KR102438625B1 - Biodegradable polyester composite using melt dispersion of anhydrosugar alcohol and method for preparing the same, and molded article comprising the same - Google Patents
Biodegradable polyester composite using melt dispersion of anhydrosugar alcohol and method for preparing the same, and molded article comprising the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR102438625B1 KR102438625B1 KR1020190143440A KR20190143440A KR102438625B1 KR 102438625 B1 KR102438625 B1 KR 102438625B1 KR 1020190143440 A KR1020190143440 A KR 1020190143440A KR 20190143440 A KR20190143440 A KR 20190143440A KR 102438625 B1 KR102438625 B1 KR 102438625B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- biodegradable polyester
- anhydrosugar alcohol
- polyester resin
- composite
- mol
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L67/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
- C08G63/02—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
- C08G63/12—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds derived from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
- C08G63/16—Dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/04—Carbon
- C08K3/041—Carbon nanotubes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/02—Fibres or whiskers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L1/00—Compositions of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
- C08L1/02—Cellulose; Modified cellulose
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G2230/00—Compositions for preparing biodegradable polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/011—Nanostructured additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2201/00—Properties
- C08L2201/06—Biodegradable
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02W90/10—Bio-packaging, e.g. packing containers made from renewable resources or bio-plastics
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Biological Depolymerization Polymers (AREA)
- Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
Abstract
본 발명은 생분해성 폴리에스테르 복합체 및 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 무수당 알코올 및 무수당 알코올-알킬렌 글리콜이 공중합되어 있는 폴리에스테르 수지인 매트릭스 수지 및 상기 매트릭스 수지에 분산되어 있는 나노 재료를 포함하는 생분해성 폴리에스테르 복합체로서, 그 제조시 나노 재료(분산질)를 수분산액 상태로 무수당 알코올(분산매)에 도입하여 얻어진 용융 분산체 및 무수당 알코올-알킬렌 글리콜을 디올 성분으로 사용함으로써, 기존의 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체보다 현저히 향상된 기계적 물성(예를 들면, 인장 강도, 인장 모듈러스 및 신율 등)을 나타내고, 나노 재료가 복합체 내에 균일하게 분산되어 있어 균일한 물성을 갖는 생분해성 폴리에스테르 복합체 및 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것이다.The present invention relates to a biodegradable polyester composite, a method for producing the same, and a molded article comprising the same, and more specifically, to a matrix resin, which is a polyester resin in which anhydrosugar alcohol and anhydrosugar alcohol-alkylene glycol are copolymerized, and the A biodegradable polyester composite containing nanomaterials dispersed in a matrix resin, wherein the molten dispersion and anhydrosugar alcohol- By using alkylene glycol as a diol component, it exhibits significantly improved mechanical properties (for example, tensile strength, tensile modulus and elongation, etc.) compared to the existing biodegradable polyester resin composite, and the nanomaterial is uniformly dispersed in the composite. It relates to a biodegradable polyester composite having uniform physical properties, a method for manufacturing the same, and a molded article including the same.
Description
본 발명은 생분해성 폴리에스테르 복합체 및 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 무수당 알코올 및 무수당 알코올-알킬렌 글리콜이 공중합되어 있는 폴리에스테르 수지인 매트릭스 수지 및 상기 매트릭스 수지에 분산되어 있는 나노 재료를 포함하는 생분해성 폴리에스테르 복합체로서, 그 제조시 나노 재료(분산질)를 수분산액 상태로 무수당 알코올(분산매)에 도입하여 얻어진 용융 분산체 및 무수당 알코올-알킬렌 글리콜을 디올 성분으로 사용함으로써, 기존의 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체보다 현저히 향상된 기계적 물성(예를 들어, 인장 강도(Tensile strength), 인장 모듈러스 및 신율 등)을 나타내고, 나노 재료가 복합체 내애 균일하게 분산되어 있어 균일한 물성을 갖는 생분해성 폴리에스테르 복합체 및 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것이다.The present invention relates to a biodegradable polyester composite, a method for producing the same, and a molded article comprising the same, and more specifically, to a matrix resin, which is a polyester resin in which anhydrosugar alcohol and anhydrosugar alcohol-alkylene glycol are copolymerized, and the A biodegradable polyester composite containing nanomaterials dispersed in a matrix resin, wherein the molten dispersion and anhydrosugar alcohol- By using alkylene glycol as a diol component, it exhibits significantly improved mechanical properties (eg, tensile strength, tensile modulus and elongation, etc.) compared to the existing biodegradable polyester resin composite, and the nanomaterial is uniform in the composite. It relates to a biodegradable polyester composite having uniform physical properties and a method for manufacturing the same, and a molded article including the same.
나노 셀룰로오스와 같은 나노 재료는 바이오매스로부터 다양한 방법을 통해 제조할 수 있으며, 최근 폴리우레탄에 첨가하여 기계적 물성을 향상시키는 등의 연구가 많이 진행되고 있다. 하지만 나노 셀룰로오스의 친수성으로 인해 주로 1 중량% 내외로 물을 분산매로 하여 제조되는 제품이 대부분이라 고분자 수지와의 복합 소재 제조 시에 이를 적용하는데 한계가 있다.Nanomaterials such as nanocellulose can be manufactured from biomass through various methods, and recently, many studies have been conducted to improve mechanical properties by adding it to polyurethane. However, due to the hydrophilicity of nanocellulose, most of the products are manufactured using water as a dispersion medium in an amount of about 1% by weight, so there is a limit to its application when manufacturing a composite material with a polymer resin.
또한 나노 셀룰로오스를 물 등에 분산키지 않고 고체상의 결정 또는 분말(powder) 형태로 직접 사용하게 되면, 나노 셀룰로오스 간에 엉겨 붙는 현상(aggregation)이 발생하게 되어, 이로부터 제조된 고분자 수지 복합 소재의 물성이 저하되고 균일하지 않게 되는 단점이 있다.In addition, when nano-cellulose is directly used in the form of solid crystals or powder without dispersing it in water, aggregation occurs between the nano-celluloses, and the physical properties of the polymer resin composite material produced therefrom are reduced. It has the disadvantage of becoming non-uniform.
따라서, 매트릭스 수지 및 그 내부에 분산된 나노 재료를 포함하는 수지 복합체로서, 나노 재료를 종래 대비 고함량으로 포함하면서도 매트릭스 수지 내부에 나노 재료가 균일하게 분산되어 있어, 기존의 수지 복합체 대비 물성(특히, 인장 강도, 인장 모듈러스 및 신율 등)이 현저히 향상된 수지 복합체의 개발이 요청되고 있다.Therefore, as a resin composite including a matrix resin and a nanomaterial dispersed therein, the nanomaterial is uniformly dispersed in the matrix resin while containing the nanomaterial in a higher content than in the prior art, so that physical properties (especially in comparison to the existing resin composite) , tensile strength, tensile modulus, elongation, etc.) is being requested to develop a resin composite with significantly improved properties.
본 발명의 목적은, 기존의 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체보다 현저히 향상된 기계적 물성(예를 들면, 인장 강도, 인장 모듈러스 및 신율 등)을 나타내고, 나노 재료가 균일하게 분산되어 있어 균일한 물성을 갖는 생분해성 폴리에스테르 복합체 및 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 성형품을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to exhibit significantly improved mechanical properties (for example, tensile strength, tensile modulus and elongation, etc.) compared to conventional biodegradable polyester resin composites, and biodegradation having uniform physical properties because nanomaterials are uniformly dispersed To provide a sexual polyester composite, a method for manufacturing the same, and a molded article comprising the same.
상기한 기술적 과제를 해결하고자 본 발명은, 매트릭스 수지 및 상기 매트릭스 수지에 분산되어 있는 나노 재료를 포함하며, 여기서 상기 매트릭스 수지는, 상기 나노 재료가 그 내부에 분산된 무수당 알코올의 용융 분산체 및 무수당 알코올-알킬렌 글리콜을 포함하는 디올 성분과 디카르복실 성분의 중합 반응 생성물인 폴리에스테르 수지이고, 상기 무수당 알코올의 용융 분산체는 상기 나노 재료를 수분산액 상태로 무수당 알코올에 도입하여 얻어진 것인, 생분해성 폴리에스테르 복합체를 제공한다.In order to solve the above technical problem, the present invention includes a matrix resin and a nanomaterial dispersed in the matrix resin, wherein the matrix resin is a molten dispersion of anhydrosugar alcohol in which the nanomaterial is dispersed and It is a polyester resin that is a polymerization reaction product of a diol component and a dicarboxyl component containing anhydrosugar alcohol-alkylene glycol, and the molten dispersion of the anhydrosugar alcohol is introduced into anhydrosugar alcohol in an aqueous dispersion state by introducing the nanomaterial It provides the obtained, biodegradable polyester composite.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 나노 재료가 그 내부에 분산된 무수당 알코올의 용융 분산체 및 무수당 알코올-알킬렌 글리콜을 포함하는 디올 성분과 디카르복실 성분을 중합 반응시키는 단계를 포함하며, 여기서 상기 무수당 알코올의 용융 분산체는 나노 재료를 수분산액 상태로 무수당 알코올에 도입하여 얻어진 것인, 생분해성 폴리에스테르 복합체의 제조 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, the nanomaterial comprises a step of polymerizing a diol component and a dicarboxyl component comprising a molten dispersion of anhydrosugar alcohol and anhydrosugar alcohol-alkylene glycol dispersed therein, Here, the melt dispersion of the anhydrosugar alcohol is obtained by introducing the nanomaterial into the anhydrosugar alcohol in an aqueous dispersion state, a method for producing a biodegradable polyester composite is provided.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 본 발명의 생분해성 폴리에스테르 복합체를 포함하는 성형품이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a molded article comprising the biodegradable polyester composite of the present invention.
본 발명에 따른 생분해성 폴리에스테르 복합체는, 기존의 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체 대비, 특히 나노 재료(예를 들면, 나노 셀룰로오스 등)를 물 등에 분산키지 않고 고체상의 결정 또는 분말(powder) 형태로 직접 사용한 수지 복합체 대비, 현저히 향상된 기계적 물성(예를 들면, 인장 강도, 인장 모듈러스 및 신율 등)을 나타내고, 나노 재료가 복합체 내에 균일하게 분산되어 있어 균일한 물성을 갖는다.The biodegradable polyester composite according to the present invention, compared to the existing biodegradable polyester resin composite, in particular, directly in the form of a solid crystal or powder without dispersing nano materials (eg, nano cellulose, etc.) in water, etc. Compared to the resin composite used, it exhibits significantly improved mechanical properties (eg, tensile strength, tensile modulus and elongation, etc.), and has uniform physical properties because the nanomaterial is uniformly dispersed in the composite.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명의 생분해성 폴리에스테르 복합체는 매트릭스 수지 및 상기 매트릭스 수지에 분산되어 있는 나노 재료를 포함한다.The biodegradable polyester composite of the present invention includes a matrix resin and a nanomaterial dispersed in the matrix resin.
본 발명에 있어서, 상기 “나노 재료”는 서브-미크론, 즉, 1 마이크로 미터 미만(예컨대, 10 내지 900 nm, 또는 10 내지 500 nm)의 크기(길이 또는 입경)를 가지는 유기 또는 무기 재료를 의미한다.In the present invention, the "nano material" refers to an organic or inorganic material having a size (length or particle diameter) of sub-microns, that is, less than 1 micrometer (eg, 10-900 nm, or 10-500 nm). do.
이러한 나노 재료로는, 상기한 나노 재료의 의미를 만족시키는 재료로서, 예컨대, 나노 셀룰로오스, 탄소 나노섬유, 탄소 나노튜브, 철, 알루미늄, 크롬, 니켈, 코발트, 아연, 텅스텐, 인듐, 주석, 팔라듐, 지르코늄, 티탄, 구리, 은, 금, 백금, 카올린, 클레이, 탈크, 마이카, 실리카, 벤토나이트, 돌로마이트, 규산칼슘, 규산마그네슘, 석면, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 탄산바륨, 황산칼슘, 황산바륨, 황산알루미늄, 수산화알루미늄, 수산화철, 규산알루미늄, 산화지르코늄, 산화마그네슘, 산화알루미늄, 산화티탄, 산화철, 산화아연, 삼산화안티몬, 산화인듐, 산화인듐주석, 탄화규소, 질화규소, 질화붕소, 티탄산바륨, 규조토, 카본블랙, 암면, 그래핀, 그래파이트, 그래핀 옥사이드, 아조계 화합물, 디아조계 화합물, 축합 아조계 화합물, 티오인디고계 화합물, 인단트론계 화합물, 퀴나크린돈계 화합물, 안트라퀴논계 화합물, 벤즈이미다졸론계 화합물, 페릴렌계 화합물, 프탈로시아닌계 화합물, 안트라피리딘계 화합물, 디옥사진계 화합물, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리에스테르 수지, 나일론 수지, 폴리아미드 수지, 아라미드 수지, 우레탄 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리락트산, 셀룰로오스 아세테이트 섬유, 헤미셀룰로오스, 리그닌, 키틴, 키토산, 전분, 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 것이 사용될 수 있다.As such a nanomaterial, a material satisfying the meaning of the above-mentioned nanomaterial, for example, nanocellulose, carbon nanofiber, carbon nanotube, iron, aluminum, chromium, nickel, cobalt, zinc, tungsten, indium, tin, palladium , zirconium, titanium, copper, silver, gold, platinum, kaolin, clay, talc, mica, silica, bentonite, dolomite, calcium silicate, magnesium silicate, asbestos, calcium carbonate, magnesium carbonate, barium carbonate, calcium sulfate, barium sulfate, Aluminum sulfate, aluminum hydroxide, iron hydroxide, aluminum silicate, zirconium oxide, magnesium oxide, aluminum oxide, titanium oxide, iron oxide, zinc oxide, antimony trioxide, indium oxide, indium tin oxide, silicon carbide, silicon nitride, boron nitride, barium titanate, diatomaceous earth , carbon black, rock wool, graphene, graphite, graphene oxide, azo compound, diazo compound, condensed azo compound, thioindigo compound, indanthrone compound, quinacrindone compound, anthraquinone compound, benzimi Dazolone-based compound, perylene-based compound, phthalocyanine-based compound, anthrapyridine-based compound, dioxazine-based compound, polyethylene resin, polypropylene resin, polyester resin, nylon resin, polyamide resin, aramid resin, urethane resin, polystyrene resin, poly One selected from lactic acid, cellulose acetate fiber, hemicellulose, lignin, chitin, chitosan, starch, or mixtures thereof may be used.
일 구체예에서, 상기 나노 재료는 나노 셀룰로오스, 탄소 나노섬유, 탄소 나노튜브 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In one embodiment, the nanomaterial may be selected from nanocellulose, carbon nanofibers, carbon nanotubes, or a mixture thereof, but is not limited thereto.
일 구체예에서, 상기 나노 셀룰로오스는 나노 셀룰로오스 섬유(Nanocellulose fiber), 나노 셀룰로오스 결정(Nanocellulose crystal) 또는 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다.In one embodiment, the nano-cellulose may be selected from nano-cellulose fibers, nano-cellulose crystals, or mixtures thereof.
일 구체예에서, 상기 탄소 나노튜브는 단일벽 탄소 나노튜브, 다중벽 탄소 나노튜브 또는 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다.In one embodiment, the carbon nanotubes may be selected from single-walled carbon nanotubes, multi-walled carbon nanotubes, or mixtures thereof.
일 구체예에서, 본 발명의 생분해성 폴리에스테르 복합체 내의 상기 나노 재료의 함량은, 복합체의 총 중량을 기준으로, 0.1 중량% 이상, 0.2 중량% 이상, 0.3 중량% 이상, 0.4 중량% 이상 또는 0.45 중량% 이상일 수 있고, 또한 10 중량% 이하, 9 중량% 이하, 8 중량% 이하, 7 중량% 이하, 5 중량% 이하, 4 중량% 이하, 3 중량% 이하, 2.5 중량% 이하 또는 2 중량% 이하일 수 있으며, 예를 들면, 0.1 중량% 내지 10 중량%일 수 있고, 보다 구체적으로는 0.1 중량% 내지 5 중량%일 수 있으며, 보다 더 구체적으로는 0.1 중량% 내지 3 중량%일 수 있다. 복합체 내의 나노 재료 함량이 상기 수준보다 낮으면 복합체의 인장 강도 등의 기계적 강도의 향상 효과가 미미할 수 있고, 상기 수준보다 높으면 나노 재료를 매트릭스 수지 내에 분산시키는 것이 용이하지 않아, 균일하게 분산시킬 수 없고, 그에 따라 균일한 물성을 가진 고분자 복합체를 수득하기 어려울 수 있다.In one embodiment, the content of the nanomaterial in the biodegradable polyester composite of the present invention, based on the total weight of the composite, 0.1% by weight or more, 0.2% by weight or more, 0.3% by weight or more, 0.4% by weight or more, or 0.45 % or more, and also 10 wt% or less, 9 wt% or less, 8 wt% or less, 7 wt% or less, 5 wt% or less, 4 wt% or less, 3 wt% or less, 2.5 wt% or less, or 2 wt% or less or less, for example, may be 0.1 wt% to 10 wt%, more specifically 0.1 wt% to 5 wt%, and even more specifically 0.1 wt% to 3 wt%. If the content of the nanomaterial in the composite is lower than the above level, the improvement effect of mechanical strength such as tensile strength of the composite may be insignificant. , it may be difficult to obtain a polymer composite having uniform physical properties.
본 발명의 생분해성 폴리에스테르 복합체에 포함되는 상기 매트릭스 수지는 상기 나노 재료가 그 내부에 분산된 무수당 알코올의 용융 분산체 및 무수당 알코올-알킬렌 글리콜을 포함하는 디올 성분과 디카르복실 성분의 중합 반응 생성물인 폴리에스테르 수지이고, 상기 무수당 알코올의 용융 분산체는 상기 나노 재료를 수분산액 상태로 무수당 알코올에 도입하여 얻어진 것이다.The matrix resin included in the biodegradable polyester composite of the present invention is a molten dispersion of anhydrosugar alcohol and anhydrosugar alcohol-alkylene glycol in which the nanomaterial is dispersed in a diol component and a dicarboxyl component. It is a polyester resin as a polymerization reaction product, and the molten dispersion of the anhydrosugar alcohol is obtained by introducing the nanomaterial in an aqueous dispersion state into anhydrosugar alcohol.
무수당 알코올은 천연물 유래의 수소화 당을 탈수 반응시켜 제조할 수 있다. 수소화 당(“당 알코올”이라고도 함)은 당류가 갖는 환원성 말단기에 수소를 부가하여 얻어지는 화합물을 의미하는 것으로, 일반적으로 HOCH2(CHOH)nCH2OH(여기서, n은 2 내지 5의 정수)의 화학식을 가지며, 탄소수에 따라 테트리톨, 펜티톨, 헥시톨 및 헵티톨(각각, 탄소수 4, 5, 6 및 7)로 분류된다. 그 중에서 탄소수가 6개인 헥시톨에는 소르비톨, 만니톨, 이디톨, 갈락티톨 등이 포함되며, 소르비톨과 만니톨은 특히 효용성이 큰 물질이다.Anhydrosugar alcohol can be prepared by dehydrating a hydrogenated sugar derived from a natural product. Hydrogenated sugar (also referred to as “sugar alcohol”) refers to a compound obtained by adding hydrogen to a reducing end group of a saccharide, generally HOCH 2 (CHOH) n CH 2 OH (where n is an integer of 2 to 5) ), and is classified into tetritol, pentitol, hexitol, and heptitol (with 4, 5, 6 and 7 carbon atoms, respectively) according to the number of carbon atoms. Among them, hexitol having 6 carbon atoms includes sorbitol, mannitol, iditol, galactitol, and the like, and sorbitol and mannitol are particularly effective substances.
