KR102598283B1 - Cellulose-polymer mixed nanofibers derived from rice husks extract and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 왕겨 추출물 유래 셀룰로오스-고분자 혼합 나노섬유 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 왕겨로부터 실리카를 추출한 후 남은 건조 성분을 산성 용매를 이용하여 셀룰로오스 성분을 추출하고, 상기 왕겨로부터 추출된 셀룰로오스 성분과 고분자를 혼합하여 점도 및 전도성을 조절하여 전기방사함으로써 셀룰로오스-고분자 혼합 나노섬유를 제조하는 방법에 관한 것이다. 이를 위해, 상기 제조방법은 (A) 바이오매스와 산성 용매를 혼합 교반하여 상기 바이오매스를 일부 용해시켜 셀룰로오스를 추출하는 단계; (B) 상기 셀룰로오스 추출 후 고형물만을 분리 제거하여 셀룰로오스 용액을 수득하는 단계; (C) 상기 셀룰로오스 용액에 덱스트란, β-사이클로덱스트린, 폴리비닐알코올, 폴리메틸메타크릴레이트, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 고분자를 첨가하여 혼합 용액을 형성하는 단계; (D) 상기 혼합 용액을 초음파 처리하여 교반하는 단계; 및 (E) 상기 교반한 혼합 용액을 전기방사하여 셀룰로오스-고분자 혼합 나노섬유를 수득하는 단계;를 포함한다. 본 발명에 따른 방법에 의해 제조되는 셀룰로오스-고분자 혼합 나노섬유는, 섬유, 종이, 멤브레인 등 다양한 형태를 나타낼 수 있으며, 그에 따라 의료용 소재, 필터용 소재, 섬유용 소재 등 새로운 소재의 개발에 유용하게 적용할 수 있다.The present invention relates to a cellulose-polymer mixed nanofiber derived from a rice husk extract and a method for producing the same. More specifically, the cellulose component is extracted from the dry component remaining after extracting silica from rice husk using an acidic solvent, and extracted from the rice husk. It relates to a method of producing cellulose-polymer mixed nanofibers by mixing the cellulose component and the polymer, controlling the viscosity and conductivity, and electrospinning. For this purpose, the manufacturing method includes the steps of (A) mixing and stirring biomass and an acidic solvent to partially dissolve the biomass and extract cellulose; (B) obtaining a cellulose solution by separating and removing only the solid material after extracting the cellulose; (C) forming a mixed solution by adding one or more polymers selected from the group consisting of dextran, β-cyclodextrin, polyvinyl alcohol, polymethyl methacrylate, and combinations thereof to the cellulose solution; (D) sonicating and stirring the mixed solution; and (E) electrospinning the stirred mixed solution to obtain cellulose-polymer mixed nanofibers. Cellulose-polymer mixed nanofibers produced by the method according to the present invention can take various forms such as fiber, paper, and membrane, and are therefore useful in the development of new materials such as medical materials, filter materials, and textile materials. It can be applied.
Description
본 발명은 왕겨 추출물 유래 셀룰로오스-고분자 혼합 나노섬유 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 왕겨로부터 실리카를 추출한 후 남은 건조 성분을 산성 용매를 이용하여 셀룰로오스 성분을 추출하고, 상기 왕겨로부터 추출된 셀룰로오스 성분과 4종의 고분자를 혼합하여 전기방사함으로써 셀룰로오스-고분자 혼합 나노섬유를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to cellulose-polymer mixed nanofibers derived from rice husk extract and a method for producing the same. More specifically, the cellulose component is extracted from the dry component remaining after extracting silica from rice husk using an acidic solvent, and extracted from the rice husk. It relates to a method of producing cellulose-polymer mixed nanofibers by mixing a cellulose component and four types of polymers and electrospinning them.
최근, 나노섬유가 개발되고 다양하게 이용되면서 많은 관심을 끌고 있다. 이러한 나노섬유는 다양한 분자들과 상호작용하여 하나의 나노 구조물을 형성하고, 센서 소재, 필터 소재, 촉매 소재, 의료용 소재 등의 다양한 분야에 이용되고 있다.Recently, nanofibers have attracted much attention as they have been developed and used in various ways. These nanofibers interact with various molecules to form a single nanostructure, and are used in various fields such as sensor materials, filter materials, catalyst materials, and medical materials.
