 단계를 필수적으로 거쳐야 한다는 공정상의 번거로움과 폐액 및 폐수가 발생한다는 환경적, 비용적인 문제를 가지고 있다.
대한민국 등록특허 제10-0593689호
이에, 본 발명의 목적은, 기존에 사용되던 무기물의 습식 개질 방법이 가지고 있는 문제점을 해결하고, 습식 개질과 동등한 표면 개질 효과를 나타낼 수 있는 신규한 무기물의 표면 개질 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 상기 무기물의 표면 개질 방법에 의해 표면 개질된 무기물을 생분해성 고분자에 적용하여 세계적인 트렌드와 현 정부의 정책에 부합한 친환경적인 생분해성 고분자 복합체를 효율적으로 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 분명해질 것이다.
상기 목적은, 무기물을 개질제와 반응기 내에서 혼합 후 교반하여 무기물을 개질하는 제1단계; 및 교반을 멈춘 후 반응기 내부의 온도를 냉각하여 개질된 무기물을 얻는 제2단계;를 포함하는, 무기물의 개질 방법에 의해 달성될 수 있다.
또한, 상기 목적은, 상기 무기물의 개질 방법에 따라 개질된 무기물 및 고분자를 혼합 및 컴파운딩하여 고분자 복합체를 제조하는 단계;를 포함하는, 고분자 복합체의 제조 방법에 의해 달성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 무기물의 표면을 친환경적이고 경제적으로 개질할 수 있고, 이를 통해 개질된 무기물과 생분해성 고분자를 효율적으로 혼합함으로써 친환경 생분해성 고분자 복합체를 제공할 수 있다.
다만, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 참고예, 실시예 1-1 내지 실시예 1-8 및 비교예 1-1 내지 비교예 1-5에 따라 제조된 고분자의 물리적 특성을 나타낸 결과이다.
도 2는 실시예 2-1 내지 2-3, 비교예 2-1 및 비교예 2-2에 따라 제조된 고분자의 물리적 특성을 나타낸 결과이다.
도 3은 실시예 3-1 내지 실시예 3-3에 따라 제조된 고분자의 물리적 특성을 나타낸 결과이다.
이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.
또한, 달리 정의하지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 가지며, 상충되는 경우에는, 정의를 포함하는 본 명세서의 기재가 우선할 것이다.
도면에서 제안된 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 그리고, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에서 기술한 "부"란, 특정 기능을 수행하는 하나의 단위 또는 블록을 의미한다.
각 단계들에 있어 식별부호(제1, 제2, 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 실시될 수도 있고 실질적으로 동시에 실시될 수도 있으며 반대의 순서대로 실시될 수도 있다.
본 발명은 무기물의 개질 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 무기물을 건식 개질하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 무기물의 건식 개질 방법은 프리-믹싱(Pre-Mixing) 또는 슈퍼 믹서(Super-Mixer)를 활용하여 반응기 내에서 무기물 및 개질제를 충진 및 혼합 후 교반하여 무기물을 개질제로 개질하는 제1단계; 및 교반을 멈춘 후 반응기 내부의 온도를 냉각하여 개질된 무기물을 얻는 제2단계를 포함할 수 있다.
무기물의 건식 개질 방법은 기존에 사용하던 무기물의 습식 개질 방법에 비해 간편하고, 친환경적이며, 저비용으로 무기물을 개질할 수 있다는 장점이 있다. 다만, 개질된 무기물의 소수도가 다소 저하될 수 있는 단점이 있었으나, 본 발명에 따르면 이러한 단점도 해결되었다.
이하에서 본 발명에 따른 무기물의 건식 개질 방법에 대해 상세히 설명한다.
(1) 무기물을 개질제와 반응기 내에서 혼합 후 교반하여 무기물을 개질하는 제1단계
상기 개질제는 무기물 표면에 흡착됨으로써 분체의 표면을 개질하는 역할을 한다. 일 실시예에 있어서, 상기 개질제는 스테아르산, 아연 스테아레이트, 나트륨 스테아레이트, 칼슘 스테아레이트, DL-말산(DL-Malic acid), PEG-4000 및 나트륨 아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 개질제는 스테아르산 및 아연 스테아레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 개질제는 아연 스테아레이트일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 무기물은 무수석고, 탄산칼슘 및 탈크로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 무기물은 무수석고일 수 있다. 무수석고는 황산칼슘(CaSO4, anhydrite)을 의미한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1단계는 1,000 rpm 내지 5,500 rpm의 속도로 교반하는 단계일 수 있다. 구체적으로, 상기 제1단계는 3,000rpm의 속도로 교반하는 단계일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1단계에서 개질제 투입 시 추가로 첨가제를 투입할 수 있다. 상기 첨가제는 EVA, PH-EP-F, PCBP-321, 라이스브란 및 존크릴로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 첨가제는 PCBP-321, 라이스브란 및 존크릴로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 첨가제는 PCBP-321일 수 있다.