본 발명에 있어서, 상기 무수당 알코올은 일무수당 알코올, 이무수당 알코올 또는 이들의 혼합물일 수 있으며, 이는 수소화 당(예를 들면, 소르비톨, 만니톨, 이디톨 등의 헥시톨)을 탈수 반응시켜 무수당 알코올을 제조하는 과정에서 수득될 수 있다.In the present invention, the anhydrosugar alcohol may be mono-anhydrosugar alcohol, dianhydrosugar alcohol, or a mixture thereof, which is anhydrosugar by dehydrating hydrogenated sugar (eg, hexitol such as sorbitol, mannitol, iditol). It can be obtained in the process of preparing alcohol.
상기 일무수당 알코올은 수소화 당의 내부로부터 물 분자 1개가 제거되어 형성되는 무수당 알코올로서, 분자 내 하이드록시기가 네 개인 테트라올(tetraol) 형태를 가진다. 본 발명에서 사용 가능한 일무수당 알코올의 종류는 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 일무수당 헥시톨일 수 있으며, 보다 구체적으로는 1,4-언하이드로헥시톨, 3,6-언하이드로헥시톨, 2,5-언하이드로헥시톨, 1,5-언하이드로헥시톨, 2,6-언하이드로헥시톨 또는 이들 중 2 이상의 혼합물일 수 있다. The monoanhydrosugar alcohol is an anhydrosugar alcohol formed by removing one water molecule from the inside of a hydrogenated sugar, and has a tetraol form having four hydroxyl groups in the molecule. The type of mono-anhydrosugar alcohol that can be used in the present invention is not particularly limited, but may preferably be mono-anhydrosugar hexitol, and more specifically, 1,4-anhydrohexitol, 3,6-anhydrohexitol, 2,5-anhydrohexitol, 1,5-anhydrohexitol, 2,6-anhydrohexitol, or a mixture of two or more thereof.
상기 이무수당 알코올은 수소화 당의 내부로부터 물 분자 2개가 제거되어 형성되는 무수당 알코올로서, 분자 내 하이드록시기가 두 개인 디올(diol) 형태를 가지며, 전분에서 유래하는 헥시톨을 활용하여 제조할 수 있다. 이무수당 알코올은 재생 가능한 천연자원으로부터 유래한 친환경 물질이라는 점에서 오래 전부터 많은 관심과 함께 그 제조방법에 관한 연구가 진행되어 오고 있다. 이러한 이무수당 알코올 중에서 소르비톨로부터 제조된 이소소르비드가 현재 산업적 응용범위가 가장 넓다. 본 발명에서 사용 가능한 이무수당 알코올의 종류는 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 이무수당 헥시톨일 수 있으며, 보다 구체적으로는 1,4-3,6-디언하이드로헥시톨일 수 있다. 상기 1,4-3,6-디언하이드로헥시톨은 이소소르비드, 이소만니드, 이소이디드 또는 이들 중 2 이상의 혼합물일 수 있고, 보다 바람직하게는 이소소르비드일 수 있다.The dianhydrosugar alcohol is an anhydrosugar alcohol formed by removing two water molecules from the inside of a hydrogenated sugar, has a diol form with two hydroxyl groups in the molecule, and can be prepared using hexitol derived from starch. . Since dianhydrosugar alcohol is an eco-friendly material derived from renewable natural resources, research on its manufacturing method has been conducted with a lot of interest from a long time ago. Among these dianhydrosugar alcohols, isosorbide prepared from sorbitol has the widest industrial application range at present. The type of dianhydrosugar alcohol that can be used in the present invention is not particularly limited, but may preferably be dianhydrosugar hexitol, and more specifically 1,4-3,6-dianhydrohexitol. The 1,4-3,6-dianhydrohexitol may be isosorbide, isomannide, isoidide, or a mixture of two or more thereof, more preferably isosorbide.
일 구체예에서, 상기 무수당 알코올의 용융 분산체는, 상기 나노 재료를 수분산액 상태(예컨대, 나노 재료가 0.1 내지 5 중량% 농도로 물에 분산된 상태)로 무수당 알코올에 투입하고 균일하게 혼합하며, 무수당 알코올의 융점 이상의 온도에서 진공을 걸어 수분을 제거하면서 용융시켜 얻어지는 액상 분산체로, 본 발명에서는 이러한 용융 상태의 분산체를 고체로 냉각시키지 않고, 생분해성 폴리에스테르 중합에 바로 사용한다.In one embodiment, the melt dispersion of the anhydrosugar alcohol is added to the anhydrosugar alcohol in an aqueous dispersion state of the nanomaterial (eg, the nanomaterial is dispersed in water at a concentration of 0.1 to 5% by weight) and uniformly It is a liquid dispersion obtained by mixing and melting while removing moisture by applying a vacuum at a temperature higher than the melting point of anhydrosugar alcohol. .
일 구체예에서, 상기 무수당 알코올의 용융 분산체 내에 도입되는 상기 나노 재료의 함량은, 용융 분산체의 총 중량을 기준으로, 0.2 중량% 이상, 0.3 중량% 이상, 0.4 중량% 이상, 0.5 중량% 이상, 0.6 중량% 이상, 0.7 중량% 이상, 0.8 중량% 이상, 0.9 중량% 이상 또는 1 중량% 이상일 수 있고, 또한 15 중량% 이하, 14 중량% 이하, 13 중량% 이하, 12 중량% 이하, 11 중량% 이하 또는 10 중량% 이하일 수 있으며, 예를 들면, 0.2 중량% 내지 15 중량%일 수 있고, 보다 구체적으로는 0.5 중량% 내지 12 중량%일 수 있으며, 보다 더 구체적으로는 1 중량% 내지 10 중량%일 수 있다.In one embodiment, the content of the nanomaterial introduced into the molten dispersion of the anhydrosugar alcohol is, based on the total weight of the molten dispersion, 0.2 wt% or more, 0.3 wt% or more, 0.4 wt% or more, 0.5 wt% % or more, 0.6 wt% or more, 0.7 wt% or more, 0.8 wt% or more, 0.9 wt% or more, or 1 wt% or more, and also 15 wt% or less, 14 wt% or less, 13 wt% or less, 12 wt% or less , may be 11 wt% or less or 10 wt% or less, for example, 0.2 wt% to 15 wt%, more specifically 0.5 wt% to 12 wt%, even more specifically 1 wt% % to 10% by weight.
상기 무수당 알코올-알킬렌 글리콜은 앞서 설명한 바와 같은 무수당 알코올의 양 말단 또는 일 말단(바람직하게는 양 말단)의 히드록시기와 알킬렌 옥사이드를 반응시켜 얻어지는 부가물이다.The anhydrosugar alcohol-alkylene glycol is an adduct obtained by reacting an alkylene oxide with hydroxyl groups at both ends or one terminal (preferably both ends) of the anhydrosugar alcohol as described above.
일 구체예에서, 상기 알킬렌 옥사이드는 탄소수 2 내지 8의 선형 또는 탄소수 3 내지 8의 분지형 알킬렌 옥사이드일 수 있고, 보다 구체적으로는, 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드 또는 이의 조합일 수 있다.In one embodiment, the alkylene oxide may be a linear or branched alkylene oxide having 2 to 8 carbon atoms or a branched alkylene oxide having 3 to 8 carbon atoms, and more specifically, ethylene oxide, propylene oxide, or a combination thereof.
일 구체예에서, 상기 무수당 알코올-알킬렌 글리콜은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물일 수 있다.In one embodiment, the anhydrosugar alcohol-alkylene glycol may be a compound represented by Formula 1 below.
[화학식 1][Formula 1]
상기 화학식 1에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 2 내지 8의 선형 또는 탄소수 3 내지 8의 분지형 알킬렌기를 나타내고, m 및 n은 각각 독립적으로 0 내지 15의 정수를 나타내되, 단 m+n은 1 내지 30의 정수를 나타낸다.In Formula 1, R 1 and R 2 each independently represent a linear or branched alkylene group having 2 to 8 carbon atoms or a branched alkylene group having 3 to 8 carbon atoms, and m and n each independently represent an integer of 0 to 15, provided that m+n represents the integer of 1-30.
보다 구체적으로는, 상기 화학식 1에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 에틸렌기, 프로필렌기 또는 이소프로필렌기를 나타내고, 보다 더 구체적으로는, R1 및 R2는 서로 동일하며, m 및 n은 각각 독립적으로 1 내지 14의 정수를 나타내되, 단m+n은 2 내지 15의 정수를 나타낸다.More specifically, in Formula 1, R 1 and R 2 each independently represent an ethylene group, a propylene group, or an isopropylene group, and more specifically, R 1 and R 2 are the same as each other, and m and n are Each independently represents an integer of 1 to 14, provided that m+n represents an integer of 2 to 15.
일 구체예에서, 상기 무수당 알코올-알킬렌 글리콜로는 하기 이소소르비드-프로필렌 글리콜, 이소소르비드-에틸렌 글리콜 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.In one embodiment, as the anhydrosugar alcohol-alkylene glycol, the following isosorbide-propylene glycol, isosorbide-ethylene glycol, or a mixture thereof may be used.
[이소소르비드-프로필렌 글리콜][Isosorbide-Propylene Glycol]
상기 화학식에서, a 및 b는 각각 독립적으로 0 내지 15의 정수를 나타내되, 단 a+b는 1 내지 30의 정수이고, 보다 구체적으로는, a 및 b는 각각 독립적으로 1 내지 14의 정수를 나타내되, 단 a+b는 2 내지 15의 정수일 수 있다.In the above formula, a and b each independently represent an integer of 0 to 15, with the proviso that a+b is an integer of 1 to 30, and more specifically, a and b are each independently an integer of 1 to 14. with the proviso that a+b may be an integer from 2 to 15.
[이소소르비드-에틸렌 글리콜][Isosorbide-ethylene glycol]
상기 화학식에서, c 및 d는 각각 독립적으로 0 내지 15의 정수를 나타내되, 단 c+d는 1 내지 30의 정수일 수 있으며, 보다 구체적으로는, c 및 d는 각각 독립적으로 1 내지 14의 정수를 나타내되, 단 c+d는 2 내지 15의 정수일 수 있다.In the above formula, c and d each independently represent an integer of 0 to 15, with the proviso that c+d may be an integer of 1 to 30, and more specifically, c and d are each independently an integer of 1 to 14 with the proviso that c + d may be an integer of 2 to 15.
본 발명의 폴리에스테르 복합체에 포함되는 상기 매트릭스 수지는 이러한 무수당 알코올의 용융 분산체 및 무수당 알코올-알킬렌 글리콜을 포함하는 디올 성분과 디카르복실 성분의 중합 반응 생성물인 생분해성 폴리에스테르 수지이다.The matrix resin included in the polyester composite of the present invention is a biodegradable polyester resin that is a polymerization reaction product of a diol component and a dicarboxyl component containing a molten dispersion of such anhydrosugar alcohol and anhydrosugar alcohol-alkylene glycol. .
일 구체예에서, 상기 디카르복실 성분은 지방족 디카르복실 화합물, 방향족 디카르복실 화합물, 또는 이들의 조합으로부터 선택될 수 있다.In one embodiment, the dicarboxyl component may be selected from an aliphatic dicarboxyl compound, an aromatic dicarboxyl compound, or a combination thereof.
일 구체예에서, 상기 지방족 디카르복실 화합물은 탄소수 4 내지 14의 지방족 디카르복실산 또는 이의 에스테르로부터 선택된 것일 수 있다.In one embodiment, the aliphatic dicarboxyl compound may be selected from aliphatic dicarboxylic acids having 4 to 14 carbon atoms or esters thereof.
보다 구체적으로, 상기 지방족 디카르복실 화합물은 아디프산 또는 이의 에스테르, 사이클로헥산디카르복실산 또는 이의 에스테르, 세바식산 또는 이의 에스테르, 이소데실숙신산 또는 이의 에스테르, 말레산 또는 이의 에스테르, 푸마르산 또는 이의 에스테르, 숙신산 또는 이의 에스테르, 글루타릭산 또는 이의 에스테르, 아젤라산 또는 이의 에스테르, 이타콘산 또는 이의 에스테르, 글루탐산 또는 이의 에스테르, 2,5-푸란디카르복실산 또는 이의 에스테르, 테트라하이드로푸란-2,5-디카르복실산 또는 이의 에스테르, 테트라하이드로푸란-3,5-디카르복실산 또는 이의 에스테르, 운데칸이산 또는 이의 에스테르, 도데칸이산 또는 이의 에스테르, 트리데칸이산 또는 이의 에스테르, 테트라데칸이산 또는 이의 에스테르, 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것일 수 있다. 상기 지방족 디카르복실산의 에스테르 화합물은 모노에스테르 화합물, 디에스테르 화합물 또는 이들의 혼합물일 수 있고, 보다 구체적으로는 디에스테르 화합물일 수 있다. 예를 들면, 상기 지방족 디카르복실산의 디에스테르 화합물은, 디메틸 아디페이트, 디에틸 아디페이트, 디메틸 숙시네이트 또는 디에틸 숙시네이트 등일 수 있다.More specifically, the aliphatic dicarboxyl compound is adipic acid or its ester, cyclohexanedicarboxylic acid or its ester, sebacic acid or its ester, isodecylsuccinic acid or its ester, maleic acid or its ester, fumaric acid or its ester ester, succinic acid or its ester, glutaric acid or its ester, azelaic acid or its ester, itaconic acid or its ester, glutamic acid or its ester, 2,5-furandicarboxylic acid or its ester, tetrahydrofuran-2, 5-dicarboxylic acid or its ester, tetrahydrofuran-3,5-dicarboxylic acid or its ester, undecanedioic acid or its ester, dodecanedioic acid or its ester, tridecanedioic acid or its ester, tetradecanedioic acid Or it may be selected from the group consisting of esters thereof, and combinations thereof. The ester compound of the aliphatic dicarboxylic acid may be a monoester compound, a diester compound, or a mixture thereof, and more specifically, a diester compound. For example, the diester compound of the aliphatic dicarboxylic acid may be dimethyl adipate, diethyl adipate, dimethyl succinate or diethyl succinate.
보다 더 구체적으로, 상기 지방족 디카르복실 화합물은 아디프산 또는 이의 에스테르를 포함할 수 있다.More specifically, the aliphatic dicarboxyl compound may include adipic acid or an ester thereof.
일 구체예에서, 상기 방향족 디카르복실 화합물은 탄소수 8 내지 16의 방향족 디카르복실산 또는 이의 에스테르로부터 선택된 것일 수 있다.In one embodiment, the aromatic dicarboxyl compound may be selected from aromatic dicarboxylic acids having 8 to 16 carbon atoms or esters thereof.
보다 구체적으로, 상기 방향족 디카르복실 화합물은 프탈산 또는 이의 에스테르, 테레프탈산 또는 이의 에스테르, 이소프탈산 또는 이의 에스테르, 1,5-나프탈렌디카르복실산 또는 이의 에스테르, 2,6-나프탈렌디카르복실산 또는 이의 에스테르, 디펜산 또는 이의 에스테르, p-페닐렌 디아세트산 또는 이의 에스테르, o-페닐렌 디아세트산 또는 이의 에스테르, 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것일 수 있다. 상기 방향족 디카르복실산의 에스테르 화합물은 모노에스테르 화합물, 디에스테르 화합물 또는 이들의 혼합물일 수 있고, 보다 구체적으로는 디에스테르 화합물일 수 있다. 예를 들면, 상기 방향족 디카르복실산의 에스테르 화합물은, 디메틸 테레프탈레이트, 디에틸 테레프탈레이트, 디메틸 이소프탈레이트 또는 디에틸 이소프탈레이트 등일 수 있다.More specifically, the aromatic dicarboxyl compound is phthalic acid or its ester, terephthalic acid or its ester, isophthalic acid or its ester, 1,5-naphthalenedicarboxylic acid or its ester, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid or It may be selected from the group consisting of esters thereof, diphenic acid or esters thereof, p-phenylene diacetic acid or esters thereof, o-phenylene diacetic acid or esters thereof, and combinations thereof. The ester compound of the aromatic dicarboxylic acid may be a monoester compound, a diester compound, or a mixture thereof, and more specifically, a diester compound. For example, the ester compound of the aromatic dicarboxylic acid may be dimethyl terephthalate, diethyl terephthalate, dimethyl isophthalate or diethyl isophthalate.
일 구체예에서, 상기 디올 성분은, 상기 무수당 알코올의 용융 분산체 및 무수당 알코올-알킬렌 글리콜 이외에 추가의 디올 성분을 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the diol component may further include an additional diol component in addition to the molten dispersion of the anhydrosugar alcohol and the anhydrosugar alcohol-alkylene glycol.
일 구체예에서, 상기 추가의 디올 성분은 하기 화학식 2로 표시되는 디올 성분일 수 있다:In one embodiment, the additional diol component may be a diol component represented by the following Chemical Formula 2:
[화학식 2][Formula 2]
상기 화학식 2에서, X는 탄소수 6 내지 30의 단핵 또는 다핵의 아릴렌기; 탄소수 1 내지 15의 선형 알킬렌기; 탄소수 3 내지 15의 분지형 알킬렌기; 또는 탄소수 3 내지 15의 환형 알킬렌기를 나타내고, 상기 아릴렌기, 선형 알킬렌기, 분지형 알킬렌기 및 환형 알킬렌기는 각각 할로겐 원자, 알킬기, 사이클로알킬기, 알케닐기, 알콕시기, 아릴기, 니트로기 또는 카르복실기로 치환되거나 비치환될 수 있다.In Formula 2, X is a mononuclear or polynuclear arylene group having 6 to 30 carbon atoms; a linear alkylene group having 1 to 15 carbon atoms; a branched alkylene group having 3 to 15 carbon atoms; or a cyclic alkylene group having 3 to 15 carbon atoms, wherein the arylene group, linear alkylene group, branched alkylene group and cyclic alkylene group are each a halogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an alkoxy group, an aryl group, a nitro group, or It may be unsubstituted or substituted with a carboxyl group.
일 구체예에서, 상기 화학식 2에서, 상기 할로겐 원자는 F, Cl 또는 Br일 수 있고, 상기 알킬기는 탄소수 1 내지 20의 알킬기(보다 구체적으로는 탄소수 1 내지 13의 알킬기, 예를 들면 메틸, 에틸, 프로필 또는 부틸)일 수 있으며, 상기 사이클로알킬기는 탄소수 3 내지 10의 사이클로알킬기(보다 구체적으로는 탄소수 3 내지 6의 사이클로알킬기)일 수 있고, 상기 알케닐기는 탄소수 2 내지 20의 알케닐기(보다 구체적으로는 탄소수 2 내지 13의 알케닐기)일 수 있으며, 상기 알콕시기는 탄소수 1 내지 20의 알콕시기(보다 구체적으로는, 탄소수 1 내지 13의 알콕시기, 예를 들면 메톡시, 에톡시, 프로폭시 또는 부톡시)일 수 있고, 상기 아릴기는 탄소수 6 내지 30의 아릴기(보다 구체적으로는 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 예를 들면, 페닐기, 톨릴기, 크실레닐기, 또는 나프틸기)일 수 있다.In one embodiment, in Formula 2, the halogen atom may be F, Cl or Br, and the alkyl group is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms (more specifically, an alkyl group having 1 to 13 carbon atoms, for example, methyl, ethyl , propyl or butyl), and the cycloalkyl group may be a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms (more specifically, a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms), and the alkenyl group is an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms (more Specifically, it may be an alkenyl group having 2 to 13 carbon atoms), and the alkoxy group is an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms (more specifically, an alkoxy group having 1 to 13 carbon atoms, for example, methoxy, ethoxy, propoxy or butoxy), and the aryl group may be an aryl group having 6 to 30 carbon atoms (more specifically, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, for example, a phenyl group, tolyl group, xylenyl group, or naphthyl group). have.