나노섬유는 전기방사법, 용융송풍법, 상분리법, 자기조립법, 주형합성법 등의 다양한 방법을 통하여 생산된다. 그 중, 전기방사법은 매우 간편한 장치로서 다양한 고분자를 재료로 하여 균일한 크기의 직경을 가진 나노섬유를 대량생산 할 수 있는 방법이다. Nanofibers are produced through various methods such as electrospinning, melt blowing, phase separation, self-assembly, and mold synthesis. Among them, electrospinning is a very simple device that can mass-produce nanofibers with uniform diameters using various polymers.
보통 전기방사법은 모세관으로 연결된 금속 바늘과 높은 전압공급기, 수집 장치로 구성되어 있다. 상기 모세관 속의 고분자 용액은 높은 전압이 공급될 때, 정전기적 반발과 columbic forces에 의해 바늘로부터 수집 장치 위로 빠져 나오면서 고분자 용액 중 용매는 증발하고, 나노 크기 수준의 섬유가 임의로 뭉쳐져서 수집되는 것이다.Typically, electrospinning consists of a metal needle connected by a capillary tube, a high voltage supply, and a collection device. When a high voltage is supplied, the polymer solution in the capillary tube escapes from the needle onto the collection device due to electrostatic repulsion and columbic forces, the solvent in the polymer solution evaporates, and nano-sized fibers are randomly aggregated and collected.
한편, 셀룰로오스 기반의 나노섬유는 식물 세포벽에 기계적 또는 화학적 처리를 통해 얻어낼 수 있는 지구상에서 가장 얻기 쉬운 천연 고분자로 알려져 있다. 이러한 셀룰로오스 기반의 나노섬유는 높은 투명성, 재생 가능성, 생분해성, 생체적 안정성, 높은 열 안정성, 용이한 성형성 등의 장점을 가지며, 제조 기술이 친환경적이며 고기능성을 갖는 신소재이다. Meanwhile, cellulose-based nanofibers are known to be the easiest natural polymer on earth to obtain through mechanical or chemical treatment of plant cell walls. These cellulose-based nanofibers have advantages such as high transparency, recyclability, biodegradability, biostability, high thermal stability, and easy formability, and are a new material with eco-friendly manufacturing technology and high functionality.
셀룰로오스 기반의 나노섬유는 보통 직경이 5 nm 내지 100 nm, 길이가 수에서 수십 ㎛인 섬유로서 주로 기계적 파쇄 처리를 이용하여 제조되는데, 보통 원료가 되는 물질들에는 셀룰로오스 외에 헤미셀룰로오스와 리그닌 같은 물질이 상호 결합하여 단단한 구조를 이루고 있기 때문에 이를 효율적으로 분리화가 반드시 필요하다.Cellulose-based nanofibers are fibers that usually have a diameter of 5 nm to 100 nm and a length of several to several tens of ㎛, and are mainly manufactured using mechanical crushing. In addition to cellulose, materials such as hemicellulose and lignin are usually used as raw materials. Since they combine to form a solid structure, it is essential to separate them efficiently.
이렇게 분리된 셀룰로오스를 이용하여 나노크기의 소재로 시트화 또는 섬유화를 진행하며, 시트와 또는 섬유화가 진행된 셀룰로오스는 고기능 포장재료, 투명 유기판 부재, 고기능 섬유, 분리막, 재생 의료재료 등에 응용될 수 있다. 이에, 순환형 사회 형성에 불가결한 신규 고기능성 소재로의 개발 가능성이 무궁무진하다. The separated cellulose is used to form sheets or fibers into nano-sized materials, and the cellulose that has been formed into sheets or fibers can be applied to high-performance packaging materials, transparent organic plate members, high-performance fibers, separators, and regenerated medical materials. . Accordingly, the possibilities for developing new, high-performance materials that are essential for forming a circular society are endless.