상기 PCBP-321을 무기물의 건식 개질을 위한 첨가제로 첨가할 경우 제조되는 고분자 복합체의 인장 강도 및 신율 등 물리적 특성이 향상된다. 그러나, PCBP-321을 무기물의 습식 개질 시 첨가제로 첨가하는 경우에는 상기와 같이 물리적 특성이 향상되지는 않는다.
일 실시예에 있어서, 상기 개질제 및 첨가제는 동일한 중량비로 첨가되는 것이 제조되는 고분자 복합체의 인장 강도 및 신율 등 물리적 특성의 향상 측면에서 바람직하다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1단계에서 촉매로 갈륨 옥사이드(Ga2O3) 및 비스무스 바나데이트(BiVO4)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 첨가할 수 있다. 갈륨 옥사이드 및 비스무스 바나데이트를 사용하는 경우 수득되는 개질된 무기물의 소수도 향상 효과가 우수하고, 수율 또한 뛰어나다. 또한, 최종 생성되는 고분자 복합체의 물리적 특성 또한 우수하다. 상기 갈륨 옥사이드 및 비스무스 바나데이트는 각각 개질제 및 첨가제와 동일한 중량비로 포함되는 것이 바람직하다.
(2) 교반을 멈춘 후 반응기 내부의 온도를 냉각하여 개질된 무기물을 얻는 제2단계
다음으로, 상기 제1단계에서 교반 이후 반응기 내부의 온도가 80℃이상으로 상승하지 않도록 교반을 멈추고 냉각함으로써 개질된 무기물이 제조된다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2단계는 10분 내지 2시간 동안 수행될 수 있다. 구체적으로, 상기 제2단계는 80℃의 온도로 1시간 동안 수행될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 무기물의 개질 방법에 따라 개질된 무기물 및 고분자를 혼합 및 컴파운딩하여 고분자 복합체를 제조하는 단계를 포함하는, 고분자 복합체의 제조 방법에 관한 것이다.
상기 혼합 및 컴파운딩은 싱글 익스트루더 (Single extruder) 또는 트윈 익스트루더 (Twin extruder)를 이용하여 수행될 수 있다. 컴파운딩이란 고분자 원재료에 무기물 등의 보강재나 첨가제를 가하여 사용 목적에 적합하고 압출 등의 성형 가공이 가능한 제품을 제조하는 공정을 의미한다.
일 실시예에 있어서, 고분자 복합체를 제조하는 단계는 150℃내지 190℃의 온도에서 수행될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 고분자 복합체를 제조하는 단계는 20 rpm 내지 100 rpm의 속도로 수행될 수 있다.
구체적으로, 고분자 복합체를 제조하는 단계는 150℃내지 190℃의 온도에서 20 rpm 내지 100 rpm의 속도로 수행될 수 있다. 보다 구체적으로, 고분자 복합체를 제조하는 단계는 170℃의 온도에서 60 rpm의 속도로 수행될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 고분자 및 개질된 무기물은 60 중량% 내지 80 중량% 및 40 중량% 내지 20 중량%의 비율로 혼합될 수 있다. 구체적으로, 고분자 및 개질된 무기물은 60 중량% 및 40 중량%의 비율 또는 80 중량% 및 20 중량%의 비율로 혼합될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 고분자는 폴리(부틸렌 아디페이트-코-테레프탈레이트)일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 개질된 무기물은 생성된 고분자 복합체의 중량을 기준으로 10% 내지 50%의 함량으로 포함될 수 있다. 구체적으로, 상기 개질된 무기물은 생성된 고분자 복합체의 중량을 기준으로 32% 내지 42%의 함량으로 포함될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 개질된 무기물은 생성된 고분자 복합체의 중량을 기준으로 38% 내지 42%의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 무기물의 함량은 실시예에 기재된 TGA 분석법에 의해 확인할 수 있다.
실시예
실시예에서 사용한 약어, 용어 및 상품명의 의미는 아래와 같고, 하기 기재하는 개질제, 생분해성 고분자, 첨가제, 개시제, 무수석고, 탄산칼슘 및 탈크를 비롯하여, 갈륨 옥사이드(Ga2O3) 및 비스무스 바나데이트(BiVO4)는 시판 중인 것을 사용하였다.