일 구체예에서, 상기 화학식 2에서 X는 치환 또는 비치환된 비스페놀(예를 들면, 비스페놀 A, 비스페놀 F 또는 비스페놀 TMC 등), 치환 또는 비치환된 레소시놀, 치환 또는 비치환된 히드로퀴논(예를 들면, 히드로퀴논, 2-니트로 히드로퀴논, 2-설포닐 히드로퀴논 등), 치환 또는 비치환된 비페놀, 치환 또는 비치환된 나프탈렌디올, 또는 치환 또는 비치환된 디페닐페놀로부터 유래될 수 있는 아릴렌기일 수 있고, 예를 들면, 하기 화학식 2a 내지 2h로 나타낼 수 있다. In one embodiment, in Formula 2, X is a substituted or unsubstituted bisphenol (eg, bisphenol A, bisphenol F or bisphenol TMC, etc.), a substituted or unsubstituted resorcinol, a substituted or unsubstituted hydroquinone (eg, For example, hydroquinone, 2-nitro hydroquinone, 2-sulfonyl hydroquinone, etc.), substituted or unsubstituted biphenol, substituted or unsubstituted naphthalenediol, or arylene which may be derived from substituted or unsubstituted diphenylphenol It may be a group, for example, it may be represented by the following Chemical Formulas 2a to 2h.
[화학식 2a][Formula 2a]
[화학식 2b][Formula 2b]
[화학식 2c][Formula 2c]
[화학식 2d][Formula 2d]
[화학식 2e][Formula 2e]
[화학식 2f][Formula 2f]
[화학식 2g][Formula 2g]
[화학식 2h][Formula 2h]
일 구체예에서, 상기 화학식 2에서 X는 치환 또는 비치환된 에틸렌 글리콜, 치환또는 비치환된 프로필렌 글리콜, 또는 치환 또는 비치환된 부탄디올 등으로부터 유래될 수 있는 알킬렌기일 수 있고, 예를 들면, 에틸렌기, 프로필렌기 또는 부틸렌기일 수 있다. In one embodiment, in Formula 2, X may be an alkylene group that may be derived from substituted or unsubstituted ethylene glycol, substituted or unsubstituted propylene glycol, or substituted or unsubstituted butanediol, for example, It may be an ethylene group, a propylene group, or a butylene group.
일 구체예에서, 상기 화학식 2에서 X는 치환 또는 비치환된 사이클로헥산 디올, 치환 또는 비치환된 사이클로헥산 디메탄올, 또는 치환 또는 비치환된 테트라메틸사이클로부탄 디올로부터 유래될 수 있는 사이클로알킬렌기일 수 있고, 예를 들면, 하기 화학식 2i 내지 2k로 나타낼 수 있다. In one embodiment, in Formula 2, X is a cycloalkylene group which may be derived from a substituted or unsubstituted cyclohexane diol, a substituted or unsubstituted cyclohexane dimethanol, or a substituted or unsubstituted tetramethylcyclobutane diol. and, for example, may be represented by the following Chemical Formulas 2i to 2k.
[화학식 2i][Formula 2i]
[화학식 2j] [Formula 2j]
[화학식 2k][Formula 2k]
일 구체예에서, 상기 화학식 2으로 표시되는 디올 성분은 방향족 디올, 지방족 디올, 무수당 알코올 및 무수당 알코올-알킬렌 글리콜 이외의 지환족 디올, 또는 이들의 혼합물일 수 있고, 바람직하게는 지방족 디올(특히 바이오매스 유래의 지방족 디올)일 수 있다. In one embodiment, the diol component represented by Formula 2 may be an aromatic diol, an aliphatic diol, an anhydrosugar alcohol and an alicyclic diol other than an anhydrosugar alcohol-alkylene glycol, or a mixture thereof, preferably an aliphatic diol (especially aliphatic diols derived from biomass).
상기 방향족 디올로는 예를 들면, 할로겐 원자, 알킬기, 사이클로알킬기, 알케닐기, 알콕시기, 아릴기, 니트로기 또는 카르복실기로 치환되거나 비치환된, 비스페놀(예를 들면, 비스페놀 A, 비스페놀 F, 비스페놀 TMC 등), 레소시놀, 히드로퀴논, 비페놀, 나프탈렌 디올 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있고, 바람직하게는 할로겐 원자, 알킬기, 사이클로알킬기, 알케닐기, 알콕시기, 아릴기, 니트로기 또는 카르복실기로 치환되거나 비치환된, 비스페놀 A를 사용할 수 있다. Examples of the aromatic diol include bisphenol (eg, bisphenol A, bisphenol F, bisphenol which is unsubstituted or substituted with a halogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an alkoxy group, an aryl group, a nitro group or a carboxyl group). TMC, etc.), resorcinol, hydroquinone, biphenol, naphthalene diol, or a mixture thereof may be used, preferably substituted with a halogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an alkoxy group, an aryl group, a nitro group or a carboxyl group Bisphenol A, optionally or unsubstituted, may be used.
상기 지방족 디올로는 예를 들면, 할로겐 원자, 알킬기, 사이클로알킬기, 알케닐기, 알콕시기, 아릴기, 니트로기 또는 카르복실기로 치환되거나 비치환된, 탄소수 2 내지 15의 지방족 디올, 보다 구체적으로 탄소수 2 내지 10의 지방족 디올일 수 있고, 예를 들면, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 프로판 디올(1,2-프로판 디올 및 1,3-프로판 디올 등), 부탄 디올(1,2-부탄 디올, 1,3-부탄 디올 및 1,4-부탄 디올 등), 펜탄 디올(1,2-펜탄 디올, 1,3-펜탄 디올, 1,4-펜탄 디올 및 1,5-펜탄 디올 등), 헥산 디올(1,2-헥산 디올, 1,3-헥산 디올, 1,4-헥산 디올, 1,5-헥산 디올 및 1,6-헥산 디올 등), 네오펜틸 글리콜, 2,2-디메틸-1,3-프로판 디올, 2-에틸-2-t-부틸-1,3-프로판 디올, 2,2,4-트리메틸-1,6-헥산 디올 또는 이들의 혼합물일 수 있으며, 보다 구체적으로는 부탄 디올일 수 있다. The aliphatic diol is, for example, an aliphatic diol having 2 to 15 carbon atoms, which is unsubstituted or substituted with a halogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an alkoxy group, an aryl group, a nitro group or a carboxyl group, more specifically, an aliphatic diol having 2 carbon atoms. to 10 aliphatic diols, for example, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propane diol (1,2-propane diol and 1,3-propane diol, etc.), butane diol (1,2- butanediol, 1,3-butanediol and 1,4-butanediol, etc.), pentanediol (1,2-pentanediol, 1,3-pentanediol, 1,4-pentanediol and 1,5-pentanediol, etc.) ), hexanediol (1,2-hexanediol, 1,3-hexanediol, 1,4-hexanediol, 1,5-hexanediol and 1,6-hexanediol, etc.), neopentyl glycol, 2,2- dimethyl-1,3-propane diol, 2-ethyl-2-t-butyl-1,3-propane diol, 2,2,4-trimethyl-1,6-hexane diol, or a mixture thereof, more specifically may be butanediol.
상기 무수당 알코올 및 무수당 알코올-알킬렌 글리콜 이외의 지환족 디올로는 예를 들면, 할로겐 원자, 알킬기, 사이클로알킬기, 알케닐기, 알콕시기, 아릴기, 니트로기 또는 카르복실기로 치환되거나 비치환된, 사이클로헥산 디올(1,2-사이클로헥산 디올, 1,3-사이클로헥산 디올 및 1,4-사이클로헥산 디올 등), 사이클로헥산 디메탄올(1,2-사이클로헥산 디메탄올, 1,3-사이클로헥산 디메탄올 및 1,4-사이클로헥산 디메탄올 등), 테트라메틸사이클로부탄 디올, 트리시클로데칸디메탄올, 아다만탄디올 또는 이들의 혼합물일 수 있고, 보다 구체적으로는 사이클로헥산 디올일 수 있다.The alicyclic diol other than the anhydrosugar alcohol and anhydrosugar alcohol-alkylene glycol includes, for example, a halogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an alkoxy group, an aryl group, a nitro group or a carboxyl group unsubstituted or substituted. , cyclohexane diol (1,2-cyclohexane diol, 1,3-cyclohexane diol and 1,4-cyclohexane diol, etc.), cyclohexane dimethanol (1,2-cyclohexane dimethanol, 1,3-cyclo hexane dimethanol and 1,4-cyclohexane dimethanol), tetramethylcyclobutane diol, tricyclodecanedimethanol, adamantanediol, or a mixture thereof, and more specifically, cyclohexane diol.
일 구체예에서, 상기 생분해성 폴리에스테르 수지는 디카르복실 성분으로부터 유래된 반복단위; 및 디올 성분으로부터 유래된 반복 단위를 포함하는 생분해성 폴리에스테르 수지로서, 상기 디카르복실 성분이 상기 디카르복실 성분의 전체 100 몰% 기준으로, 지방족 디카르복실 화합물 30 내지 70 몰%; 및 방향족 디카르복실 화합물 30 내지 70 몰%를 포함하고, 상기 지방족 디카르복실 성분이 아디프산 또는 이의 에스테르를 포함하며, 상기 디올 성분이 상기 디올 성분의 전체 100 몰% 기준으로, 무수당 알코올 0.1 내지 23 몰% 및 무수당 알코올-알킬렌 글리콜 0.1 내지 30 몰%를 포함하고, 무수당 알코올 및 무수당 알코올-알킬렌 글리콜의 합계 함량이 상기 디올 성분의 전체 100 몰% 기준으로, 5 내지 53 몰%일 수 있다. In one embodiment, the biodegradable polyester resin may include a repeating unit derived from a dicarboxyl component; And a biodegradable polyester resin comprising a repeating unit derived from a diol component, wherein the dicarboxyl component is 30 to 70 mol% of an aliphatic dicarboxyl compound based on 100 mol% of the total of the dicarboxyl component; and 30 to 70 mol% of an aromatic dicarboxyl compound, wherein the aliphatic dicarboxyl component includes adipic acid or an ester thereof, and the diol component is anhydrosugar alcohol based on 100 mol% of the total of the diol component. 0.1 to 23 mol% and 0.1 to 30 mol% of anhydrosugar alcohol-alkylene glycol, the total content of anhydrosugar alcohol and anhydrosugar alcohol-alkylene glycol is 5 to 53 mole %.
보다 구체적으로, 상기 생분해성 폴리에스테르 수지의 디카르복실 성분에 포함되는 지방족 디카르복실 화합물의 함량은 상기 디카르복실 성분의 전체 100 몰% 기준으로, 30 몰% 이상, 35 몰% 이상, 40 몰% 이상, 45 몰% 이상 또는 50 몰% 이상일 수 있고, 70 몰% 이하, 65 몰% 이하, 60 몰% 이하, 55 몰% 이하 또는 50 몰% 이하일 수 있으며, 예를 들어 30 내지 70 몰%, 40 내지 65 몰% 또는 50 내지 60 몰%일 수 있다. 상기 지방족 디카르복실 화합물의 함량이 상기 범위를 벗어나는 경우, 생분해성 폴리에스테르 수지의 유리전이온도가 저하되고, 내열성이 열악해질 수 있다.More specifically, the content of the aliphatic dicarboxyl compound contained in the dicarboxyl component of the biodegradable polyester resin is 30 mol% or more, 35 mol% or more, 40 mol% or more, based on 100 mol% of the total of the dicarboxyl component. mol% or more, 45 mol% or more, or 50 mol% or more, 70 mol% or less, 65 mol% or less, 60 mol% or less, 55 mol% or less, or 50 mol% or less, for example 30 to 70 mol% %, 40 to 65 mol% or 50 to 60 mol%. When the content of the aliphatic dicarboxyl compound is out of the above range, the glass transition temperature of the biodegradable polyester resin may be lowered, and heat resistance may be poor.
또한, 상기 디카르복실 성분에 포함되는 방향족 디카르복실 화합물의 함량은 상기 디카르복실 성분의 전체 100 몰% 기준으로, 30 몰% 이상, 35 몰% 이상, 40 몰% 이상, 45 몰% 이상 또는 50 몰% 이상일 수 있고, 70 몰% 이하, 65 몰% 이하, 60 몰% 이하, 55 몰% 이하 또는 50 몰% 이하일 수 있으며, 예를 들어 30 내지 70 몰%, 40 내지 65 몰% 또는 50 내지 60 몰%일 수 있다. 상기 방향족 디카르복실 화합물의 함량이 상기 범위를 벗어나는 경우, 폴리에스테르 수지의 생분해성이 저하되고, 기계적 물성(예를 들어, 신율)이 열악해질 수 있다.In addition, the content of the aromatic dicarboxyl compound included in the dicarboxyl component is 30 mol% or more, 35 mol% or more, 40 mol% or more, 45 mol% or more, based on 100 mol% of the total amount of the dicarboxyl component. or 50 mol % or more, 70 mol % or less, 65 mol % or less, 60 mol % or less, 55 mol % or less, or 50 mol % or less, for example 30 to 70 mol %, 40 to 65 mol % or It may be 50 to 60 mol%. When the content of the aromatic dicarboxyl compound is out of the above range, the biodegradability of the polyester resin may decrease, and mechanical properties (eg, elongation) may deteriorate.
일 구체예에서, 본 발명의 생분해성 폴리에스테르 수지 내의 무수당 알코올은 유리전이온도를 상승시켜 내열성을 개선하면서도, 수지 내의 분자쇄의 구조적 규칙성을 교란하여 생분해성을 더욱 향상시킬 수 있다.In one embodiment, the anhydrosugar alcohol in the biodegradable polyester resin of the present invention improves heat resistance by increasing the glass transition temperature, and disrupts the structural regularity of molecular chains in the resin to further improve biodegradability.
일 구체예에서, 상기 생분해성 폴리에스테르 수지 내에 반복단위로서 포함되는 무수당 알코올의 함량은 전체 디올 성분 100 몰%에 대하여 0.1 몰% 이상, 0.5 몰% 이상, 1 몰% 이상, 3 몰% 이상, 5 몰% 이상, 8 몰% 이상, 10 몰% 이상 또는 12 몰% 이상일 수 있으며, 23 몰% 이하, 20 몰% 이하, 19 몰% 이하, 18 몰% 이하, 15 몰% 이하, 12 몰% 이하, 10 몰% 이하 또는 8 몰% 이하일 수 있고, 예를 들어 0.1 내지 23 몰%, 0.1 내지 20 몰%, 0.5 내지 20 몰% 또는 0.5 내지 19 몰%일 수 있다. 무수당 알코올의 함량이 상기 수준 미만일 경우에는, 수지의 내열성 및 생분해성 개선 효과가 미미할 수 있고, 상기 수준을 초과하면 반응성이 낮아 반응 속도가 현저히 느려지고 이에 따라 고분자량의 수지를 제조할 수 없고, 수지의 색상이 저하되고, 기계적 물성이 열악해질 수 있다.In one embodiment, the content of anhydrosugar alcohol included as a repeating unit in the biodegradable polyester resin is 0.1 mol% or more, 0.5 mol% or more, 1 mol% or more, 3 mol% or more, based on 100 mol% of the total diol component. , 5 mol% or more, 8 mol% or more, 10 mol% or more, or 12 mol% or more, and 23 mol% or less, 20 mol% or less, 19 mol% or less, 18 mol% or less, 15 mol% or less, 12 mol% or less % or less, 10 mol% or less, or 8 mol% or less, for example 0.1 to 23 mol%, 0.1 to 20 mol%, 0.5 to 20 mol%, or 0.5 to 19 mol%. When the content of anhydrosugar alcohol is less than the above level, the effect of improving the heat resistance and biodegradability of the resin may be insignificant, and when the content exceeds the above level, the reactivity is low and the reaction rate is significantly slowed, and thus a high molecular weight resin cannot be prepared, The color of the resin may deteriorate, and mechanical properties may deteriorate.
일 구체예에서, 본 발명의 생분해성 폴리에스테르 수지 내의 무수당 알코올-알킬렌 글리콜은 색가를 개선할 수 있고, 기계적 물성을 향상시킬 수 있으며, 수지 내의 분자쇄의 구조적 규칙성을 교란하여 생분해성을 더욱 향상시킬 수 있다.In one embodiment, the anhydrosugar alcohol-alkylene glycol in the biodegradable polyester resin of the present invention can improve the color value, improve mechanical properties, and disturb the structural regularity of molecular chains in the resin to biodegradability can be further improved.
일 구체예에서, 상기 생분해성 폴리에스테르 수지 내에 반복단위로서 포함되는 무수당 알코올-알킬렌 글리콜의 함량은 전체 디올 성분 100몰%에 대하여 0.1 몰% 이상, 0.5 몰% 이상, 1 몰% 이상, 3 몰% 이상, 4 몰% 이상, 5 몰% 이상, 8 몰% 이상, 10 몰% 이상, 15 몰% 이상 또는 20 몰% 이상일 수 있고, 30 몰% 이하, 28 몰% 이하, 25 몰% 이하, 22 몰% 이하, 20 몰% 이하, 16 몰% 이하, 15 몰% 이하, 12 몰% 이하 또는 10 몰% 이하일 수 있으며, 예를 들어 0.1 내지 30몰%, 3 내지 30 몰% 또는 4 내지 28 몰%일 수 있다. 무수당 알코올-알킬렌 글리콜의 함량이 상기 수준 미만일 경우에는 수지의 색가, 기계적 물성 및 생분해성 개선 효과가 미비해 질 수 있고, 상기 수준을 초과하면 융점이 급격하게 낮아지고 반응성이 낮아 반응 속도가 현저히 느려지고, 이에 따라 고분자량의 수지를 제조할 수 없으며, 수지의 색상이 저하되고 내열성이 열악해질 수 있다.In one embodiment, the content of anhydrosugar alcohol-alkylene glycol contained as a repeating unit in the biodegradable polyester resin is 0.1 mol% or more, 0.5 mol% or more, 1 mol% or more, based on 100 mol% of the total diol component, 3 mol % or more, 4 mol % or more, 5 mol % or more, 8 mol % or more, 10 mol % or more, 15 mol % or more, or 20 mol % or more, and 30 mol % or less, 28 mol % or less, 25 mol % or more or less, 22 mol% or less, 20 mol% or less, 16 mol% or less, 15 mol% or less, 12 mol% or less, or 10 mol% or less, for example 0.1 to 30 mol%, 3 to 30 mol% or 4 to 28 mol%. When the content of anhydrosugar alcohol-alkylene glycol is less than the above level, the effect of improving the color value, mechanical properties and biodegradability of the resin may be insignificant. slow, and thus a high molecular weight resin cannot be produced, and the color of the resin may be deteriorated and heat resistance may be poor.