한편, 벼의 도정 부산물인 왕겨는 벼의 품종, 경작지, 기후, 경작법 등에 따라 차이가 있으나, 일반적으로 벼의 20%를 차지하며 우리나라의 경우 매년 약 80만톤 정도가 발생되는 실정이다. 이는 농협에서 관리하는 농업 폐기물로서 처리해야만 하지만, 왕겨에 포함된 셀룰로오스 성분 및 실리카 성분으로 인해 고부가가치 소재화를 위한 많은 방법들이 연구되어 왔다. Meanwhile, rice husk, a by-product of rice milling, varies depending on the rice variety, cultivation area, climate, cultivation method, etc., but generally accounts for 20% of rice, and in Korea, about 800,000 tons are produced every year. Although this must be treated as agricultural waste managed by the National Agricultural Cooperative Federation, many methods have been researched to turn it into a high-value-added material due to the cellulose and silica components contained in rice husk.
최근에는 상기 왕겨로부터 분리한 실리카 성분을 이용하여 실리카 입자를 합성하는 방법이 보고되고 있지만, 여전히 가장 많은 비율을 구성하고 있는 섬유분인 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 및 리그닌을 단순히 토양개량제 및 미생물 사료용 이외에는 특별한 이용처가 마땅하지 않는 현실 때문에 실용성 있는 고부가가치의 소재로의 활용에 대한 개발이 요구되고 있다.Recently, a method of synthesizing silica particles using the silica component separated from rice husk has been reported, but cellulose, hemicellulose, and lignin, which are still the fibers that make up the largest proportion, are used for special purposes other than simply as soil conditioners and microbial feed. Due to the reality that there is no suitable material, there is a demand for development of its use as a practical, high value-added material.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 왕겨로부터 실리카를 추출한 후, 농업 폐기물로 처리되어야 하는 왕겨로부터 셀룰로오스 성분을 추출한 뒤, 합성 및 천연 고분자들과 혼합하여 적절한 점도 및 전도성의 환경 하에 전기방사함으로써 셀룰로오스-고분자 혼합 나노섬유를 개발하는 제조방법을 제공하는데 있다.The present invention is to solve the above problems, and the purpose of the present invention is to extract silica from rice husk, extract cellulose component from rice husk that must be disposed of as agricultural waste, and mix it with synthetic and natural polymers to obtain an appropriate viscosity and The aim is to provide a manufacturing method for developing cellulose-polymer mixed nanofibers by electrospinning in a conductive environment.
본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 분명해질 것이다.The above and other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description of preferred embodiments.
상기 목적은, (A) 바이오매스와 산성 용매를 혼합 교반하여 상기 바이오매스를 일부 용해시켜 셀룰로오스를 추출하는 단계; (B) 상기 셀룰로오스 추출 후 고형물만을 분리 제거하여 셀룰로오스 용액을 수득하는 단계; (C) 상기 셀룰로오스 용액에 덱스트란, β-사이클로덱스트린, 폴리비닐알코올, 폴리메틸메타크릴레이트, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 고분자를 첨가하여 혼합 용액을 형성하는 단계; (D) 상기 혼합 용액을 초음파 처리하여 교반하는 단계; 및 (E) 상기 교반한 혼합 용액을 전기방사하여 셀룰로오스-고분자 혼합 나노섬유를 수득하는 단계;를 포함하는, 왕겨 추출물 유래 셀룰로오스-고분자 혼합 나노섬유 제조방법에 의해 달성될 수 있다.The purpose is to extract cellulose by mixing and stirring biomass and an acidic solvent to partially dissolve the biomass; (B) obtaining a cellulose solution by separating and removing only the solid material after extracting the cellulose; (C) adding one or more polymers selected from the group consisting of dextran, β-cyclodextrin, polyvinyl alcohol, polymethyl methacrylate, and combinations thereof to the cellulose solution to form a mixed solution; (D) sonicating and stirring the mixed solution; And (E) electrospinning the stirred mixed solution to obtain cellulose-polymer mixed nanofibers; It can be achieved by a method for producing cellulose-polymer mixed nanofibers derived from rice husk extract, including.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 왕겨 추출물 유래 셀룰로오스-고분자 혼합 나노섬유 제조방법에 의해 제조된, 왕겨 추출물 유래 셀룰로오스-고분자 혼합 나노섬유에 의해 달성될 수 있다.Another object of the present invention can be achieved by rice husk extract derived cellulose-polymer mixed nanofibers prepared by the rice husk extract derived cellulose-polymer mixed nanofiber production method.