1. 개질제
PCCP-02: 아연 스테아레이트
2. 생분해성 고분자
PBAT: 폴리(부틸렌 아디페이트-코-테레프탈레이트)
3. 첨가제
EVA: 에틸렌 비닐 아세테이트
PH-EP-F: 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥산 카르복실레이트
PCBP-321: 하기 화학식 1로 표시되는 물질
[화학식 1]
Figure 112020082739993-pat00001
(상기 화학식 1에서, R은 메틸 기이다.)
(R은 C1~C15의 알킬기를 사용할 수도 있다.)
라이스브란: 중국 헤카이케미칼 사 제조한 카르복시산(C24 ~ C32)
존크릴: 바스프 사 제조한 존크릴® 4400
VS-01: 트리메톡시비닐실란
4. 개시제
RI-HC-01: tert-부틸퍼옥시 2-에틸헥실 모노카보네이트
참고예 1. PBAT 고분자 준비
시판 중인 PBAT (안코바이오 플라스틱 : PBG-7070) 를 준비하였다.
실시예 1-1 내지 실시예 1-8. 건식 개질된 무기물을 사용한 생분해성 고분자 복합체 제조
하기 표 1에 기재된 배합비로, 무수석고, 개질제 및 첨가제를 수퍼 믹서에 충전하고 3,000rpm으로 교반하였다. 이후, 교반을 멈추어 수퍼 믹서 내부의 온도를 80℃로 냉각 및 유지하면서 1시간 동안 건식 개질된 무수석고를 제조하였다.
PBAT 80 중량% 및 건식 개질된 무수석고 20 중량%를 싱글 익스트루더(FILIBOT G303)에 투입한 후 온도를 170℃로 유지하면서 60 rpm의 속도로 교반하여 생분해성 고분자 복합체를 제조하였다.
본 실시예에서 무수석고의 소수도 평가는 하기 기재된 바에 따라 진행하였다.
250ml 비이커에 증류수 100ml를 채우고 여기에 개질된 무수석고 분체 시료 1.0g을 취했다. 약 5분간 혼합되도록 교반한 후 약 24시간 상온에서 방치하였다. 방치 후 가라앉은 분체 시료 - 증류수 - 부유하고 있는 분체 시료 층으로 완전히 분리되면 부유하고 있는 고체 시료를 별도로 취하였다. 이후, 오븐에서 약 150℃에서 3시간 동안 건조하였다. 건조된 분체 시료의 무게를 측정하였다. 소수도(%)를 아래와 같은 식에 의해 계산하였다:
소수도 % : 부유 분체 시료의 무게(g) / 총 시료 무게(g) * 100
구분 생분해성 고분자
(PBAT)		 무수석고 소수도(%) 개질제
(PCCP-02)		 첨가제
실시예 1-1 80중량% 20 중량% 10 ~ 50(불균일) 1 중량% -
실시예 1-2 80중량% 20 중량% 10 ~ 50(불균일) 3 중량% -
실시예 1-3 80중량% 20 중량% 10 ~ 50(불균일) 6 중량% -
실시예 1-4 80중량% 20 중량% 10 ~ 50(불균일) 1 중량% EVA
1 중량%
실시예 1-5 80중량% 20 중량% 10 ~ 50(불균일) 1 중량% PH-EP-F
1 중량%
실시예 1-6 80중량% 20 중량% 90 ~ 100 1 중량% PCBP-321
1 중량%
실시예 1-7 80중량% 20 중량% 90 ~ 100 1 중량% 라이스브란
1 중량%
실시예 1-8 80중량% 20 중량% 90 ~ 100 1 중량% 존크릴
1 중량%
비교예 1-1. 개질되지 않은 무기물을 사용한 생분해성 고분자 복합체 제조
PBAT 80 중량% 및 무수석고 20 중량%를 싱글 익스트루더에 투입한 후 온도를 170℃로 유지하면서 60 rpm의 속도로 교반하여 생분해성 고분자 복합체를 제조하였다.