일 구체예에서, 상기 생분해성 폴리에스테르 수지 내에 반복단위로서 포함되는 무수당 알코올과 무수당 알코올-알킬렌 글리콜의 합계 함량은 전체 디올 성분 100 몰%에 대하여 5 몰% 이상, 8 몰% 이상, 10 몰% 이상, 12 몰% 이상, 15 몰% 이상, 20 몰% 이상, 25 몰% 이상, 28 몰% 이상 또는 30 몰% 이상일 수 있고, 53 몰% 이하, 50 몰% 이하, 47 몰% 이하, 45 몰% 이하, 40 몰% 이하, 35 몰% 이하, 31 몰% 이하, 30 몰% 이하, 28 몰% 이하, 25 몰% 이하 또는 20 몰% 이하일 수 있으며, 예를 들어 5 내지 53 몰%, 5 내지 50 몰%, 5 내지 47 몰%, 8 내지 45 몰% 또는 10 내지 40 몰%일 수 있다. 무수당 알코올과 무수당 알코올-알킬렌 글리콜의 합계 함량이 상기 수준 미만일 경우에는 수지의 생분해성 개선 효과가 미미해질 수 있고, 상기 수준을 초과하면 융점이 급격하게 낮아지고 반응성이 낮아져 목표로 하는 수지의 분자량에 도달하기 어렵고, 수지의 색상 및 내열성이 저하될 수 있다.In one embodiment, the total content of anhydrosugar alcohol and anhydrosugar alcohol-alkylene glycol included as a repeating unit in the biodegradable polyester resin is 5 mol% or more, 8 mol% or more, based on 100 mol% of the total diol component, 10 mol % or more, 12 mol % or more, 15 mol % or more, 20 mol % or more, 25 mol % or more, 28 mol % or more, or 30 mol % or more, and 53 mol % or less, 50 mol % or less, 47 mol % or less, 45 mol% or less, 40 mol% or less, 35 mol% or less, 31 mol% or less, 30 mol% or less, 28 mol% or less, 25 mol% or less, or 20 mol% or less, for example 5 to 53 mol% or less mol%, 5-50 mol%, 5-47 mol%, 8-45 mol% or 10-40 mol%. If the total content of anhydrosugar alcohol and anhydrosugar alcohol-alkylene glycol is less than the above level, the effect of improving the biodegradability of the resin may be insignificant. It is difficult to reach the molecular weight of the resin, and the color and heat resistance of the resin may be deteriorated.
일 구체예에서, 상기 생분해성 폴리에스테르 수지 내에 반복단위로서, 무수당 알코올 및 무수당 알코올-알킬렌 글리콜 이외에 추가의 디올 성분(예컨대, 지방족 디올)이 포함되는 경우, 그 함량은 디올 성분 전체 100 몰% 기준으로, 47 몰% 이상, 50 몰% 이상, 53 몰% 이상, 55 몰% 이상, 60 몰% 이상, 65 몰% 이상 또는 70 몰% 이상일 수 있고, 95 몰% 이하, 90 몰% 이하, 88 몰% 이하, 85 몰% 이하, 80 몰% 이하, 75 몰% 이하 또는 70 몰% 이하일 수 있으며, 예를 들어 47 내지 95 몰%, 50 내지 95 몰%, 53 내지 95 몰%, 55 내지 92 몰% 또는 60 내지 90 몰%일 수 있다. 상기 무수당 알코올 및 무수당 알코올-알킬렌 글리콜 이외의 추가의 디올 성분(예를 들면, 지방족 디올, 구체적으로 바이오매스 유래의 지방족 디올)을 상기 수준으로 사용함으로써, 생분해성 폴리에스테르 수지의 내열성을 우수하게 유지하고, 바이오 매스 유래 성분의 함량을 향상시켜 친환경 제품 용도로 적용하기 용이하면서도, 특히 기계적 물성(예를 들어, 신율 등)을 추가적으로 향상시킬 수 있다.In one embodiment, when an additional diol component (eg, aliphatic diol) is included in addition to anhydrosugar alcohol and anhydrosugar alcohol-alkylene glycol as a repeating unit in the biodegradable polyester resin, the content is 100 diol components in total. 47 mol% or more, 50 mol% or more, 53 mol% or more, 55 mol% or more, 60 mol% or more, 65 mol% or more, or 70 mol% or more, 95 mol% or less, 90 mol% or more, based on mol% or less, 88 mol% or less, 85 mol% or less, 80 mol% or less, 75 mol% or less, or 70 mol% or less, for example, 47 to 95 mol%, 50 to 95 mol%, 53 to 95 mol%, 55 to 92 mole % or 60 to 90 mole %. By using an additional diol component (for example, an aliphatic diol, specifically an aliphatic diol derived from biomass) other than the anhydrosugar alcohol and anhydrosugar alcohol-alkylene glycol at the above level, the heat resistance of the biodegradable polyester resin is improved. While maintaining excellent and improving the content of biomass-derived components, it is easy to apply to eco-friendly products, and in particular, mechanical properties (eg, elongation, etc.) can be further improved.
일 구체예에서, 본 발명에 따른 생분해성 폴리에스테르 복합체의 고유 점도(IV)는 0.8 초과, 0.85 이상 또는 0.9 이상일 수 있고, 1.3 미만, 1.25 이하 또는 1.2 이하일 수 있으며, 예를 들어 0.8 초과 내지 1.3 미만, 0.85 내지 1.25 또는 0.9 내지 1.2일 수 있다. 상기 고유 점도(IV)는, 생분해성 폴리에스테르 복합체를 페놀과 테트라클로로에탄의 혼합물(중량비=50:50)에 녹여 0.5 중량% 용액을 제조한 후, 우베로드 점도계를 이용하여 35℃에서 측정할 수 있다.In one embodiment, the intrinsic viscosity (IV) of the biodegradable polyester composite according to the present invention may be greater than 0.8, 0.85 or more, or 0.9 or more, and may be less than 1.3, 1.25 or less, or 1.2 or less, for example, more than 0.8 to 1.3. less than, 0.85 to 1.25 or 0.9 to 1.2. The intrinsic viscosity (IV) is a 0.5 wt% solution by dissolving the biodegradable polyester complex in a mixture of phenol and tetrachloroethane (weight ratio = 50:50), and then measuring at 35 ° C using an Uberod viscometer. can
일 구체예에서, 본 발명에 따른 생분해성 폴리에스테르 복합체는 고유점도 변화율이 낮아 내열성이 우수하다. 고유점도 변화율은, 예를 들어 생분해성 폴리에스테르 복합체를 펠렛 형태로 제조한 후, 생분해성 폴리에스테르 복합체 펠렛 1g을 알루미늄 접시에 놓고, 65℃의 오븐에서 72 시간 동안 방치 후에 다시 꺼내어 상온에서 열이력을 제거한 후 고유점도를 측정하여 초기 고유점도 대비 변화율을 계산할 수 있으며, 본 발명의 생분해성 폴리에스테르 복합체의 고유점도 변화율이 30% 미만일 수 있고, 바람직하게는 20% 미만일 수 있다. 상기 생분해성 폴리에스테르 복합체의 고유점도 변화율이 낮을수록 열에 의한 변성이 적다는 것을 의미하며, 즉 내열성이 우수함을 의미한다.In one embodiment, the biodegradable polyester composite according to the present invention has a low intrinsic viscosity change rate and excellent heat resistance. Intrinsic viscosity change rate, for example, after preparing a biodegradable polyester composite in the form of a pellet, 1 g of the biodegradable polyester composite pellet is placed on an aluminum plate, left in an oven at 65 ° C. for 72 hours, then taken out again and heat history at room temperature After removing the intrinsic viscosity may be measured to calculate the rate of change compared to the initial intrinsic viscosity, and the rate of change in intrinsic viscosity of the biodegradable polyester composite of the present invention may be less than 30%, preferably less than 20%. The lower the rate of change in intrinsic viscosity of the biodegradable polyester composite means less denaturation by heat, that is, better heat resistance.
일 구체예에서, 본 발명에 따른 생분해성 폴리에스테르 복합체는 신율이 높아 기계적 물성이 우수하다. 상기 생분해성 폴리에스테르 수지의 신율 측정은 예를 들면, ASTM D638에 의거하여 측정될 수 있다.In one embodiment, the biodegradable polyester composite according to the present invention has excellent mechanical properties due to high elongation. The elongation of the biodegradable polyester resin may be measured, for example, according to ASTM D638.
일 구체예에서, 본 발명의 생분해성 폴리에스테르 복합체는 색상이 우수하고, 황변의 발생이 적다. 상기 생분해성 폴리에스테르 복합체의 색상의 우수함을 확인하기 위하여, 예를 들면, Nippon denshoku사의 ZE 6000을 이용하여 Color-b값을 측정할 수 있고, 상기 측정된 color-b값이 낮을수록 황변 발생이 적어, 색상이 우수함을 의미한다. In one embodiment, the biodegradable polyester composite of the present invention has excellent color and less yellowing. In order to confirm the superiority of the color of the biodegradable polyester composite, for example, the Color-b value can be measured using ZE 6000 of Nippon denshoku, and the lower the measured color-b value, the lower the occurrence of yellowing. Less, meaning that the color is excellent.
일 구체예에서, 상기 디카르복실 성분에 대한 디올 성분의 반응 몰비(디올 성분의 총 몰수/디카르복실 성분의 총 몰수)가 1 미만이면, 중합 반응 시 미반응 디카르복실 성분이 잔류하여 생분해성 폴리에스테르 복합체의 기계적 물성 및 색상이 저하될 우려가 있고, 1.5를 초과하면 중합 반응 속도가 너무 느려서 생분해성 폴리에스테르 복합체의 생산성이 저하될 우려가 있다.In one embodiment, if the reaction molar ratio of the diol component to the dicarboxyl component (the total number of moles of the diol component/the total number of moles of the dicarboxyl component) is less than 1, the unreacted dicarboxyl component remains during the polymerization reaction and is biodegradable. There is a fear that the mechanical properties and color of the sexual polyester composite may be lowered, and when it exceeds 1.5, the polymerization reaction rate is too slow and the productivity of the biodegradable polyester composite may be reduced.
본 발명에 따른 생분해성 폴리에스테르 복합체는, 기존의 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체 대비, 특히 나노 재료(예를 들면, 나노 셀룰로오스 등)를 물 등에 분산키지 않고 고체상의 결정 또는 분말(powder) 형태로 직접 사용한 수지 복합체 대비, 현저히 향상된 기계적 물성(예를 들면, 인장 강도, 인장 모듈러스 및 신율 등)를 나타내고, 나노 재료가 복합체 내에 균일하게 분산되어 균일한 물성을 갖는다.The biodegradable polyester composite according to the present invention, compared to the existing biodegradable polyester resin composite, in particular, directly in the form of a solid crystal or powder without dispersing nano materials (eg, nano cellulose, etc.) in water, etc. Compared to the resin composite used, it exhibits significantly improved mechanical properties (eg, tensile strength, tensile modulus and elongation, etc.), and the nanomaterial is uniformly dispersed in the composite to have uniform physical properties.
일 구체예에서, 본 발명의 생분해성 폴리에스테르 복합체는 24 MPa를 초과하는 인장 강도를 나타낼 수 있다.In one embodiment, the biodegradable polyester composite of the present invention may exhibit a tensile strength of greater than 24 MPa.
상기 인장 강도는, 예컨대, ASTM D638에 의거하여 만능 시험기(UTM)를 이용하여 측정된 값일 수 있다.The tensile strength may be, for example, a value measured using a universal testing machine (UTM) based on ASTM D638.
또한, 본 발명에 따른 생분해성 폴리에스테르 복합체는, 매트릭스 수지 내부에 나노 재료가 균일하게 분산되어 있어, 기존의 수지 복합체 대비 물성(특히, 인장 강도)을 균일하게 유지할 수 있다.In addition, in the biodegradable polyester composite according to the present invention, the nanomaterial is uniformly dispersed inside the matrix resin, so that physical properties (particularly, tensile strength) can be uniformly maintained compared to the existing resin composite.
일 구체예에서, 본 발명의 생분해성 폴리에스테르 복합체는 3 MPa 이하의 인장 강도 표준 편차를 나타낼 수 있다.In one embodiment, the biodegradable polyester composite of the present invention may exhibit a standard deviation of tensile strength of 3 MPa or less.
보다 구체적으로, 상기 인장 강도의 표준 편차는 2.5 MPa 이하, 2.0 MPa 이하, 1.5 MPa 이하, 1.3 MPa 이하, 1.0 MPa 이하, 0.95 MPa 이하, 또는 0.89 MPa 이하일 수 있다.More specifically, the standard deviation of the tensile strength may be 2.5 MPa or less, 2.0 MPa or less, 1.5 MPa or less, 1.3 MPa or less, 1.0 MPa or less, 0.95 MPa or less, or 0.89 MPa or less.
상기 인장 강도 표준 편차는, 예컨대, ASTM D638에 의거하여 만능 시험기(UTM)를 이용하여 5개의 시편에 대하여 측정된 값들의 표준 편차일 수 있다.The tensile strength standard deviation may be, for example, the standard deviation of values measured for five specimens using a universal testing machine (UTM) according to ASTM D638.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 나노 재료가 그 내부에 분산된 무수당 알코올의 용융 분산체 및 무수당 알코올-알킬렌 글리콜을 포함하는 디올 성분과 디카르복실 성분을 중합 반응시키는 단계를 포함하며, 여기서 상기 무수당 알코올의 용융 분산체는 나노 재료를 수분산액 상태로 무수당 알코올에 도입하여 얻어진 것인, 생분해성 폴리에스테르 복합체의 제조 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, the nanomaterial comprises a step of polymerizing a diol component and a dicarboxyl component comprising a molten dispersion of anhydrosugar alcohol and anhydrosugar alcohol-alkylene glycol dispersed therein, Here, the melt dispersion of the anhydrosugar alcohol is obtained by introducing the nanomaterial into the anhydrosugar alcohol in an aqueous dispersion state, a method for producing a biodegradable polyester composite is provided.
일 구체예에서, 상기 무수당 알코올의 용융 분산체는, 상기 나노 재료를 수분산액 상태(예컨대, 나노 재료가 0.1 내지 5 중량% 농도로 물에 분산된 상태)로 무수당 알코올에 투입하고 균일하게 혼합하며, 무수당 알코올의 융점 이상의 온도(예를 들면, 80℃ 이상의 온도)에서 진공을 걸어 수분을 제거하면서 용융시켜 얻어지는 액상의 용융 분산체일 수 있다.In one embodiment, the melt dispersion of the anhydrosugar alcohol is added to the anhydrosugar alcohol in an aqueous dispersion state of the nanomaterial (eg, the nanomaterial is dispersed in water at a concentration of 0.1 to 5% by weight) and uniformly It may be a liquid molten dispersion obtained by mixing and melting while removing moisture by applying a vacuum at a temperature higher than the melting point of the anhydrosugar alcohol (eg, a temperature of 80° C. or higher).
상기 제조 방법에서 사용되는 나노 재료, 무수당 알코올, 무수당 알코올-알킬렌 글리콜, 디카르복실 성분, 및 추가로 사용 가능한 디올 성분에 대해서는 앞서 설명한 바와 같다. 또한, 상기 무수당 알코올의 용융 분산체 및 그 제조 방법에 대해서도 앞서 설명한 바와 같다.The nanomaterial, anhydrosugar alcohol, anhydrosugar alcohol-alkylene glycol, dicarboxyl component, and diol component that can be additionally used in the manufacturing method are as described above. In addition, the melt dispersion of the anhydrosugar alcohol and its manufacturing method are the same as those described above.
일 구체예에서, 상기 생분해성 폴리에스테르 복합체의 제조 방법은, (1) 상기 무수당 알코올의 용융 분산체 및 무수당 알코올-알킬렌 글리콜을 포함하는 디올 성분과 디카르복실 성분을 에스테르화 반응 또는 에스테르 교환 반응시키는 단계; 및 (2) 상기 (1) 단계에서 얻어진 반응 생성물을 중축합 반응시키는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, the method for producing the biodegradable polyester composite includes (1) an esterification reaction or transesterification; and (2) subjecting the reaction product obtained in step (1) to a polycondensation reaction.
일 구체예에서, 상기 (1) 단계에서는, 상기 무수당 알코올의 용융 분산체 및 무수당 알코올-알킬렌 글리콜을 포함하는 디올 성분과 디카르복실 성분을, 디카르복실 성분에 대한 상기 디올 성분의 반응 몰비(디올 성분의 총 몰수/디카르복실 성분의 총 몰수)가 1.0 내지 1.5가 되도록 반응기에 투입한 다음, 150 내지 250℃(보다 구체적으로는 200 내지 250℃또는 200 내지 240℃)의 온도 및 0.1 내지 3.0 kgf/㎠(보다 구체적으로는 0.2 내지 2.0 kgf/㎠)의 압력 조건(감압 조건)에서 에스테르화 반응 또는 에스테르 교환 반응이 수행될 수 있다. In one embodiment, in step (1), the diol component and the dicarboxyl component comprising the molten dispersion of the anhydrosugar alcohol and the anhydrosugar alcohol-alkylene glycol are mixed with the diol component to the dicarboxyl component. The reaction molar ratio (total number of moles of diol component/total number of moles of dicarboxyl component) is introduced into the reactor so that it becomes 1.0 to 1.5, and then at a temperature of 150 to 250°C (more specifically, 200 to 250°C or 200 to 240°C) and 0.1 to 3.0 kgf/cm 2 (more specifically, 0.2 to 2.0 kgf/cm 2 ) under pressure conditions (reduced pressure conditions) for esterification or transesterification.
상기 에스테르화 반응 시간 또는 에스테르 교환 반응 시간은 통상 1 내지 5시간, 보다 구체적으로는 3 내지 4시간 정도이며, 반응 온도 및 압력, 디카르복실 성분 대비 디올 성분의 반응 몰비에 따라 달라질 수 있다. The esterification reaction time or transesterification reaction time is usually 1 to 5 hours, more specifically about 3 to 4 hours, and may vary depending on the reaction temperature and pressure, and the reaction molar ratio of the dicarboxyl component to the diol component.
상기 에스테르화 반응 또는 에스테르 교환 반응(상기 (1) 단계)에는 촉매가 반드시 필요하지는 않으나, 반응 시간 단축을 위하여 촉매를 사용할 수도 있다. 상기 에스테르화 반응 또는 에스테르 교환 반응(상기 (1) 단계)은 배치(Batch)식 또는 연속식으로 수행될 수 있고, 각각의 반응 원료는 별도로 투입될 수 있다.A catalyst is not necessarily required for the esterification reaction or the transesterification reaction (step (1) above), but a catalyst may be used to shorten the reaction time. The esterification reaction or transesterification reaction (step (1) above) may be performed in a batch or continuous manner, and each reaction raw material may be separately input.
일 구체예에서, 상기 (2) 단계에서는, 상기 (1) 단계에서 얻어진 반응 생성물의 중축합 반응이 수행된다. In one embodiment, in step (2), a polycondensation reaction of the reaction product obtained in step (1) is performed.