구체적으로, 상기 바이오매스는 왕겨, 미강, 볏짚, 갈대, 옥수수 잎, 옥수수 줄기, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.Specifically, the biomass may include one or more selected from the group consisting of rice husk, rice bran, rice straw, reeds, corn leaves, corn stalks, and combinations thereof.
구체적으로, 상기 산성 용매는, 불산, 질산, 황산, 프로피온산, 포름산, 아세트산, 트리플루오로아세트산, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.Specifically, the acidic solvent may include one or more selected from the group consisting of hydrofluoric acid, nitric acid, sulfuric acid, propionic acid, formic acid, acetic acid, trifluoroacetic acid, and combinations thereof.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 셀룰로오스-고분자 혼합 나노섬유 제조를 위해 이용되는 전기방사에 대한 모식도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 셀룰로오스-덱스트란 혼합 나노섬유의 주사전자현미경(SEM) 이미지이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 셀룰로오스-β-사이클로덱스트린 혼합 나노섬유의 주사전자현미경 이미지이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 셀룰로오스-폴리비닐알코올 혼합 나노섬유의 주사전자현미경 이미지이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 셀룰로오스-폴리메틸메타크릴레이트 혼합 나노섬유의 주사전자현미경 이미지이다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 셀룰로오스-덱스트란 혼합 나노섬유의 FT-IR 결과를 나타내는 그래프이다.
도 7은, 본 발명의 일 실시예에 따른 셀룰로오스-β-사이클로덱스티린 혼합 나노섬유의 FT-IR 결과를 나타내는 그래프이다.
도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 셀룰로오스-폴리비닐알코올 혼합 나노섬유의 FT-IR 결과를 나타내는 그래프이다.
도 9는, 본 발명의 일 실시예에 따른 셀룰로오스-폴리메틸메타크릴레이트 혼합 나노섬유의 FT-IR 결과를 나타내는 그래프이다.Figure 1 is a schematic diagram of electrospinning used to produce cellulose-polymer mixed nanofibers according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a scanning electron microscope (SEM) image of cellulose-dextran mixed nanofibers according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a scanning electron microscope image of cellulose-β-cyclodextrin mixed nanofibers according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a scanning electron microscope image of cellulose-polyvinyl alcohol mixed nanofibers according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a scanning electron microscope image of cellulose-polymethyl methacrylate mixed nanofibers according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a graph showing FT-IR results of cellulose-dextran mixed nanofibers according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a graph showing FT-IR results of cellulose-β-cyclodextyrin mixed nanofibers according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a graph showing FT-IR results of cellulose-polyvinyl alcohol mixed nanofibers according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 is a graph showing FT-IR results of cellulose-polymethyl methacrylate mixed nanofibers according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments of the present invention and drawings. These examples are merely presented as examples to explain the present invention in more detail, and it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited by these examples. .
또한, 달리 정의하지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 가지며, 상충되는 경우에는, 정의를 포함하는 본 명세서의 기재가 우선할 것이다.Additionally, unless otherwise defined, all technical and scientific terms used in this specification have the same meaning as commonly understood by a person skilled in the art to which the present invention pertains, and in case of conflict, this specification including definitions The description will take precedence.
도면에서 제안된 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 그리고, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에서 기술한 "부"란, 특정 기능을 수행하는 하나의 단위 또는 블록을 의미한다.In order to clearly explain the proposed invention in the drawings, parts unrelated to the description have been omitted, and similar reference numerals have been assigned to similar parts throughout the specification. And, when it is said that a part "includes" a certain component, this means that it does not exclude other components, but may further include other components, unless specifically stated to the contrary. Additionally, “unit” as used in the specification refers to a unit or block that performs a specific function.