비교예 1-2 내지 비교예 1-5. 습식 개질된 무기물을 사용한 생분해성 고분자 복합체 제조
100ml 자켓 반응기에 N2를 퍼징하고, 콘덴서를 영하 10℃로 설정한 후 반응기를 30℃로 가열하였다. 하기 표 2에 기재된 배합비로 개질제, VS-01 및 개시제(RI-HC-01)를 자켓 반응기에 투입하고, 용매로 에탄올을 일부 충전한 후 30분 동안 교반하여 개질제와 적절하게 분산을 하거나 개질제를 용해하였다. 무수석고를 충전하고, 자켓 반응기 외벽에 붙은 무수석고를 용매인 에탄올로 세척하였다. 자켓 반응기 내부를 90℃로 승온한 후 용매인 에탄올을 환류하며 반응을 진행하였다. 약 1,000 rpm에서 2시간 동안 교반을 진행하여 개질제가 무수석고에 적절히 분산되도록 유도하였다. 이후 실온까지 냉각한 후 진공 상태에서 여과를 진행하고, 150℃오븐에서 5시간 동안 건조하여 잔류 용매 및 수분을 제거하였다. 막대사발 및 소형 해쇄기를 통해서 개질된 무수석고를 해쇄하였다.
이후 PBAT 80 중량% 및 무수석고 20 중량%를 싱글 익스트루더에 투입한 후 온도를 170℃로 유지하면서 60 rpm의 속도로 교반하여 생분해성 고분자 복합체를 제조하였다.
구분 생분해성
고분자
(PBAT)		 무수석고 소수도(%) 개질제
(PCCP-02)		 VS-01 개시제
(RI-HC-01)		 첨가제
비교예 1-2 80 중량% 20 중량% 90 ~ 100 6 phr 1 phr 0.02 phr -
비교예 1-3 80 중량% 20 중량% 90 ~ 100 6 phr 1 phr 0.02 phr 라이스브란
1 중량%
비교예 1-4 80 중량% 20 중량% 90 ~ 100 6 phr 1 phr 0.02 phr 존크릴
1 중량%
비교예 1-5 80 중량% 20 중량% 90 ~ 100 6 phr 1 phr 0.02 phr PCBP-321
1중량%
실시예 2-1 내지 실시예 2-3. 건식 개질된 무기물을 사용한 생분해성 고분자 복합체 제조
하기 표 3에 기재된 배합비로, 실시예 1과 동일한 방법으로 생분해성 고분자 복합체를 제조하였다.
구분 생분해성 고분자
(PBAT)		 무수석고 개질제
(PCCP-02)		 첨가제
실시예 2-1 60중량% 40 중량% 1 중량% 라이스브란
1 중량%
실시예 2-2 60중량% 40 중량% 1 중량% PCBP-321
1 중량%
실시예 2-3 60중량% 40 중량% 1 중량% 존크릴
1 중량%
비교예 2-1. 개질되지 않은 무기물을 사용한 생분해성 고분자 복합체 제조
PBAT 60 중량% 및 무수석고 40 중량%를 싱글 익스트루더에 투입한 후 온도를 170℃로 유지하면서 60 rpm의 속도로 교반하여 생분해성 고분자 복합체를 제조하였다.
비교예 2-2. 습식 개질된 무기물을 사용한 생분해성 고분자 복합체 제조
PBAT 60 중량% 및 무수석고 40 중량%를 사용한 것을 제외하고는 비교예 1-2와 동일한 방법으로 생분해성 고분자 복합체를 제조하였다.
실시예 3-1 내지 실시예 3-3. 건식 개질된 무기물을 사용한 생분해성 고분자 복합체 제조
하기 표 4에 기재된 배합비로, 실시예 1과 동일한 방법으로 생분해성 고분자 복합체를 제조하였다.
구분 생분해성 고분자
(PBAT)		 무기물 소수도(%) 개질제
(PCCP-02)		 첨가제
실시예 3-1 60중량% 무수석고
40 중량%		 90 ~ 100 1 중량% PCBP-321
1 중량%
실시예 3-2 60중량% 탄산칼슘
40 중량%		 70 ~ 80 1 중량% PCBP-321
1 중량%
실시예 3-3 60중량% 탈크
40 중량%		 80 ~ 90 1 중량% PCBP-321
1 중량%
실시예 4. 건식 개질된 무기물을 사용한 생분해성 고분자 복합체 제조
하기 표 5에 기재된 배합비로, 무수석고, 갈륨 옥사이드, 비스무스 바나데이트, 개질제 및 첨가제를 수퍼 믹서에 충전하고 3,000rpm으로 교반하였다. 이후, 교반을 멈추어 수퍼 믹서 내부의 온도를 80℃로 냉각 및 유지하면서 1시간 동안 건식 개질된 무수석고를 제조하였다.