상기 중축합 반응의 개시 전에, 에스테르화 반응 또는 에스테르 교환 반응의 반응 생성물에 중축합 촉매 및 안정제 등을 첨가할 수 있다. 상기 중축합 촉매로는, 이 분야에서 통상적으로 사용되는 중축합 촉매를 제한 없이 사용할 수 있고, 예를 들면, 티타늄계 화합물, 게르마늄계 화합물, 안티몬계 화합물, 알루미늄계 화합물 및 주석계 화합물 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 중축합 반응에 첨가되는 상기 안정제로는, 일반적으로 인계 화합물을 사용할 수 있고, 예를 들면 인산, 트리메틸포스페이트, 트리에틸포스페이트 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. Before the start of the polycondensation reaction, a polycondensation catalyst and a stabilizer may be added to the reaction product of the esterification reaction or the transesterification reaction. As the polycondensation catalyst, a polycondensation catalyst commonly used in this field may be used without limitation, for example, a titanium-based compound, a germanium-based compound, an antimony-based compound, an aluminum-based compound, and a tin-based compound. One type or a mixture of two or more types may be used. As the stabilizer added to the polycondensation reaction, a phosphorus-based compound may be generally used, and for example, phosphoric acid, trimethyl phosphate, triethyl phosphate, or a mixture thereof may be used.
상기 중축합 반응은 200 내지 280℃(보다 구체적으로는 210 내지 260℃또는 220 내지 240℃)의 온도 및 500 내지 0.1mmHg의 감압 조건에서 수행된다. 상기 감압 조건은 중축합 반응의 부산물을 제거하기 위한 것이다.The polycondensation reaction is carried out at a temperature of 200 to 280 °C (more specifically, 210 to 260 °C or 220 to 240 °C) and a reduced pressure of 500 to 0.1 mmHg. The reduced pressure condition is for removing by-products of the polycondensation reaction.
일 구체예에서, 본 발명의 생분해성 폴리에스테르 복합체는 (a) (i) 아디프산과 디메틸테레프탈레이트 및 아디프산 이외의 지방족 디카르복실 화합물을 포함하는 디카르복실 성분; 및 (ii) 무수당 알코올의 용융 분산체 및 무수당 알코올-알킬렌 글리콜과 필요에 따라, 다른 지방족 디올을 포함하는 디올 성분을 포함하는 중합 반응물을, 0.1 내지 3.0 kgf/㎠ 의 가압 압력 및 150 내지 250℃의 온도에서 1 내지 5시간의 평균 체류시간 동안 에스테르화 반응 또는 에스테르 교환 반응시킨다. (b) 다음으로, 상기 에스테르화 또는 에스테르 교환 반응 생성물을 500 내지 0.1 ㎜Hg의 감압 조건 및 200 내지 280℃의 온도에서 1 내지 10시간의 평균 체류시간 동안 중축합 반응시켜, 본 발명에 따른 생분해성 폴리에스테르 복합체를 제조할 수 있다. 바람직하게는, 상기 중축합 반응의 최종 도달 진공도는 1.0 ㎜Hg 이하이고, 상기 에스테르화 또는 에스테르 교환 반응은 불활성 기체 분위기 하에서 수행될 수 있다.In one embodiment, the biodegradable polyester composite of the present invention comprises (a) (i) a dicarboxyl component comprising adipic acid and dimethyl terephthalate and an aliphatic dicarboxyl compound other than adipic acid; and (ii) a polymerization reaction product comprising a diol component including a melt dispersion of anhydrosugar alcohol and anhydrosugar alcohol-alkylene glycol and, if necessary, another aliphatic diol, at a pressurization pressure of 0.1 to 3.0 kgf/cm 2 and 150 The esterification reaction or transesterification reaction is carried out at a temperature of 250° C. for an average residence time of 1 to 5 hours. (b) Next, the esterification or transesterification reaction product is subjected to a polycondensation reaction at a reduced pressure of 500 to 0.1 mmHg and a temperature of 200 to 280° C. for an average residence time of 1 to 10 hours, thereby biodegradation according to the present invention A sexual polyester composite can be prepared. Preferably, the final vacuum degree of the polycondensation reaction is 1.0 mmHg or less, and the esterification or transesterification reaction may be performed under an inert gas atmosphere.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 본 발명의 생분해성 폴리에스테르 복합체를 포함하는 성형품이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a molded article comprising the biodegradable polyester composite of the present invention.
본 발명의 생분해성 폴리에스테르 복합체는 나노 재료가 복합체 내에 균일하게 분산되어 있어 균일한 물성(특히, 인장 강도 등)을 가질 수 있어, 이를 이용한 성형품은 물성이 우수할 뿐만 아니라, 균일하여 제품 적용 시에 불량율이 매우 낮아질 수 있다. The biodegradable polyester composite of the present invention can have uniform physical properties (especially, tensile strength, etc.) because the nanomaterial is uniformly dispersed in the composite, and the molded article using the same has excellent physical properties and is uniform when applied to the product. The defect rate can be very low.
본 발명의 생분해성 폴리에스테르 복합체를 성형하여 성형품으로 제조하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 플라스틱 성형 분야에서 일반적으로 사용되는 방법을 사용하여 성형품을 제조할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 성형품은 본 발명의 생분해성 폴리에스테르 복합체를 압출 또는 사출 성형하여 제조될 수 있다. The method for producing a molded article by molding the biodegradable polyester composite of the present invention is not particularly limited, and a molded article may be manufactured using a method generally used in the plastic molding field. For example, the molded article of the present invention may be manufactured by extruding or injection molding the biodegradable polyester composite of the present invention.
이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위가 이들로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through Examples and Comparative Examples. However, the scope of the present invention is not limited thereto.
[[ 실시예Example ]]
[[ 무수당no sugar 알코올-알킬렌 글리콜( alcohol-alkylene glycol ( 무수당no sugar 알코올의 알킬렌 alkylene of alcohol 옥사이드oxide 부가물)의 제조] preparation of adduct)]
제조예production example 1: 이소소르비드- 1: isosorbide- 에틸렌 글리콜ethylene glycol (이소소르비드의 에틸렌 (Ethylene of isosorbide 옥사이드oxide 5몰 부가물)의 제조 5 mole adduct)
이소소르비드 73.1g(0.5 몰), 에틸렌 옥사이드 110g(2.5 몰) 및 촉매로서의 수산화나트륨 0.2g을, 질소 가스관 및 냉각 장치가 설치된 컬럼, 교반기, 온도계 및 히터를 구비하고 가압이 가능한 반응 장치에 넣고 서서히 승온시켰다. 120℃내지 160℃의 온도에서 2시간 내지 4시간 동안 유지하면서 반응시켜 이소소르비드 양 말단의 히드록시기의 수소가 히드록시에틸기로 치환된 형태인 이소소르비드-에틸렌 글리콜(이소소르비드의 에틸렌 옥사이드 5몰 부가물)을 제조하였다.73.1 g (0.5 mol) of isosorbide, 110 g (2.5 mol) of ethylene oxide, and 0.2 g of sodium hydroxide as a catalyst were placed in a reactor equipped with a nitrogen gas pipe and a cooling device, a stirrer, a thermometer and a heater, and a pressurized reaction device. The temperature was raised gradually. Isosorbide-ethylene glycol (ethylene oxide 5 of isosorbide) in the form in which the hydrogens of the hydroxy groups at both ends of the isosorbide are substituted with hydroxyethyl groups by reacting at a temperature of 120°C to 160°C for 2 to 4 hours molar adducts) were prepared.
[나노 셀룰로오스를 포함하는 용융 [Molten containing nano cellulose 분산체를dispersion 이용한 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체] Biodegradable polyester resin composite using]
<나노 셀룰로오스 섬유(<Nano cellulose fiber ( NanocelluloseNanocellulose fiberlfiberl (( NCFNCF ))와 ))Wow 무수당no sugar 알코올을 포함하는 용융 melt containing alcohol 분산체를dispersion 이용한 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체 제조 및 물성 평가> Preparation of biodegradable polyester resin composite using and evaluation of physical properties>
실시예Example A1: 0.2 A1: 0.2 중량%의% by weight 나노 셀룰로오스 섬유가 분산된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체의 제조 Preparation of biodegradable polyester resin composite in which nano cellulose fibers are dispersed
로터리 농축기에 이소소르비드(NOVASORB®삼양사) 83.4g과 나노 셀룰로오스 섬유가 1 중량%로 분산된 수용액(KB101, 아시아 나노셀룰로오스 주식회사) 84.2g을 투입하고, 균일하게 혼합하였다. 그 후, 이소소르비드의 융점 이상인 80℃의 온도 조건 하에서, 진공을 걸어 수분을 제거하면서 상기 혼합물을 용융시켜 액상의 용융 분산체를 제조하였다. 상기 용융 분산체는, 용융 분산체 총 중량을 기준으로, 나노 셀룰로오스 섬유 1 중량%를 포함하였다.83.4 g of isosorbide (NOVASORB® Samyang Corporation) and 84.2 g of an aqueous solution (KB101, Asia Nano Cellulose Co., Ltd.) in which 1 wt% of nanocellulose fibers are dispersed in a rotary concentrator were added and mixed uniformly. Thereafter, the mixture was melted while removing moisture by applying a vacuum under a temperature condition of 80° C. or higher than the melting point of isosorbide to prepare a liquid molten dispersion. The molten dispersion, based on the total weight of the molten dispersion, included 1% by weight of nano cellulose fibers.
이어서 질소 가스관 및 부산물 제거용 트랩이 설치된 감압용 진공 펌프가 연결되어 있고 교반기 및 온도계를 함유한 5L 용융 축합 반응기에 상기 액상 분산체를 하기 표 1에 나타난 조성의 반응물과 함께 넣고, 산 성분(디메틸테레프탈레이트, DMT)을 기준으로 750 ppm의 티타늄계 촉매를 첨가한 후, 온도를 208℃까지 승온시켜 에스테르화 반응을 진행하였으며, 부산물로 생성되는 물과 알코올을 제거하였다. 부산물인 알코올이 계외로 알코올의 이론적 발생량 대비 80% 유출되었을 때, 축중합 촉매를 산 성분(DMT)을 기준으로 550ppm을 첨가하여 238℃까지 온도를 승온시키면서 반응계의 압력을 1 mmHg까지 서서히 감압하여 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체를 제조하였다. Then, the liquid dispersion was put together with the reactants of the composition shown in Table 1 below in a 5L melt-condensation reactor that is connected to a vacuum pump for pressure reduction with a nitrogen gas pipe and a trap for removing by-products, and contains a stirrer and a thermometer, and an acid component (dimethyl After adding 750 ppm of a titanium-based catalyst based on terephthalate, DMT), the temperature was raised to 208° C. to proceed with the esterification reaction, and water and alcohol generated as by-products were removed. When alcohol, a by-product, flows out of the system by 80% of the theoretical amount of alcohol generated, 550 ppm of the polycondensation catalyst is added based on the acid component (DMT), the temperature is raised to 238°C, and the pressure of the reaction system is gradually reduced to 1 mmHg. A biodegradable polyester resin composite was prepared.
상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체 내의 나노 셀룰로오스 섬유의 ?t량을 측정하기 위해 상기 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체 50g을 클로로포름 5L에 용해시키고, 잔류 결정 성분을 여과한 후, 이를 진공 오븐에서 24시간 가량 건조시키고, 그 무게를 측정한 결과 0.1g이었다. 이를 통해 상기 수득된 생분해성 공중합 폴리에스테르 수지 복합체의 나노 셀룰로오스 섬유의 함량은 0.20 중량%로 계산되었다.50 g of the biodegradable polyester resin composite was dissolved in 5 L of chloroform in order to measure the amount of nano-cellulose fibers in the obtained biodegradable polyester resin composite, and the remaining crystalline components were filtered, and then this was carried out in a vacuum oven for 24 hours. After drying, the weight was measured to be 0.1 g. Through this, the content of the nano-cellulose fibers of the biodegradable co-polyester resin composite obtained above was calculated to be 0.20% by weight.
상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체를 이용하여 ASTM D638에 따라 동일한 인장 시편 5개를 제조하였고, 상기 5개의 인장 시편에 대해 만능 시험기(UTM)를 이용하여 인장 강도를 측정하였으며, 그 결과 평균 인장강도가 38.0 MPa이었다. Five identical tensile specimens were prepared according to ASTM D638 using the obtained biodegradable polyester resin composite, and the tensile strength of the five tensile specimens was measured using a universal testing machine (UTM). As a result, the average tensile strength The strength was 38.0 MPa.
상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체에 대하여 물성 평가를 실시하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The obtained biodegradable polyester resin composite was evaluated for physical properties, and the results are shown in Table 1 below.
실시예Example A2: 0.60 A2: 0.60 중량%의% by weight 나노 셀룰로오스 섬유가 분산된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체의 제조 Preparation of biodegradable polyester resin composite in which nano cellulose fibers are dispersed
이소소르비드의 함량을 83.4g에서 81.7g으로 변경하고, 나노 셀룰로오스 섬유가 1 중량%로 분산된 수용액의 함량을 84.2g에서 250.1g으로 변경한 것을 제외하고는, 실시예 A1과 동일한 방법으로 수행하여 용융 분산체를 제조하였다. 상기 용융 분산체는, 용융 분산체 총 중량을 기준으로, 나노 셀룰로오스 섬유 3 중량%를 포함하였다.Except that the content of isosorbide was changed from 83.4 g to 81.7 g, and the content of the aqueous solution in which nano cellulose fibers were dispersed at 1 wt % was changed from 84.2 g to 250.1 g, it was carried out in the same manner as in Example A1. Thus, a molten dispersion was prepared. The molten dispersion, based on the total weight of the molten dispersion, included 3% by weight of nano cellulose fibers.
그 후, 5L의 용융 축합 반응기에 하기 표 1에 나타낸 조성의 반응물을 넣고, 실시예 A1과 동일한 방법으로 수행하여 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체를 제조하였다. 상기 실시예 A1과 동일한 방법으로 상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체 내의 나노 셀룰로오스 섬유의 함량을 측정한 결과, 0.60 중량%이었고, 상기 실시예 A1과 동일한 방법으로 상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체의 평균 인장 강도를 측정한 결과, 40.4 MPa이었다. Thereafter, a reactant having the composition shown in Table 1 was put into a 5L melt-condensation reactor, and a biodegradable polyester resin composite was prepared in the same manner as in Example A1. As a result of measuring the content of nano-cellulose fibers in the obtained biodegradable polyester resin composite in the same manner as in Example A1, it was 0.60 wt%, and in the same manner as in Example A1, the obtained biodegradable polyester resin composite As a result of measuring the average tensile strength of , it was 40.4 MPa.
상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체에 대하여 물성 평가를 실시하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The obtained biodegradable polyester resin composite was evaluated for physical properties, and the results are shown in Table 1 below.
실시예Example A3: 0.875 A3: 0.875 중량%의% by weight 나노 셀룰로오스 섬유가 분산된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체의 제조 Preparation of biodegradable polyester resin composite in which nano cellulose fibers are dispersed
이소소르비드의 함량을 83.4g에서 70.8g으로 변경하고, 나노 셀룰로오스 섬유가 1 중량%로 분산된 수용액의 함량을 84.2g에서 368.8g으로 변경한 것을 제외하고는, 실시예 A1과 동일한 방법으로 수행하여 용융 분산체를 제조하였다. 상기 용융 분산체는, 용융 분산체 총 중량을 기준으로, 나노 셀룰로오스 섬유 5 중량%를 포함하였다.It was carried out in the same manner as in Example A1, except that the content of isosorbide was changed from 83.4 g to 70.8 g, and the content of the aqueous solution in which the nano-cellulose fibers were dispersed at 1% by weight was changed from 84.2 g to 368.8 g. Thus, a molten dispersion was prepared. The molten dispersion, based on the total weight of the molten dispersion, included 5% by weight of nano cellulose fibers.
그 후, 5L의 용융 축합 반응기에 하기 표 1에 나타낸 조성의 반응물을 넣고, 실시예 A1과 동일한 방법으로 수행하여 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체를 제조하였다. 상기 실시예 A1과 동일한 방법으로 상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체 내의 나노 셀룰로오스 섬유의 함량을 측정한 결과, 0.875 중량%이었고, 상기 실시예 A1과 동일한 방법으로 상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체의 평균 인장 강도를 측정한 결과, 39.2 MPa이었다. Thereafter, a reactant having the composition shown in Table 1 was put into a 5L melt-condensation reactor, and a biodegradable polyester resin composite was prepared in the same manner as in Example A1. As a result of measuring the content of nano-cellulose fibers in the obtained biodegradable polyester resin composite in the same manner as in Example A1, it was 0.875 wt%, and in the same manner as in Example A1, the obtained biodegradable polyester resin composite As a result of measuring the average tensile strength of , it was 39.2 MPa.
상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체에 대하여 물성 평가를 실시하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The obtained biodegradable polyester resin composite was evaluated for physical properties, and the results are shown in Table 1 below.
실시예Example A4: 1.0 A4: 1.0 중량%의% by weight 나노 셀룰로오스 섬유가 분산된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체의 제조 Preparation of biodegradable polyester resin composite in which nano cellulose fibers are dispersed
이소소르비드의 함량을 83.4g에서 39.6g으로 변경하고, 나노 셀룰로오스 섬유가 1 중량%로 분산된 수용액의 함량을 84.2g에서 435.6g으로 변경한 것을 제외하고는, 실시예 A1과 동일한 방법으로 수행하여 용융 분산체를 제조하였다. 상기 용융 분산체는, 용융 분산체 총 중량을 기준으로, 나노 셀룰로오스 섬유 10 중량%를 포함하였다.It was carried out in the same manner as in Example A1, except that the content of isosorbide was changed from 83.4 g to 39.6 g, and the content of the aqueous solution in which the nano-cellulose fibers were dispersed at 1% by weight was changed from 84.2 g to 435.6 g. Thus, a molten dispersion was prepared. The molten dispersion, based on the total weight of the molten dispersion, contained 10% by weight of nano cellulose fibers.
그 후, 5L의 용융 축합 반응기에 하기 표 1에 나타낸 조성의 반응물을 넣고, 실시예 A1과 동일한 방법으로 수행하여 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체를 제조하였다. 상기 실시예 A1과 동일한 방법으로 상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체 내의 나노 셀룰로오스 섬유의 함량을 측정한 결과, 1.0 중량%이었고, 상기 실시예 A1과 동일한 방법으로 상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체의 평균 인장 강도를 측정한 결과, 42.4 MPa이었다. Thereafter, a reactant having the composition shown in Table 1 was put into a 5L melt-condensation reactor, and a biodegradable polyester resin composite was prepared in the same manner as in Example A1. As a result of measuring the content of nano-cellulose fibers in the biodegradable polyester resin composite obtained in the same manner as in Example A1, it was 1.0 wt %, and the obtained biodegradable polyester resin composite in the same manner as in Example A1. As a result of measuring the average tensile strength of , it was 42.4 MPa.
상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체에 대하여 물성 평가를 실시하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The obtained biodegradable polyester resin composite was evaluated for physical properties, and the results are shown in Table 1 below.