각 단계들에 있어 식별부호(제1, 제2, 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 실시될 수도 있고 실질적으로 동시에 실시될 수도 있으며 반대의 순서대로 실시될 수도 있다.Identification codes (first, second, etc.) for each step are used for convenience of explanation. The identification codes do not describe the order of each step, and each step does not clearly state a specific order in context. It may be carried out differently from the order specified above. That is, each step may be performed in the same order as specified, may be performed substantially simultaneously, or may be performed in the opposite order.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본원의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본원의 이러한 구현예 및 실시예와 도면에 제한되지 않을 수 있다.Hereinafter, implementation examples and examples of the present application will be described in detail with reference to the attached drawings. However, the present disclosure may not be limited to these implementations, examples, and drawings.
본원의 일 측면은, (A) 바이오매스와 산성 용매를 혼합 교반하여 상기 바이오매스를 일부 용해시켜 셀룰로오스를 추출하는 단계; (B) 상기 셀룰로오스 추출 후 고형물만을 분리 제거하여 셀룰로오스 용액을 수득하는 단계; (C) 상기 셀룰로오스 용액에 덱스트란, β-사이클로덱스트린, 폴리비닐알코올, 폴리메틸메타크릴레이트, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 고분자를 첨가하여 혼합 용액을 형성하는 단계; (D) 상기 혼합 용액을 초음파 처리하여 교반하는 단계; 및 (E) 상기 교반한 혼합 용액을 전기방사하여 셀룰로오스-고분자 혼합 나노섬유를 수득하는 단계;를 포함하는, 왕겨 추출물 유래 셀룰로오스-고분자 혼합 나노섬유 제조방법을 제공한다.One aspect of the present disclosure includes the steps of (A) mixing and stirring biomass and an acidic solvent to partially dissolve the biomass and extract cellulose; (B) obtaining a cellulose solution by separating and removing only the solid material after extracting the cellulose; (C) adding one or more polymers selected from the group consisting of dextran, β-cyclodextrin, polyvinyl alcohol, polymethyl methacrylate, and combinations thereof to the cellulose solution to form a mixed solution; (D) sonicating and stirring the mixed solution; And (E) electrospinning the stirred mixed solution to obtain cellulose-polymer mixed nanofibers; providing a method for producing cellulose-polymer mixed nanofibers derived from rice husk extract, including.
본 발명의 또 다른 측면은, 상기 왕겨 추출물 유래 셀룰로오스-고분자 혼합 나노섬유 제조방법에 의해 제조된, 왕겨 추출물 유래 셀룰로오스-고분자 혼합 나노섬유를 제공한다.Another aspect of the present invention provides a rice husk extract derived cellulose-polymer mixed nanofiber prepared by the rice husk extract derived cellulose-polymer mixed nanofiber production method.
본 발명의 방법에 따르면, 왕겨로부터 추출한 셀룰로오스 용액은 다른 고분자들과 혼합하여 효과적으로 전기방사를 위한 점도 및 전도성을 확보할 수 있으며, 상기 전기방사를 통해 제조된 셀룰로오스-고분자 혼합 나노섬유는 의료용, 필터용, 촉매용 등의 소재로서 활용을 위한 신소재로 제작 가능하다. 또한, 실리카를 분리해내고 난 뒤 폐기처리되는 왕겨를 건조하여 활용하는 것이므로 친환경적일 뿐만 아니라, 상기 왕겨로부터 제조된 상기 셀룰로오스-고분자 혼합 나노섬유는 혼합되는 고분자의 종류에 따라서 섬유, 멤브레인, 종이 등의 물리적인 성질을 가지므로, 의료용 패치, 종이 필터, 섬유 등의 원재료로서 적용 시 활용가능하다는 다재다능한 장점을 가진다.According to the method of the present invention, the cellulose solution extracted from rice husk can be mixed with other polymers to effectively secure viscosity and conductivity for electrospinning, and the cellulose-polymer mixed nanofibers produced through electrospinning can be used for medical purposes and filters. It can be manufactured as a new material for use as a material for solvents, catalysts, etc. In addition, since it is used by drying the rice husk that is discarded after separating the silica, it is not only environmentally friendly, but the cellulose-polymer mixed nanofibers manufactured from the rice husk can be used as fiber, membrane, paper, etc. depending on the type of polymer mixed. Since it has the physical properties of , it has the versatile advantage of being able to be used as a raw material for medical patches, paper filters, fibers, etc.