PBAT 80 중량% 및 건식 개질된 무수석고 20 중량%를 싱글 익스트루더에 투입한 후 온도를 170℃로 유지하면서 60 rpm의 속도로 교반하여 생분해성 고분자 복합체를 제조하였다.
구분 생분해성
고분자
(PBAT)		 무수석고 소수도(%) 개질제
(PCCP-02)		 첨가제 갈륨
옥사이드		 비스무스
바나데이트
실시예 4 80중량% 20 중량% 90 ~ 100 1 중량% PCBP-321
1 중량%		 1 중량% 1 중량%
평가예 1. 인장 강도 (Tensile Strength) 측정
ASTM D 638에 따라 참고예, 실시예 및 비교예에 따른 고분자의 인장 강도를 측정하였다. 그 결과를 하기 표 6 및 도 1 내지 도 3에 나타내었다.
평가예 2. 신율 (Elongation at Break) 측정
ASTM D 638에 따라 참고예, 실시예 및 비교예에 따른 고분자의 신율을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 6 및 도 1 내지 도 3에 나타내었다.
구분 인장강도(Mpa) 신율(%)
참고예 12.41 268.10　
비교예 1-1 6.98 119.35　
실시예 1-1 8.77　 162.74　
실시예 1-2 8.54　 126.63　
실시예 1-3 8.64　 150.38　
실시예 1-4 9.05　 155.51　
실시예 1-5 7.88　 158.11　
실시예 1-6 12.38 243.12　
비교예 1-2 8.65 158.79
실시예 1-7 11.94　 229.59　
실시예 1-8 11.79　 206.97　
비교예 1-3 11.54　 170.17　
비교예 1-4 11.79　 182.30　
비교예 1-5 8.54　 153.45
비교예 2-1 4.33　 30.76　
비교예 2-2 6.22　 67.56　
실시예 2-1 6.70　 81.81　
실시예 2-2 7.17 93.24
실시예 2-3 6.80　 74.45
실시예 3-1 7.17　 93.24
실시예 3-2 4.72　 51.08　
실시예 3-3 5.47　 63.50　
실시예 4 12.40 260.32
평가예 3. 무기물의 함량 측정
실시예 3-1 내지 3-3에 따라 제조된 고분자 복합체에 포함된 무기물의 함량을 하기와 같이 TGA 분석법에 의해 측정하였고, 그 결과를 하기 표 7에 나타내었다.
참고예의 PBAT 및 실시예 3-1 내지 3-3에 따라 제조된 고분자 복합체 시료 6 mg을 질소 분위기에서 30℃에서 650℃까지 각각 승온시킨 후 하기 식에 따라 무기물 함량(%)를 계산하였다.
무기물 함량(%) = 실시예에 따른 고분자 복합체의 TGA 잔존함량(%) - 참고예에 따른 PBAT의 TGA 잔존함량(%)
구분 무기물의 함량(%)
실시예 3-1 38 ~ 42
실시예 3-2 32 ~ 38
실시예 3-3 33 ~ 40

Claims (3)

  1. 무기물을 개질제 및 첨가제와 반응기 내에서 혼합 후 교반하여 무기물을 개질하는 제1단계; 및
    교반을 멈춘 후 반응기 내부의 온도를 냉각하여 개질된 무기물을 얻는 제2단계;
    를 포함하는, 무기물의 개질 방법으로서,
    상기 무기물이 무수석고이고,
    상기 개질제가 아연 스테아레이트이며,
    상기 첨가제가 하기 화학식 1로 표시되는 물질이고:
    [화학식 1]
    Figure 112020130698722-pat00005

    (상기 화학식 1에서, R은 메틸 기이다),
    상기 제1단계에서 교반은 3,000 rpm에서 수행되고,
    상기 제2단계에서 반응기 내부의 온도는 80℃로 냉각되며,
    개질된 무기물은 하기 식으로 계산되는 소수도가 90% 내지 100%의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는, 무기물의 개질 방법:
    소수도 %: 부유 분체 시료의 무게(g) / 총 시료 무게(g) * 100
    상기 식에서, 부유 분체 시료의 무게는 증류수에 시료를 5분간 혼합되도록 교반 및 24시간 상온 방치 후 부유하고 있는 시료를 별도로 취하여 150℃에서 3시간 동안 건조한 분체 시료의 무게이다.
  2. 삭제
  3. 제1항에 따른 무기물의 개질 방법에 따라 개질된 무기물 및 고분자를 혼합 및 컴파운딩하여 고분자 복합체를 제조하는 단계;
    를 포함하는, 고분자 복합체의 제조 방법.
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