<나노 셀룰로오스 결정(<Nano cellulose crystals ( NanocelluloseNanocellulose crystal(NCC))과 crystal (NCC)) and 무수당no sugar 알코올을 포함하는 용융 melt containing alcohol 분산체를dispersion 이용한 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체 제조 및 물성 평가> Preparation of biodegradable polyester resin composite using and evaluation of physical properties>
실시예Example B1: 0.20 B1: 0.20 중량%의% by weight 나노 셀룰로오스 결정이 분산된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체의 제조 Preparation of biodegradable polyester resin composite in which nano cellulose crystals are dispersed
나노 셀룰로오스 섬유가 1 중량%로 분산된 수용액(KB101, ㈜아시아 나노셀룰로오스(제)) 84.2g을 대신하여 나노 셀룰로오스 결정이 1 중량%로 분산된 수용액(CelluForce(제)) 84.2g을 사용하 것을 제외하고는, 실시예 A1과 동일한 방법으로 수행하여 용융 분산체를 제조하였다. 상기 용융 분산체는, 용융 분산체 총 중량을 기준으로, 나노 셀룰로오스 결정 1 중량%를 포함하였다.It is recommended to use 84.2 g of an aqueous solution (CelluForce (manufactured)) in which nanocellulose crystals are dispersed at 1 wt% (CelluForce (manufactured)) instead of 84.2 g of an aqueous solution in which nanocellulose fibers are dispersed at 1 wt% (KB101, Asia Nanocellulose Co., Ltd.) Except that, a molten dispersion was prepared in the same manner as in Example A1. The molten dispersion, based on the total weight of the molten dispersion, contained 1% by weight of nano cellulose crystals.
그 후, 5L의 용융 축합 반응기에 하기 표 1에 나타낸 조성의 반응물을 넣고, 실시예 A1과 동일한 방법으로 수행하여 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체를 제조하였다. 상기 실시예 A1과 동일한 방법으로 상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체 내의 나노 셀룰로오스 결정의 함량을 측정한 결과, 0.20 중량%이었고, 상기 실시예 A1과 동일한 방법으로 상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체의 평균 인장 강도를 측정한 결과, 37.2 MPa이었다. Thereafter, a reactant having the composition shown in Table 1 was put into a 5L melt-condensation reactor, and a biodegradable polyester resin composite was prepared in the same manner as in Example A1. As a result of measuring the content of nano cellulose crystals in the biodegradable polyester resin composite obtained in the same manner as in Example A1, it was 0.20 wt%, and in the same manner as in Example A1, the obtained biodegradable polyester resin composite As a result of measuring the average tensile strength of , it was 37.2 MPa.
상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체에 대하여 물성 평가를 실시하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The obtained biodegradable polyester resin composite was evaluated for physical properties, and the results are shown in Table 1 below.
실시예Example B2: 0.45 B2: 0.45 중량%의% by weight 나노 셀룰로오스 결정이 분산된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체의 제조 Preparation of biodegradable polyester resin composite in which nano cellulose crystals are dispersed
이소소르비드의 함량을 83.4g에서 62.7g으로 변경하고, 나노 셀룰로오스 섬유가 1 중량%로 분산된 수용액 84.2g을 대신하여 나노 셀룰로오스 결정이 1 중량%로 분산된 수용액 191.9g을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 A1과 동일한 방법으로 수행하여 용융 분산체를 제조하였다. 상기 용융 분산체는, 용융 분산체 총 중량을 기준으로, 나노 셀룰로오스 결정 3 중량%를 포함하였다.The content of isosorbide was changed from 83.4 g to 62.7 g, and 191.9 g of an aqueous solution in which nano cellulose crystals were dispersed at 1 wt % was used instead of 84.2 g of an aqueous solution in which nano cellulose fibers were dispersed at 1 wt %. , a molten dispersion was prepared in the same manner as in Example A1. The molten dispersion, based on the total weight of the molten dispersion, contained 3% by weight of nano cellulose crystals.
그 후, 5L의 용융 축합 반응기에 하기 표 1에 나타낸 조성의 반응물을 넣고, 실시예 A1과 동일한 방법으로 수행하여 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체를 제조하였다. 상기 실시예 A1과 동일한 방법으로 상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체 내의 나노 셀룰로오스 결정의 함량을 측정한 결과, 0.45 중량%이었고, 상기 실시예 A1과 동일한 방법으로 상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체의 평균 인장 강도를 측정한 결과, 37.0 MPa이었다. Thereafter, a reactant having the composition shown in Table 1 was put into a 5L melt-condensation reactor, and a biodegradable polyester resin composite was prepared in the same manner as in Example A1. As a result of measuring the content of nano-cellulose crystals in the obtained biodegradable polyester resin composite in the same manner as in Example A1, it was 0.45 wt%, and the obtained biodegradable polyester resin composite in the same manner as in Example A1. As a result of measuring the average tensile strength of , it was 37.0 MPa.
상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체에 대하여 물성 평가를 실시하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The obtained biodegradable polyester resin composite was evaluated for physical properties, and the results are shown in Table 1 below.
실시예Example B3: 0.75 B3: 0.75 중량%의% by weight 나노 셀룰로오스 결정이 분산된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체의 제조 Preparation of biodegradable polyester resin composite in which nano cellulose crystals are dispersed
이소소르비드의 함량을 83.4g에서 61.4g으로 변경하고, 나노 셀룰로오스 섬유가 1 중량%로 분산된 수용액 84.2g을 대신하여 나노 셀룰로오스 결정이 1 중량%로 분산된 수용액 319.8g을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 A1과 동일한 방법으로 수행하여 용융 분산체를 제조하였다. 상기 용융 분산체는, 용융 분산체 총 중량을 기준으로, 나노 셀룰로오스 결정 5 중량%를 포함하였다.The content of isosorbide was changed from 83.4 g to 61.4 g, and 319.8 g of an aqueous solution in which nano cellulose crystals were dispersed at 1 wt % was used instead of 84.2 g of an aqueous solution in which nano cellulose fibers were dispersed at 1 wt %. , a molten dispersion was prepared in the same manner as in Example A1. The molten dispersion, based on the total weight of the molten dispersion, contained 5% by weight of nano cellulose crystals.
그 후, 5L의 용융 축합 반응기에 하기 표 1에 나타낸 조성의 반응물을 넣고, 실시예 A1과 동일한 방법으로 수행하여 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체를 제조하였다. 상기 실시예 A1과 동일한 방법으로 상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체 내의 나노 셀룰로오스 결정의 함량을 측정한 결과, 0.75 중량%이었고, 상기 실시예 A1과 동일한 방법으로 상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체의 평균 인장 강도를 측정한 결과, 39.4 MPa이었다. Thereafter, a reactant having the composition shown in Table 1 was put into a 5L melt-condensation reactor, and a biodegradable polyester resin composite was prepared in the same manner as in Example A1. As a result of measuring the content of nano cellulose crystals in the obtained biodegradable polyester resin composite in the same manner as in Example A1, it was 0.75 wt%, and in the same manner as in Example A1, the obtained biodegradable polyester resin composite As a result of measuring the average tensile strength of , it was 39.4 MPa.
상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체에 대하여 물성 평가를 실시하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The obtained biodegradable polyester resin composite was evaluated for physical properties, and the results are shown in Table 1 below.
실시예Example B4: 1.25 B4: 1.25 중량%의% by weight 나노 셀룰로오스 결정이 분산된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체의 제조 Preparation of biodegradable polyester resin composite in which nano cellulose crystals are dispersed
이소소르비드의 함량을 83.4g에서 49.0g으로 변경하고, 나노 셀룰로오스 섬유가 1 중량%로 분산된 수용액 84.2g을 대신하여 나노 셀룰로오스 결정이 1 중량%로 분산된 수용액 548.6g을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 A1과 동일한 방법으로 수행하여 용융 분산체를 제조하였다. 상기 용융 분산체는, 용융 분산체 총 중량을 기준으로, 나노 셀룰로오스 결정 10 중량%를 포함하였다.The content of isosorbide was changed from 83.4 g to 49.0 g, and 548.6 g of an aqueous solution in which nano cellulose crystals were dispersed at 1 wt % was used instead of 84.2 g of an aqueous solution in which nano cellulose fibers were dispersed at 1 wt %. , a molten dispersion was prepared in the same manner as in Example A1. The molten dispersion, based on the total weight of the molten dispersion, contained 10% by weight of nano cellulose crystals.
그 후, 5L의 용융 축합 반응기에 하기 표 1에 나타낸 조성의 반응물을 넣고, 실시예 A1과 동일한 방법으로 수행하여 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체를 제조하였다. 상기 실시예 A1과 동일한 방법으로 상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체 내의 나노 셀룰로오스 결정의 함량을 측정한 결과, 1.25 중량%이었고, 상기 실시예 A1과 동일한 방법으로 상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체의 평균 인장 강도를 측정한 결과, 44.4 MPa이었다. Thereafter, a reactant having the composition shown in Table 1 was put into a 5L melt-condensation reactor, and a biodegradable polyester resin composite was prepared in the same manner as in Example A1. As a result of measuring the content of nano cellulose crystals in the obtained biodegradable polyester resin composite in the same manner as in Example A1, it was 1.25 wt%, and the obtained biodegradable polyester resin composite in the same manner as in Example A1. As a result of measuring the average tensile strength of , it was 44.4 MPa.
상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체에 대하여 물성 평가를 실시하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The obtained biodegradable polyester resin composite was evaluated for physical properties, and the results are shown in Table 1 below.
<나노 셀룰로오스 섬유 및 나노 셀룰로오스 결정의 혼합물과 <A mixture of nanocellulose fibers and nanocellulose crystals and 무수당no sugar 알코올을 포함하는 용융 melt containing alcohol 분산체를dispersion 이용한 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체 제조 및 물성 평가> Preparation of biodegradable polyester resin composite using and evaluation of physical properties>
실시예Example C1: 나노 셀룰로오스 섬유 및 나노 셀룰로오스 결정의 혼합물 0.20 중량%가 분산된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체 제조 C1: Preparation of a biodegradable polyester resin composite in which 0.20 wt% of a mixture of nanocellulose fibers and nanocellulose crystals is dispersed
나노 셀룰로오스 섬유가 1 중량%로 분산된 수용액 84.2g을 대신하여 나노 셀룰로오스 섬유가 1 중량%로 분산된 수용액 42.1g 및 나노 셀룰로오스 결정이 1 중량%로 분산된 수용액 42.1g을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 A1과 동일한 방법으로 수행하여 용융 분산체를 제조하였다. 상기 용융 분산체는, 용융 분산체 총 중량을 기준으로, 나노 셀룰로오스 섬유 및 나노 셀룰로오스 결정의 혼합물 1 중량%를 포함하였다.Except for using 42.1 g of an aqueous solution in which nano-cellulose fibers are dispersed at 1 wt% and 42.1 g of an aqueous solution in which nano-cellulose fibers are dispersed at 1 wt%, 42.1 g of an aqueous solution in which nano-cellulose fibers are dispersed at 1 wt%, instead of 84.2 g of an aqueous solution in which nano-cellulose fibers are dispersed at 1 wt%, A molten dispersion was prepared in the same manner as in Example A1. The molten dispersion, based on the total weight of the molten dispersion, contained 1% by weight of a mixture of nano-cellulose fibers and nano-cellulose crystals.
그 후, 5L의 용융 축합 반응기에 하기 표 1에 나타낸 조성의 반응물을 넣고, 실시예 A1과 동일한 방법으로 수행하여 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체를 제조하였다. 상기 실시예 A1과 동일한 방법으로 상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체 내의 나노 셀룰로오스 섬유 및 나노 셀룰로오스 결정의 합계 함량을 측정한 결과, 0.20 중량%이었고, 상기 실시예 A1과 동일한 방법으로 상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체의 평균 인장 강도를 측정한 결과, 38.2 MPa이었다. Thereafter, a reactant having the composition shown in Table 1 was put into a 5L melt-condensation reactor, and a biodegradable polyester resin composite was prepared in the same manner as in Example A1. As a result of measuring the total content of nano-cellulose fibers and nano-cellulose crystals in the biodegradable polyester resin composite obtained in the same manner as in Example A1, it was 0.20 wt%, and in the same manner as in Example A1, the obtained biodegradation As a result of measuring the average tensile strength of the sex polyester resin composite, it was 38.2 MPa.
상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체에 대하여 물성 평가를 실시하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The obtained biodegradable polyester resin composite was evaluated for physical properties, and the results are shown in Table 1 below.
실시예Example C2: 나노 셀룰로오스 섬유 및 나노 셀룰로오스 결정의 혼합물 0.45 중량%가 분산된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체 제조 C2: Preparation of a biodegradable polyester resin composite in which 0.45 wt% of a mixture of nano cellulose fibers and nano cellulose crystals is dispersed
이소소르비드의 함량을 83.4g에서 62.7g으로 변경하고, 나노 셀룰로오스 섬유가 1 중량%로 분산된 수용액 84.2g을 대신하여 나노 셀룰로오스 섬유가 1 중량%로 분산된 수용액 95.95g 및 나노 셀룰로오스 결정이 1 중량%로 분산된 수용액 95.95g을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 A1과 동일한 방법으로 수행하여 용융 분산체를 제조하였다. 상기 용융 분산체는, 용융 분산체 총 중량을 기준으로, 나노 셀룰로오스 섬유 및 나노 셀룰로오스 결정의 혼합물 3 중량%를 포함하였다.The content of isosorbide was changed from 83.4 g to 62.7 g, and instead of 84.2 g of an aqueous solution in which nano cellulose fibers were dispersed at 1 wt %, 95.95 g of an aqueous solution in which nano cellulose fibers were dispersed at 1 wt % and nano cellulose crystals were 1 A molten dispersion was prepared in the same manner as in Example A1, except that 95.95 g of an aqueous solution dispersed in weight % was used. The molten dispersion contained 3% by weight of a mixture of nanocellulose fibers and nanocellulose crystals based on the total weight of the molten dispersion.
그 후, 5L의 용융 축합 반응기에 하기 표 1에 나타낸 조성의 반응물을 넣고, 실시예 A1과 동일한 방법으로 수행하여 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체를 제조하였다. 상기 실시예 A1과 동일한 방법으로 상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체 내의 나노 셀룰로오스 섬유 및 나노 셀룰로오스 결정의 합계 함량을 측정한 결과, 0.45 중량%이었고, 상기 실시예 A1과 동일한 방법으로 상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체의 평균 인장 강도를 측정한 결과, 37.6 MPa이었다. Thereafter, a reactant having the composition shown in Table 1 was put into a 5L melt-condensation reactor, and a biodegradable polyester resin composite was prepared in the same manner as in Example A1. As a result of measuring the total content of nano-cellulose fibers and nano-cellulose crystals in the biodegradable polyester resin composite obtained in the same manner as in Example A1, it was 0.45 wt%, and in the same manner as in Example A1, the obtained biodegradation As a result of measuring the average tensile strength of the sex polyester resin composite, it was 37.6 MPa.
상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체에 대하여 물성 평가를 실시하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The obtained biodegradable polyester resin composite was evaluated for physical properties, and the results are shown in Table 1 below.
실시예Example C3: 나노 셀룰로오스 섬유 및 나노 셀룰로오스 결정의 혼합물 0.575 중량%가 분산된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체 제조 C3: Preparation of biodegradable polyester resin composite in which 0.575 wt% of a mixture of nano cellulose fibers and nano cellulose crystals is dispersed
이소소르비드의 함량을 83.4g에서 47.8g으로 변경하고, 나노 셀룰로오스 섬유가 1 중량%로 분산된 수용액 84.2g을 대신하여 나노 셀룰로오스 섬유가 1 중량%로 분산된 수용액 126.0g 및 나노 셀룰로오스 결정이 1 중량%로 분산된 수용액 126.0g을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 A1과 동일한 방법으로 수행하여 용융 분산체를 제조하였다. 상기 용융 분산체는, 용융 분산체 총 중량을 기준으로, 나노 셀룰로오스 섬유 및 나노 셀룰로오스 결정의 혼합물 5 중량%를 포함하였다.The content of isosorbide was changed from 83.4 g to 47.8 g, and instead of 84.2 g of an aqueous solution in which nano cellulose fibers were dispersed at 1 wt %, 126.0 g of an aqueous solution in which nano cellulose fibers were dispersed at 1 wt % and nano cellulose crystals were 1 A molten dispersion was prepared in the same manner as in Example A1, except that 126.0 g of an aqueous solution dispersed in weight % was used. The molten dispersion, based on the total weight of the molten dispersion, contained 5% by weight of a mixture of nano-cellulose fibers and nano-cellulose crystals.
그 후, 5L의 용융 축합 반응기에 하기 표 1에 나타낸 조성의 반응물을 넣고, 실시예 A1과 동일한 방법으로 수행하여 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체를 제조하였다. 상기 실시예 A1과 동일한 방법으로 상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체 내의 나노 셀룰로오스 섬유 및 나노 셀룰로오스 결정의 합계 함량을 측정한 결과, 0.575 중량%이었고, 상기 실시예 A1과 동일한 방법으로 상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체의 평균 인장 강도를 측정한 결과, 38.2 MPa이었다. Thereafter, a reactant having the composition shown in Table 1 was put into a 5L melt-condensation reactor, and a biodegradable polyester resin composite was prepared in the same manner as in Example A1. As a result of measuring the total content of nano-cellulose fibers and nano-cellulose crystals in the biodegradable polyester resin composite obtained in the same manner as in Example A1, it was 0.575 wt%, and in the same manner as in Example A1, the obtained biodegradation As a result of measuring the average tensile strength of the sex polyester resin composite, it was 38.2 MPa.
상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체에 대하여 물성 평가를 실시하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The obtained biodegradable polyester resin composite was evaluated for physical properties, and the results are shown in Table 1 below.
실시예Example C4: 나노 셀룰로오스 섬유 및 나노 셀룰로오스 결정의 혼합물 2.0 C4: mixture of nanocellulose fibers and nanocellulose crystals 2.0 중량%가% by weight 분산된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체 제조 Preparation of dispersed biodegradable polyester resin composite
이소소르비드의 함량을 83.4g에서 75.8g으로 변경하고, 나노 셀룰로오스 섬유가 1 중량%로 분산된 수용액 84.2g을 대신하여 나노 셀룰로오스 섬유가 1 중량%로 분산된 수용액 420.5g 및 나노 셀룰로오스 결정이 1 중량%로 분산된 수용액 420.5g을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 A1과 동일한 방법으로 수행하여 용융 분산체를 제조하였다. 상기 용융 분산체는, 용융 분산체 총 중량을 기준으로, 나노 셀룰로오스 섬유 및 나노 셀룰로오스 결정의 혼합물 10 중량%를 포함하였다.The content of isosorbide was changed from 83.4 g to 75.8 g, and instead of 84.2 g of an aqueous solution in which nano cellulose fibers were dispersed at 1 wt %, 420.5 g of an aqueous solution in which nano cellulose fibers were dispersed at 1 wt % and nano cellulose crystals were 1 A molten dispersion was prepared in the same manner as in Example A1, except that 420.5 g of an aqueous solution dispersed in wt% was used. The molten dispersion contained 10% by weight of a mixture of nano-cellulose fibers and nano-cellulose crystals, based on the total weight of the molten dispersion.
그 후, 5L의 용융 축합 반응기에 하기 표 1에 나타낸 조성의 반응물을 넣고, 실시예 A1과 동일한 방법으로 수행하여 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체를 제조하였다. 상기 실시예 A1과 동일한 방법으로 상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체 내의 나노 셀룰로오스 섬유 및 나노 셀룰로오스 결정의 합계 함량을 측정한 결과, 2.0 중량%이었고, 상기 실시예 A1과 동일한 방법으로 상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체의 평균 인장 강도를 측정한 결과, 45.0 MPa이었다. Thereafter, a reactant having the composition shown in Table 1 was put into a 5L melt-condensation reactor, and a biodegradable polyester resin composite was prepared in the same manner as in Example A1. As a result of measuring the total content of nano-cellulose fibers and nano-cellulose crystals in the biodegradable polyester resin composite obtained in the same manner as in Example A1, it was 2.0 wt%, and in the same manner as in Example A1, the obtained biodegradation As a result of measuring the average tensile strength of the sex polyester resin composite, it was 45.0 MPa.