이하, 도 1을 통해 본원의 일 실시예에 따른 셀룰로오스-고분자 혼합 나노섬유 제조방법 및 상기 방법에 의해 제조되는 셀룰로오스-고분자 혼합 나노섬유를 구체적으로 설명할 수 있다.Hereinafter, the method for producing cellulose-polymer mixed nanofibers according to an example of the present application and the cellulose-polymer mixed nanofibers produced by the method can be described in detail through Figure 1.
먼저, (A) 단계로서 바이오매스와 산성 용매를 혼합 교반한다. 일 실시예에 있어서, 상기 바이오매스는 왕겨, 미강, 볏짚, 갈대, 옥수수 잎, 옥수수 줄기, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있으며, 구체적으로는 왕겨를 포함할 수 있다.First, in step (A), biomass and acidic solvent are mixed and stirred. In one embodiment, the biomass may include one or more selected from the group consisting of rice husk, rice bran, rice straw, reeds, corn leaves, corn stalks, and combinations thereof, and may specifically include rice husk. You can.
상기 (A) 단계에서 바이오매스와 산성 용매를 혼합 교반하면, 상기 바이오매스가 산성 용매에 의해 일부 용해됨으로써 상기 바이오매스에 포함된 셀룰로오스가 추출될 수 있다.When the biomass and the acidic solvent are mixed and stirred in step (A), the biomass is partially dissolved by the acidic solvent, so that the cellulose contained in the biomass can be extracted.
일 실시예에 있어서, 상기 바이오매스로는 왕겨를 사용할 수 있으며, 더욱 구체적으로는 왕겨로부터 실리카를 추출하고 남은 성분을 건조하여 사용하는 것일 수 있다. 이에, 본 발명에 따른 제조방법은 상기 실리카를 추출해낸 뒤 폐기처리되는 왕겨를 활용함에 따라 친환경적이며, 바이오매스의 폐기량을 줄여 지역경제에 이바지할 수 있다는 장점을 갖는다.In one embodiment, rice husk may be used as the biomass, and more specifically, silica may be extracted from rice husk and the remaining component may be dried and used. Accordingly, the manufacturing method according to the present invention is environmentally friendly as it uses rice husk that is discarded after extracting the silica, and has the advantage of contributing to the local economy by reducing the amount of biomass wasted.
일 실시예에 있어서, 상기 산성 용매는 pH 약 3.5 이하의 강산인 것을 특징으로 할 수 있다. 만약, 상기 산성 용매의 pH가 약 3.5를 초과할 경우 상기 바이오매스에 포함된 셀룰로오스가 충분히 용해되지 않아 추후 고분자와 혼합 시 나노섬유가 제조되지 않을 수 있다. In one embodiment, the acidic solvent may be a strong acid with a pH of about 3.5 or less. If the pH of the acidic solvent exceeds about 3.5, the cellulose contained in the biomass may not be sufficiently dissolved and nanofibers may not be produced when mixed with the polymer later.
일 실시예에 있어서, 상기 산성 용매는 pH 약 3.5 이하의 강산일 수 있으며, 예를 들어, 불산, 질산, 황산, 프로피온산, 포름산, 아세트산, 트리플루오로아세트산, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 산성 용매는 트리플루오로아세트산일 수 있다.In one embodiment, the acidic solvent may be a strong acid with a pH of about 3.5 or less, for example, from the group consisting of hydrofluoric acid, nitric acid, sulfuric acid, propionic acid, formic acid, acetic acid, trifluoroacetic acid, and combinations thereof. It may contain one or more of your choice. Specifically, the acidic solvent may be trifluoroacetic acid.
일 실시예에 있어서, 상기 바이오매스는 산성 용매에 대해 약 0.1 내지 10 중량%로 혼합 교반되는 것일 수 있다. 만약, 상기 바이오매스가 약 0.1 중량% 미만으로 포함될 경우 추출되는 셀룰로오스의 양이 극미하며, 약 10 중량%를 초과할 경우 산성 용매의 양이 상대적으로 부족하여 상기 바이오매스로부터 셀룰로오스가 충분히 추출되지 않을 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 바이오매스는 약 1 내지 10 중량%로 혼합 교반되는 것일 수 있다.In one embodiment, the biomass may be mixed and stirred in an amount of about 0.1 to 10% by weight based on the acidic solvent. If the biomass is contained in less than about 0.1% by weight, the amount of cellulose extracted is extremely small, and if it exceeds about 10% by weight, the amount of acidic solvent is relatively insufficient, so cellulose may not be sufficiently extracted from the biomass. You can. More specifically, the biomass may be mixed and stirred at about 1 to 10% by weight.
일 실시예에 있어서, 상기 (A) 단계에서의 교반은 약 100 내지 약 1,500 rpm의 속도 범위로 약 10 시간 내지 약 100 시간 동안 수행되는 것일 수 있다. 만약, 상기 교반이 약 100 rpm 미만의 속도로 약 10 시간 미만 동안 수행될 경우 상기 바이오매스로부터 셀룰로오스가 충분히 추출되지 않을 수 있으며, 약 1,500 rpm을 초과하는 속도로 약 100 시간을 초과하여 수행될 경우 과도한 열이 발생할 수 있다.In one embodiment, the stirring in step (A) may be performed for about 10 hours to about 100 hours at a speed range of about 100 to about 1,500 rpm. If the stirring is performed for less than about 10 hours at a speed of less than about 100 rpm, cellulose may not be sufficiently extracted from the biomass, and if the stirring is performed for more than about 100 hours at a speed exceeding about 1,500 rpm. Excessive heat may occur.
일 실시예에 있어서, 상기 (A) 단계는 약 20℃ 내지 약 120℃의 온도 범위에서 수행되는 것일 수 있다. 만약, 상기 (A) 단계가 약 20℃ 미만의 온도 범위에서 수행될 경우 상기 바이오매스로부터 셀룰로오스가 충분히 추출되지 않을 수 있으며, 약 120℃를 초과할 경우 불필요한 성분이 함께 추출될 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 (A) 단계는 약 50℃ 내지 약 100℃의 온도 범위에서 수행되는 것일 수 있다.In one embodiment, step (A) may be performed at a temperature ranging from about 20°C to about 120°C. If step (A) is performed at a temperature range of less than about 20°C, cellulose may not be sufficiently extracted from the biomass, and if it exceeds about 120°C, unnecessary components may be extracted together. More specifically, step (A) may be performed at a temperature ranging from about 50°C to about 100°C.
다음으로, (B) 단계로서 상기 셀룰로오스가 추출된 용액에서 불필요한 고형물만을 분리 제거하여 셀룰로오스 용액을 수득한다. 상기 분리 제거는 다양한 방법을 이용하여 수행될 수 있으며, 예를 들어, 멤브레인 필터를 이용한 여과 방법에 의해 고형물을 분리하여 제거하고 여과액인 셀룰로오스 용액만을 수득하는 것일 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 멤브레인 필터는 MB 필터 또는 PTFE 필터를 포함할 수 있다.Next, in step (B), only unnecessary solids are separated and removed from the solution from which the cellulose was extracted to obtain a cellulose solution. The separation and removal may be performed using various methods. For example, solids may be separated and removed through a filtration method using a membrane filter, and only the cellulose solution, which is a filtrate, may be obtained. More specifically, the membrane filter may include a MB filter or a PTFE filter.
다음으로, (C) 단계로서 상기 셀룰로오스 용액에 고분자를 첨가하여 혼합 용액을 형성한다. 상기 첨가되는 고분자의 종류에 따라 추후 제조되는 셀룰로오스-고분자 혼합 나노섬유의 형태가 필터, 섬유, 멤브레인, 종이 등으로 조절될 수 있으며, 상기 고분자는 예를 들어, 덱스트란, β-사이클로덱스트린, 폴리비닐알코올, 폴리메틸메타크릴레이트, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.Next, in step (C), a polymer is added to the cellulose solution to form a mixed solution. Depending on the type of polymer added, the shape of the cellulose-polymer mixed nanofibers produced later can be adjusted to filters, fibers, membranes, paper, etc., and the polymers include, for example, dextran, β-cyclodextrin, and polyester. It may contain one or more selected from the group consisting of vinyl alcohol, polymethyl methacrylate, and combinations thereof.