상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체에 대하여 물성 평가를 실시하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The obtained biodegradable polyester resin composite was evaluated for physical properties, and the results are shown in Table 1 below.
[표 1][Table 1]
[[ 비교예comparative example ]]
비교예comparative example A1: 나노 셀룰로오스 입자가 분산되지 않은 A1: Nanocellulose particles are not dispersed 무수당no sugar 알코올을 이용한 생분해성 폴리에스테르 수지 제조 및 물성 평가 Manufacture of biodegradable polyester resin using alcohol and evaluation of physical properties
실시예 A1에서 제조된 용융 분산체 84.24g을 대신하여 순수한 이소소르비드(NOVASORB®삼양사(제)) 84.24g을 사용하고, 이소소르비드-에틸렌 글리콜을 사용하지 않으며, 1,4-부탄디올의 함량을 표 2에 기재된 바와 같이 변경한 것을 제외하고는, 실시예 A1과 동일한 방법으로 수행하여 생분해성 폴리에스테르 수지를 수득하였다. 상기 실시예 A1과 동일한 방법으로 상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지의 평균 인장 강도를 측정한 결과, 21.0 MPa이었다. 84.24 g of pure isosorbide (NOVASORB® Samyang Corporation) was used instead of 84.24 g of the melt dispersion prepared in Example A1, and isosorbide-ethylene glycol was not used, and the content of 1,4-butanediol Except for changing as described in Table 2, it was carried out in the same manner as in Example A1 to obtain a biodegradable polyester resin. As a result of measuring the average tensile strength of the obtained biodegradable polyester resin in the same manner as in Example A1, it was 21.0 MPa.
상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지에 대하여 물성 평가를 실시하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.The obtained biodegradable polyester resin was evaluated for physical properties, and the results are shown in Table 2 below.
나노 셀룰로오스 입자를 함유하지 않는 비교예 A1의 생분해성 폴리에스테르 수지는 본 발명에 따른 실시예 A1 내지 A4, B1 내지 B4, 및 C1 내지 C4의 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체와 비교하여, 평균 인장강도가 매우 낮아, 기계적 물성이 열악함을 확인할 수 있었다.Compared to the biodegradable polyester resin composite of Examples A1 to A4, B1 to B4, and C1 to C4 according to the present invention, the biodegradable polyester resin of Comparative Example A1 not containing nano-cellulose particles had an average tensile strength It was very low, and it was confirmed that the mechanical properties were poor.
비교예comparative example A2: 나노 셀룰로오스가 입자가 분산되지 않은 A2: Nanocellulose is not dispersed in particles 무수당no sugar 알코올과 alcohol and 무수당no sugar 알코올-알킬렌 글리콜을 이용한 생분해성 폴리에스테르 수지 제조 및 물성 평가 Preparation of biodegradable polyester resin using alcohol-alkylene glycol and evaluation of physical properties
실시예 A1에서 제조된 용융 분산체 84.24g을 대신하여 순수한 이소소르비드(NOVASORB®삼양사(제)) 84.24g을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 A1과 동일한 방법으로 수행하여 생분해성 폴리에스테르 수지를 수득하였다. 상기 실시예 A1과 동일한 방법으로 상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지의 평균 인장 강도를 측정한 결과, 20.0 MPa이었다. A biodegradable polyester resin was prepared in the same manner as in Example A1, except that 84.24 g of pure isosorbide (NOVASORB® Samyang Corporation) was used instead of 84.24 g of the melt dispersion prepared in Example A1. obtained. As a result of measuring the average tensile strength of the obtained biodegradable polyester resin in the same manner as in Example A1, it was 20.0 MPa.
상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지에 대하여 물성 평가를 실시하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.The obtained biodegradable polyester resin was evaluated for physical properties, and the results are shown in Table 2 below.
나노 셀룰로오스 입자를 함유하지 않는 비교예 A2의 생분해성 폴리에스테르 수지는 본 발명에 따른 실시예 A1 내지 A4, B1 내지 B4, 및 C1 내지 C4의 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체와 비교하여, 평균 인장강도가 매우 낮아, 기계적 물성이 열악함을 확인할 수 있었다.Compared with the biodegradable polyester resin composite of Examples A1 to A4, B1 to B4, and C1 to C4 according to the present invention, the biodegradable polyester resin of Comparative Example A2 not containing nano-cellulose particles had an average tensile strength It was very low, and it was confirmed that the mechanical properties were poor.
비교예comparative example B1: 나노 셀룰로오스 섬유 분말 0.20 B1: Nano Cellulose Fiber Powder 0.20 중량%가% by weight 분산된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체 제조 및 물성 평가 Preparation of dispersed biodegradable polyester resin composite and evaluation of physical properties
70℃의 오븐에서 이소소르비드(NOVASORB®삼양사(제)) 83.4g을 가열하여 용융된 이소소르비드 83.4g을 얻었다. 상기 용융된 이소소르비드 83.4g에 분말 형태의 나노 셀룰로오스 섬유 0.84g을 직접 투입하고, 교반하여 용융된 이소소르비드 내에 나노 셀룰로오스 섬유를 분산시켰다. 그 후 동일 온도에서 초음파 발생기(sonicator)를 이용하여 1시간 가량 더 분산시켜, 나노 셀룰로오스 섬유가 분산된 이소소르비드(액상의 용융 분산체)를 제조하였다. 상기 용융 분산체는 용융 분산체 총 중량을 기준으로, 1 중량%의 나노 셀룰로오스 섬유를 포함하였다.83.4 g of isosorbide (NOVASORB® Samyang Co., Ltd.) was heated in an oven at 70° C. to obtain 83.4 g of molten isosorbide. 0.84 g of nano cellulose fibers in powder form were directly added to 83.4 g of the molten isosorbide, and the nanocellulose fibers were dispersed in the molten isosorbide by stirring. After that, it was further dispersed for about 1 hour using an ultrasonicator at the same temperature to prepare isosorbide (liquid molten dispersion) in which nanocellulose fibers were dispersed. The molten dispersion contained 1% by weight of nano cellulose fibers based on the total weight of the molten dispersion.
그 후 5L의 용융 축합 반응기에 하기 표 2에 나타낸 조성의 반응물을 넣고, 산 성분(디메틸테레프탈레이트, DMT)을 기준으로 750 ppm의 티타늄계 촉매를 첨가한 후, 온도를 208℃까지 승온시켜 에스테르화 반응을 진행하였으며, 부산물로 생성되는 물과 알코올을 제거하였다. 부산물인 알코올이 계외로 알코올의 이론적 발생량 대비 80% 유출되었을 때, 축중합 촉매를 산 성분(DMT)을 기준으로 550ppm을 첨가하여 238℃까지 온도를 승온시키면서 반응계의 압력을 1 mmHg까지 서서히 감압하여 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체를 제조하였다. 상기 실시예 A1과 동일한 방법으로 상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체 내의 나노 셀룰로오스 섬유의 함량을 측정한 결과, 0.20 중량%이었고, 상기 실시예 A1과 동일한 방법으로 상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체의 평균 인장 강도를 측정한 결과, 22.0 MPa이었다. Then, put the reactant of the composition shown in Table 2 below in a 5L melt-condensation reactor, add 750 ppm of a titanium-based catalyst based on the acid component (dimethyl terephthalate, DMT), and then increase the temperature to 208 ° C. to ester The reaction was carried out, and water and alcohol produced as by-products were removed. When alcohol, a by-product, flows out of the system by 80% of the theoretical amount of alcohol generated, 550 ppm of the polycondensation catalyst is added based on the acid component (DMT), the temperature is raised to 238°C, and the pressure of the reaction system is gradually reduced to 1 mmHg. A biodegradable polyester resin composite was prepared. As a result of measuring the content of nano-cellulose fibers in the biodegradable polyester resin composite obtained in the same manner as in Example A1, it was 0.20 wt%, and the obtained biodegradable polyester resin composite in the same manner as in Example A1. As a result of measuring the average tensile strength of , it was 22.0 MPa.
상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체에 대하여 물성 평가를 실시하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.The obtained biodegradable polyester resin composite was evaluated for physical properties, and the results are shown in Table 2 below.
비교예 B1의 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체는 본 발명에 따른 실시예 A1 내지 A4, B1 내지 B4, 및 C1 내지 C4의 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체와 비교하여, 평균 인장강도가 매우 낮아, 기계적 물성이 열악함을 확인할 수 있었다.Compared to the biodegradable polyester resin composites of Examples A1 to A4, B1 to B4, and C1 to C4 according to the present invention, the biodegradable polyester resin composite of Comparative Example B1 has very low average tensile strength, and mechanical properties I could see how bad it was.
비교예comparative example B2: 나노 셀룰로오스 섬유 분말 1.0 B2: Nano Cellulose Fiber Powder 1.0 중량%가% by weight 분산된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체 제조 및 물성 평가 Preparation of dispersed biodegradable polyester resin composite and evaluation of physical properties
이소소르비드의 함량을 83.4g에서 39.6g으로 변경하고, 분말 형태의 나노 셀룰로오스 섬유의 함량을 0.84g에서 4.4g으로 변경한 것을 제외하고는, 상기 비교예 B1과 동일한 방법으로 수행하여 나노 셀룰로오스 섬유가 분산된 이소소르비드(액상의 용융 분산체)를 수득하였다. 상기 용융 분산체는 용융 분산체 총 중량을 기준으로, 10 중량%의 나노 셀룰로오스 섬유를 포함하였다. Except that the content of isosorbide was changed from 83.4 g to 39.6 g, and the content of nano-cellulose fibers in powder form was changed from 0.84 g to 4.4 g, it was carried out in the same manner as in Comparative Example B1, nano-cellulose fibers An isosorbide (liquid molten dispersion) in which was dispersed was obtained. The molten dispersion contained 10% by weight of nano cellulose fibers based on the total weight of the molten dispersion.
그 후 5L의 용융 축합 반응기에 하기 표 2에 나타낸 조성의 반응물을 넣고, 실시예 A1과 동일한 방법으로 수행하여 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체를 제조하였다. 상기 실시예 A1과 동일한 방법으로 상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체 내의 나노 셀룰로오스 섬유의 함량을 측정한 결과, 1.0 중량%이었고, 상기 실시예 A1과 동일한 방법으로 상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체의 평균 인장 강도를 측정한 결과, 20.6 MPa이었다. Thereafter, a reactant having the composition shown in Table 2 was put into a 5L melt-condensation reactor, and a biodegradable polyester resin composite was prepared in the same manner as in Example A1. As a result of measuring the content of nano-cellulose fibers in the biodegradable polyester resin composite obtained in the same manner as in Example A1, it was 1.0 wt %, and the obtained biodegradable polyester resin composite in the same manner as in Example A1. As a result of measuring the average tensile strength of , it was 20.6 MPa.
상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체에 대하여 물성 평가를 실시하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.The obtained biodegradable polyester resin composite was evaluated for physical properties, and the results are shown in Table 2 below.
비교예 B2의 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체는 본 발명에 따른 실시예 A1 내지 A4, B1 내지 B4, 및 C1 내지 C4의 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체와 비교하여, 평균 인장강도가 매우 낮아, 기계적 물성이 열악함을 확인할 수 있었다.Compared to the biodegradable polyester resin composites of Examples A1 to A4, B1 to B4, and C1 to C4 according to the present invention, the biodegradable polyester resin composite of Comparative Example B2 has very low average tensile strength, and mechanical properties I could see how bad it was.
비교예comparative example B3: 나노 셀룰로오스 결정 분말 0.20 B3: Nano Cellulose Crystal Powder 0.20 중량%가% by weight 분산된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체 제조 및 물성 평가 Preparation of dispersed biodegradable polyester resin composite and evaluation of physical properties
분말 형태의 나노 셀룰로오스 섬유 0.84g을 대신하여 분말 형태의 나노 셀룰로오스 결정 0.84g을 사용한 것을 제외하고는, 상기 비교예 B1과 동일한 방법으로 수행하여 나노 셀룰로오스 결정이 분산된 이소소르비드(액상의 용융 분산체)를 수득하였다. 상기 용융 분산체는, 용융 분산체 총 중량을 기준으로, 1 중량%의 나노 셀룰로오스 결정을 포함하였다. Except for using 0.84 g of powdered nano cellulose crystals instead of 0.84 g of powdered nano cellulose fibers, it was performed in the same manner as in Comparative Example B1, and isosorbide in which nano cellulose crystals were dispersed (liquid melt dispersion) sieve) was obtained. The molten dispersion, based on the total weight of the molten dispersion, contained 1% by weight of nano cellulose crystals.
그 후 5L의 용융 축합 반응기에 하기 표 2에 나타낸 조성의 반응물을 넣고, 실시예 A1과 동일한 방법으로 수행하여 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체를 제조하였다. 상기 실시예 A1과 동일한 방법으로 상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체 내의 나노 셀룰로오스 결정의 함량을 측정한 결과, 0.20 중량%이었고, 상기 실시예 A1과 동일한 방법으로 상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체의 평균 인장 강도를 측정한 결과, 20.6 MPa이었다. Thereafter, a reactant having the composition shown in Table 2 was put into a 5L melt-condensation reactor, and a biodegradable polyester resin composite was prepared in the same manner as in Example A1. As a result of measuring the content of nano cellulose crystals in the biodegradable polyester resin composite obtained in the same manner as in Example A1, it was 0.20 wt%, and in the same manner as in Example A1, the obtained biodegradable polyester resin composite As a result of measuring the average tensile strength of , it was 20.6 MPa.
상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체에 대하여 물성 평가를 실시하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.The obtained biodegradable polyester resin composite was evaluated for physical properties, and the results are shown in Table 2 below.
비교예 B3의 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체는 본 발명에 따른 실시예 A1 내지 A4, B1 내지 B4, 및 C1 내지 C4의 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체와 비교하여, 평균 인장강도가 매우 낮아, 기계적 물성이 열악함을 확인할 수 있었다.Compared with the biodegradable polyester resin composites of Examples A1 to A4, B1 to B4, and C1 to C4 according to the present invention, the biodegradable polyester resin composite of Comparative Example B3 has very low average tensile strength, and mechanical properties I could see how bad it was.
비교예comparative example B4: 나노 셀룰로오스 결정 분말 1.25 B4: Nano Cellulose Crystal Powder 1.25 중량%가% by weight 분산된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체 제조 및 물성 평가 Preparation of dispersed biodegradable polyester resin composite and evaluation of physical properties
이소소르비드의 함량을 83.4g에서 49.0g으로 변경하고, 분말 형태의 나노 셀룰로오스 섬유 0.84g을 대신하여 분말 형태의 나노 셀룰로오스 결정 5.45g을 사용한 것을 제외하고는, 상기 비교예 B1과 동일한 방법으로 수행하여 나노 셀룰로오스 섬유가 분산된 이소소르비드(액상의 용융 분산체)를 수득하였다. 상기 용융 분산체는, 용융 분산체 총 중량을 기준으로, 10 중량%의 나노 셀룰로오스 결정을 포함하였다. The content of isosorbide was changed from 83.4 g to 49.0 g, and 5.45 g of nano cellulose crystals in powder form were used instead of 0.84 g of nano cellulose fibers in powder form. Performed in the same manner as in Comparative Example B1. to obtain isosorbide (liquid molten dispersion) in which nanocellulose fibers are dispersed. The molten dispersion, based on the total weight of the molten dispersion, contained 10% by weight of nano cellulose crystals.
그 후 5L의 용융 축합 반응기에 하기 표 2에 나타낸 조성의 반응물을 넣고, 실시예 A1과 동일한 방법으로 수행하여 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체를 제조하였다. 상기 실시예 A1과 동일한 방법으로 상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체 내의 나노 셀룰로오스 결정의 함량을 측정한 결과, 1.25 중량%이었고, 상기 실시예 A1과 동일한 방법으로 상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체의 평균 인장 강도를 측정한 결과, 21.8 MPa이었다. Thereafter, a reactant having the composition shown in Table 2 was put into a 5L melt-condensation reactor, and a biodegradable polyester resin composite was prepared in the same manner as in Example A1. As a result of measuring the content of nano cellulose crystals in the obtained biodegradable polyester resin composite in the same manner as in Example A1, it was 1.25 wt%, and the obtained biodegradable polyester resin composite in the same manner as in Example A1. As a result of measuring the average tensile strength of , it was 21.8 MPa.
상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체에 대하여 물성 평가를 실시하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.The obtained biodegradable polyester resin composite was evaluated for physical properties, and the results are shown in Table 2 below.
비교예 B4의 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체는 본 발명에 따른 실시예 A1 내지 A4, B1 내지 B4, 및 C1 내지 C4의 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체와 비교하여, 평균 인장강도가 매우 낮아, 기계적 물성이 열악함을 확인할 수 있었다.Compared to the biodegradable polyester resin composites of Examples A1 to A4, B1 to B4, and C1 to C4 according to the present invention, the biodegradable polyester resin composite of Comparative Example B4 has very low average tensile strength, and mechanical properties I could see how bad it was.
비교예comparative example B5: 나노 셀룰로오스 섬유 분말 및 나노 셀룰로오스 결정 분말의 혼합물 0.20 B5: a mixture of nano cellulose fiber powder and nano cellulose crystal powder 0.20 중량%가% by weight 분산된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체 제조 및 물성 평가 Preparation of dispersed biodegradable polyester resin composite and evaluation of physical properties
분말 형태의 나노 셀룰로오스 섬유 0.84g을 대신하여 분말 형태의 나노 셀룰로오스 섬유 0.42g 및 분말 형태의 나노 셀룰로오스 결정 0.42g을 사용한 것을 제외하고는, 상기 비교예 B1과 동일한 방법으로 수행하여 나노 셀룰로오스 섬유 및 나노 셀룰로오스 결정이 분산된 이소소르비드(액상의 용융 분산체)를 수득하였다. 상기 용융 분산체는, 용융 분산체 총 중량을 기준으로, 나노 셀룰로오스 섬유 및 나노 셀룰로오스 결정의 혼합물 1 중량%를 포함하였다. Except for using 0.42 g of powdered nano cellulose fibers and 0.42 g of powdered nano cellulose crystals instead of 0.84 g of powdered nano cellulose fibers, it was carried out in the same manner as in Comparative Example B1. An isosorbide (liquid molten dispersion) in which cellulose crystals were dispersed was obtained. The molten dispersion, based on the total weight of the molten dispersion, contained 1% by weight of a mixture of nano-cellulose fibers and nano-cellulose crystals.
그 후 5L의 용융 축합 반응기에 하기 표 2에 나타낸 조성의 반응물을 넣고, 실시예 A1과 동일한 방법으로 수행하여 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체를 제조하였다. 상기 실시예 A1과 동일한 방법으로 상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체 내의 나노 셀룰로오스 섬유 및 나노 셀룰로오스 결정의 합계 함량을 측정한 결과, 0.20 중량%이었고, 상기 실시예 A1과 동일한 방법으로 상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체의 평균 인장 강도를 측정한 결과, 19.8 MPa이었다. Thereafter, a reactant having the composition shown in Table 2 was put into a 5L melt-condensation reactor, and a biodegradable polyester resin composite was prepared in the same manner as in Example A1. As a result of measuring the total content of nano-cellulose fibers and nano-cellulose crystals in the biodegradable polyester resin composite obtained in the same manner as in Example A1, it was 0.20 wt%, and in the same manner as in Example A1, the obtained biodegradation As a result of measuring the average tensile strength of the sex polyester resin composite, it was 19.8 MPa.
상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체에 대하여 물성 평가를 실시하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.The obtained biodegradable polyester resin composite was evaluated for physical properties, and the results are shown in Table 2 below.
비교예 B5의 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체는 본 발명에 따른 실시예 A1 내지 A4, B1 내지 B4, 및 C1 내지 C4의 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체와 비교하여, 평균 인장강도가 매우 낮아, 기계적 물성이 열악함을 확인할 수 있었다.Compared with the biodegradable polyester resin composites of Examples A1 to A4, B1 to B4, and C1 to C4 according to the present invention, the biodegradable polyester resin composite of Comparative Example B5 had a very low average tensile strength, and mechanical properties were I could see how bad it was.
비교예comparative example B6: 나노 셀룰로오스 섬유 분말 및 나노 셀룰로오스 결정 분말의 혼합물 2.0 B6: Mixture of Nano Cellulose Fiber Powder and Nano Cellulose Crystal Powder 2.0 중량%가% by weight 분산된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체 제조 및 물성 평가 Preparation of dispersed biodegradable polyester resin composite and evaluation of physical properties
이소소르비드의 함량을 83.4g에서 75.8g으로 변경하고, 분말 형태의 나노 셀룰로오스 섬유 0.84g을 대신하여 분말 형태의 나노 셀룰로오스 섬유 4.21g 및 분말 형태의 나노 셀룰로오스 결정 4.21g을 사용한 것을 제외하고는, 상기 비교예 B1과 동일한 방법으로 수행하여 나노 셀룰로오스 섬유 및 나노 셀룰로오스 결정이 분산된 이소소르비드(액상의 용융 분산체)를 수득하였다. 상기 용융 분산체는, 용융 분산체 총 중량을 기준으로, 나노 셀룰로오스 섬유 및 나노 셀룰로오스 결정의 혼합물 10 중량%를 포함하였다. The content of isosorbide was changed from 83.4 g to 75.8 g, and 4.21 g of nano cellulose fibers in powder form and 4.21 g of nano cellulose crystals in powder form were used instead of 0.84 g of nano cellulose fibers in powder form. In the same manner as in Comparative Example B1, isosorbide (liquid molten dispersion) in which nanocellulose fibers and nanocellulose crystals were dispersed was obtained. The molten dispersion contained 10% by weight of a mixture of nano-cellulose fibers and nano-cellulose crystals, based on the total weight of the molten dispersion.
그 후 5L의 용융 축합 반응기에 하기 표 2에 나타낸 조성의 반응물을 넣고, 실시예 A1과 동일한 방법으로 수행하여 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체를 제조하였다. 상기 실시예 A1과 동일한 방법으로 상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체 내의 나노 셀룰로오스 섬유 및 나노 셀룰로오스 결정의 합계 함량을 측정한 결과, 2.0 중량%이었고, 상기 실시예 A1과 동일한 방법으로 상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체의 평균 인장 강도를 측정한 결과, 23.4 MPa이었다. Thereafter, a reactant having the composition shown in Table 2 was put into a 5L melt-condensation reactor, and a biodegradable polyester resin composite was prepared in the same manner as in Example A1. As a result of measuring the total content of nano-cellulose fibers and nano-cellulose crystals in the biodegradable polyester resin composite obtained in the same manner as in Example A1, it was 2.0 wt%, and in the same manner as in Example A1, the obtained biodegradation As a result of measuring the average tensile strength of the sex polyester resin composite, it was 23.4 MPa.
상기 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체에 대하여 물성 평가를 실시하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.The obtained biodegradable polyester resin composite was evaluated for physical properties, and the results are shown in Table 2 below.
비교예 B6의 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체는 본 발명에 따른 실시예 A1 내지 A4, B1 내지 B4, 및 C1 내지 C4의 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체와 비교하여, 평균 인장강도가 매우 낮아, 기계적 물성이 열악함을 확인할 수 있었다.Compared to the biodegradable polyester resin composites of Examples A1 to A4, B1 to B4, and C1 to C4 according to the present invention, the biodegradable polyester resin composite of Comparative Example B6 has very low average tensile strength, and mechanical properties I could see how bad it was.
[표 2][Table 2]
<생분해성 폴리에스테르 수지 복합체 내의 나노 셀룰로오스 입자의 분산 균일성 평가><Evaluation of uniformity of dispersion of nano-cellulose particles in biodegradable polyester resin composite>
상기의 실시예 A1 내지 A4, B1 내지 B4, 및 C1 내지 C4와 비교예 B1 내지 B6에서 수득된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체 각각의 5개의 인장 시편에 대한 인장강도, 그리고 이들의 평균 값과 표준 편차를 측정하여 하기 표 3에 나타내었다.Tensile strength of each of the five tensile specimens of the biodegradable polyester resin composites obtained in Examples A1 to A4, B1 to B4, and C1 to C4 and Comparative Examples B1 to B6, and their average values and standard deviations was measured and shown in Table 3 below.
[표 3][Table 3]
[물성 평가][Evaluation of physical properties]
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체의 물성 평가는 다음과 같이 진행하였다.The evaluation of the physical properties of the biodegradable polyester resin composite prepared in Examples and Comparative Examples was performed as follows.
(1) 고유 점도(IV): 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체를 페놀과 테트라클로로에탄의 혼합물(중량비 = 50:50)에 녹여 0.5 중량% 용액을 제조한 후, 우베로드 점도계를 이용하여 35℃에서 고유 점도를 측정하였다.(1) Intrinsic Viscosity (IV): After dissolving the biodegradable polyester resin composite in a mixture of phenol and tetrachloroethane (weight ratio = 50:50) to prepare a 0.5 wt% solution, using an Uberod viscometer at 35 ° C. Intrinsic viscosity was measured.
(2) 인장 강도: ASTM D638에 의거하여, 만능 시험기 (UTM)를 이용하여 인장 강도를 측정하였다.(2) Tensile strength: According to ASTM D638, the tensile strength was measured using a universal testing machine (UTM).
상기 표 3에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 A1 내지 A4, B1 내지 B4, 및 C1 내지 C4의 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체는 나노 셀룰로오스 입자를 함유한 수분산액을 무수당 알코올에 분산시켜 제조된 용융 분산체를 이용함으로써, 나노 셀룰로오스 입자를 포함하지 않는 생분해성 폴리에스테르 수지(비교예 A1 및 A2)와 대비하여, 기계적 물성(인장 강도)이 현저하게 향상되었다. As shown in Table 3, the biodegradable polyester resin composites of Examples A1 to A4, B1 to B4, and C1 to C4 according to the present invention were prepared by dispersing an aqueous dispersion containing nanocellulose particles in anhydrosugar alcohol. By using the melted dispersion, the mechanical properties (tensile strength) were remarkably improved compared to the biodegradable polyester resins (Comparative Examples A1 and A2) not containing nanocellulose particles.
특히 본 발명에 따른 실시예 A1 내지 A4, B1 내지 B4, 및 C1 내지 C4의 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체 각각의 인장 시편 5개의 인장 강도의 평균 및 표준 편차를 측정한 결과, 인장 시편 5개의 인장 강도의 표준 편차 범위가 0.89 MPa 이하의 범위로 5개의 인장 시편의 인장 강도가 서로 동등 수준으로 인장 강도 편차가 낮았다. 이로부터 본 발명에 따른 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체 내에 나노 셀룰로오스 입자가 균일하게 분산되어 있음을 알 수 있다. In particular, as a result of measuring the average and standard deviation of the tensile strength of five tensile specimens of each of the biodegradable polyester resin composites of Examples A1 to A4, B1 to B4, and C1 to C4 according to the present invention, the tensile strength of five tensile specimens With a standard deviation range of 0.89 MPa or less, the tensile strengths of the five tensile specimens were equal to each other, and the tensile strength deviation was low. From this, it can be seen that the nano-cellulose particles are uniformly dispersed in the biodegradable polyester resin composite according to the present invention.
이에 반해, 비교예 A1의 생분해성 폴리에스테르 수지는 나노 셀룰로오스 입자 및 무수당 알코올-알킬렌 글리콜을 함유하지 않아서, 분자량이 저하되었고, 기계적 물성 또한 본 발명에 따른 실시예의 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체와 대비하여 현저하게 열악하였고, 비교예 A2의 생분해성 폴리에스테르 수지는 나노 셀룰로오스 입자를 함유하지 않아서, 기계적 물성이 본 발명에 따른 실시예의 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체와 대비하여 현저하게 열악하였다.On the other hand, the biodegradable polyester resin of Comparative Example A1 did not contain nano cellulose particles and anhydrosugar alcohol-alkylene glycol, so the molecular weight was lowered, and mechanical properties were also obtained with the biodegradable polyester resin composite of Examples according to the present invention. It was remarkably poor compared to the biodegradable polyester resin of Comparative Example A2 did not contain nano-cellulose particles, and mechanical properties were remarkably poor compared to the biodegradable polyester resin composite of Examples according to the present invention.
또한 상기 표 3에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따르지 않는 비교예 B1 내지 B6의 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체의 경우, 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체 내에 나노 셀룰로오스 입자가 균일하게 분산되어 있지 않아, 측정되는 인장 시편에 따라 인장 강도의 편차가 크게 나타났다. In addition, as shown in Table 3, in the case of the biodegradable polyester resin composites of Comparative Examples B1 to B6 according to the present invention, the nanocellulose particles are not uniformly dispersed in the biodegradable polyester resin composite, so the measured tensile strength There was a large variation in tensile strength depending on the specimen.
구체적으로, 비교예 B1 내지 B6의 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체 각각의 인장 시편 5개의 인장 강도의 평균 및 표준 편차를 측정한 결과, 인장 시편 5개의 인장 강도의 표준 편차 범위가 3.32 MPa 내지 6.84 MPa로 인장 강도의 편차가 매우 컸으며, 이는 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체 내에 나노 셀룰로오스 입자가 불균일하게 분산되어 있음을 나타내었다.Specifically, as a result of measuring the average and standard deviation of the tensile strength of five tensile specimens of each of the biodegradable polyester resin composites of Comparative Examples B1 to B6, the standard deviation range of the tensile strength of the five tensile specimens was 3.32 MPa to 6.84 MPa. The variation in tensile strength was very large, indicating that the nano-cellulose particles were non-uniformly dispersed in the biodegradable polyester resin composite.
상기와 같이, 본 발명에 따른 실시예 A1 내지 A4, B1 내지 B4, 및 C1 내지 C4의 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체의 경우, 나노 셀룰로오스 입자가 상기 복합체 내에 균일하게 분산되어 있어, 인장 강도가 높게 구현되고, 균일하 물성을 나타내었으나, 본 발명에 따르지 않은 비교예 B1 내지 B6의 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체의 경우, 나노 셀룰로오스 입자가 상기 복합체 내에 균일하게 분산되어 있지 않아, 본 발명에 따른 실시예의 생분해성 폴리에스테르 수지 복합체와 비교하여, 상대적으로 열악한 인장 강도가 구현되었고, 균일하지 않은 물성을 나타내었다.As described above, in the case of the biodegradable polyester resin composites of Examples A1 to A4, B1 to B4, and C1 to C4 according to the present invention, the nanocellulose particles are uniformly dispersed in the composite, and thus the tensile strength is high. In the case of the biodegradable polyester resin composites of Comparative Examples B1 to B6, which were not uniformly dispersed in the composite, the nanocellulose particles were not uniformly dispersed in the composite, but the biodegradation of Examples according to the present invention Compared with the sex polyester resin composite, relatively poor tensile strength was realized and non-uniform physical properties were exhibited.
Claims (15)
매트릭스 수지 및 상기 매트릭스 수지에 분산되어 있는 나노 재료를 포함하며,
여기서 상기 매트릭스 수지는, 상기 나노 재료가 그 내부에 분산된 무수당 알코올의 용융 분산체 및 무수당 알코올-알킬렌 글리콜을 포함하는 디올 성분과 디카르복실 성분의 중합 반응 생성물인 폴리에스테르 수지이고,
상기 무수당 알코올의 용융 분산체는 상기 나노 재료를 수분산액 상태로 무수당 알코올에 도입하여 얻어진 것이며,
복합체가 3 MPa 이하의 인장 강도 표준 편차를 나타내는,
생분해성 폴리에스테르 복합체.A biodegradable polyester composite comprising:
It includes a matrix resin and a nanomaterial dispersed in the matrix resin,
Here, the matrix resin is a polyester resin that is a polymerization reaction product of a diol component and a dicarboxyl component containing a melt dispersion of anhydrosugar alcohol and anhydrosugar alcohol-alkylene glycol in which the nanomaterial is dispersed,
The melt dispersion of the anhydrosugar alcohol is obtained by introducing the nanomaterial into the anhydrosugar alcohol in an aqueous dispersion state,
wherein the composite exhibits a standard deviation of tensile strength of 3 MPa or less;
Biodegradable polyester composite.
나노 재료가 그 내부에 분산된 무수당 알코올의 용융 분산체 및 무수당 알코올-알킬렌 글리콜을 포함하는 디올 성분과 디카르복실 성분을 중합 반응시키는 단계를 포함하며,
여기서 상기 무수당 알코올의 용융 분산체는 나노 재료를 수분산액 상태로 무수당 알코올에 도입하여 얻어진 것이며,
복합체가 3 MPa 이하의 인장 강도 표준 편차를 나타내는,
생분해성 폴리에스테르 복합체의 제조 방법.A method for producing a biodegradable polyester composite, comprising:
A nanomaterial comprising the step of polymerizing a diol component and a dicarboxyl component including a melt dispersion of anhydrosugar alcohol and anhydrosugar alcohol dispersed therein and anhydrosugar alcohol-alkylene glycol,
Here, the melt dispersion of the anhydrosugar alcohol is obtained by introducing the nanomaterial into the anhydrosugar alcohol in an aqueous dispersion state,
wherein the composite exhibits a standard deviation of tensile strength of 3 MPa or less;
A method for producing a biodegradable polyester composite.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190143440A KR102438625B1 (en) | 2019-11-11 | 2019-11-11 | Biodegradable polyester composite using melt dispersion of anhydrosugar alcohol and method for preparing the same, and molded article comprising the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190143440A KR102438625B1 (en) | 2019-11-11 | 2019-11-11 | Biodegradable polyester composite using melt dispersion of anhydrosugar alcohol and method for preparing the same, and molded article comprising the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20210057255A KR20210057255A (en) | 2021-05-21 |
KR102438625B1 true KR102438625B1 (en) | 2022-09-01 |
Family
ID=76157723
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020190143440A KR102438625B1 (en) | 2019-11-11 | 2019-11-11 | Biodegradable polyester composite using melt dispersion of anhydrosugar alcohol and method for preparing the same, and molded article comprising the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102438625B1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20240122101A (en) * | 2023-02-03 | 2024-08-12 | 에스케이리비오 주식회사 | Biodegradable polyester resin composition, biodegradable polyester film comprising same and biodegradable polyester molded product |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109134834A (en) * | 2018-08-28 | 2019-01-04 | 华润化学材料科技有限公司 | The preparation method of isobide copolyesters |
-
2019
- 2019-11-11 KR KR1020190143440A patent/KR102438625B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109134834A (en) * | 2018-08-28 | 2019-01-04 | 华润化学材料科技有限公司 | The preparation method of isobide copolyesters |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Arindam Chakrabarty 외 1인, Recent Advances in Nanocellulose Composites with Polymers: A Guide for Choosing Partners and How to Incorporate Them, Polymers 2018, 10, 517, pp. 1-47* |
Seul-A Park 외 8인, Preparation of synergistically reinforced transparent bio-polycarbonate nanocomposites with highly dispersed cellulose nanocrystals, Green Chem., 2019, 21, pp. 5212-5221* |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20210057255A (en) | 2021-05-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102438607B1 (en) | Biodegradable polyester composite using solid dispersion of anhydrosugar alcohol and method for preparing the same, and molded article comprising the same | |
Hu et al. | Fully bio-based poly (propylene succinate-co-propylene furandicarboxylate) copolyesters with proper mechanical, degradation and barrier properties for green packaging applications | |
CN108034200A (en) | A kind of biodegradable aliphatic-aromatic copolyester master batch and preparation method thereof | |
KR20140031010A (en) | Method for continuous production of biodegradable aliphatic/aromatic polyester copolymer | |
US20100120957A1 (en) | Processes for making copolymers using macrocyclic oligoesters, and copolymers therefrom | |
KR20150002624A (en) | Polymers, the process for the synthesis thereof and compositions comprising same | |
EP3091052A1 (en) | Biodegradable polyester resin compound for foaming and foam obtained therefrom | |
CN107245140B (en) | Aliphatic-aromatic copolyester of high molecular weight and its preparation method and application | |
KR102131286B1 (en) | Bio-degradable composite with improved mechanical properties and manufacturing method thereof | |
Fang et al. | Spent coffee Grounds/Poly (butylene succinate) biocomposites with Robust mechanical property and heat resistance via reactive compatibilization | |
KR102438625B1 (en) | Biodegradable polyester composite using melt dispersion of anhydrosugar alcohol and method for preparing the same, and molded article comprising the same | |
KR102210711B1 (en) | Biodegradable copolymer polyester resin comprising anhydrosugar alcohol and anhydrosugar alcohol-alkylene glycol and method for preparing the same | |
KR20080032186A (en) | Macrocyclic polyester oligomers as carriers and/or flow modifier additives for thermoplastics | |
KR20220032056A (en) | Polyester Polymer Nanocomposite | |
KR102438613B1 (en) | Polyester composite using solid dispersion of anhydrosugar alcohol and method for preparing the same, and molded article comprising the same | |
KR102438628B1 (en) | Polyester composite using melt dispersion of anhydrosugar alcohol and method for preparing the same, and molded article comprising the same | |
KR101317767B1 (en) | Biodegradable polyester and manufacturing method thereof | |
KR102461539B1 (en) | Polycarbonate composite using solid dispersion of anhydrosugar alcohol and method for preparing the same, and molded article comprising the same | |
JP2015081326A (en) | Cellulose resin using cardanol analog and method of producing the same | |
US20200190273A1 (en) | Method for producing a composite material | |
KR102589190B1 (en) | Biodegradable polyester copolymer comprising crosslinked anhydrosugar alcohol-alkylene glycol with isocyanate and preparation method thereof, and molded article comprising the same | |
KR102461546B1 (en) | Polycarbonate composite using melt dispersion of anhydrosugar alcohol and method for preparing the same, and molded article comprising the same | |
KR20230122622A (en) | Polyester polymer nanocomposites | |
Xie et al. | Comparison of Eco-friendly Ti–M Bimetallic Coordination Catalysts and Commercial Monometallic Sb-or Ti-Based Catalysts for the Synthesis of Poly (ethylene-co-isosorbide terephthalate) | |
Kim et al. | Effect of dimethyl 1, 4-cyclohexane dicarboxylate on mechanical properties and crystallization behavior of polytrimethylene terephthalate co-polymer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right |