일 실시예에 있어서, 상기 고분자는 약 0.1 내지 약 20 중량%로 첨가될 수 있다. 만약, 상기 고분자가 약 0.1 중량% 미만으로 첨가될 경우 추후 전기방사가 용이하게 수행되지 않을 수 있으며, 약 20 중량%를 초과할 경우 혼합 용액의 점도가 지나치게 상승하여 작업성이 하락할 수 있다. 바람직하게, 상기 고분자는 약 5 내지 약 10 중량%로 첨가될 수 있다.In one embodiment, the polymer may be added in an amount of about 0.1 to about 20% by weight. If the polymer is added in an amount of less than about 0.1% by weight, electrospinning may not be easily performed later, and if it exceeds about 20% by weight, the viscosity of the mixed solution may increase excessively, reducing workability. Preferably, the polymer may be added in an amount of about 5 to about 10% by weight.
다음으로, (D) 단계로서 상기 혼합 용액을 초음파 처리하여 교반한다. 상기 초음파 처리를 통해 교반함으로써 혼합 용액의 점도 및 농도를 조절할 수 있으며, 그에 따라 추후 제조되는 나노섬유의 기계적 강도가 조절될 수 있다.Next, in step (D), the mixed solution is sonicated and stirred. The viscosity and concentration of the mixed solution can be adjusted by stirring through the ultrasonic treatment, and thus the mechanical strength of the nanofibers manufactured later can be adjusted.
일 실시예에 있어서, 상기 초음파 처리는 약 5 분 내지 약 60 분 동안 수행될 수 있다. 만약, 상기 초음파 처리가 약 5 분 미만으로 수행될 경우 상기 셀룰로오스 용액과 고분자의 혼합이 충분히 수행되지 않을 수 있으며, 약 60 분을 초과할 경우 점도가 과도하게 상승하여 작업성이 하락할 수 있다.In one embodiment, the ultrasonic treatment may be performed for about 5 minutes to about 60 minutes. If the ultrasonic treatment is performed for less than about 5 minutes, mixing of the cellulose solution and the polymer may not be sufficiently performed, and if it exceeds about 60 minutes, the viscosity may increase excessively and workability may decrease.
일 실시예에 있어서, 상기 (D) 단계는 약 5℃ 내지 약 60℃의 온도 범위에서 수행되는 것일 수 있다. 만약, 상기 (D) 단계가 약 5℃ 미만에서 수행될 경우 혼합 용액의 점도가 지나치게 상승하여 용이하게 교반되지 않을 수 있고, 약 60℃를 초과할 경우 많은 열이 발생할 수 있다. 바람직하게, 상기 (D) 단계는 약 20℃ 내지 약 25℃의 온도 범위에서 수행될 수 있다.In one embodiment, step (D) may be performed at a temperature ranging from about 5°C to about 60°C. If step (D) is performed below about 5°C, the viscosity of the mixed solution may increase too much and may not be easily stirred, and if it exceeds about 60°C, a lot of heat may be generated. Preferably, step (D) may be performed at a temperature ranging from about 20°C to about 25°C.
다음으로, (E) 단계로서 상기 교반한 혼합 용액을 주사기에 주입하고 니들로부터 전기를 이용해 방사하여 셀룰로오스-고분자 혼합 나노섬유를 수득한다.Next, in step (E), the stirred mixed solution is injected into a syringe and spun using electricity from a needle to obtain cellulose-polymer mixed nanofibers.
구체적으로, 상기 (E) 단계는 알루미늄 포일을 이용해 감싼 수집기 및 주사기를 준비한 뒤, 상기 주사기에 혼합 용액을 주입한다. 상기 혼합 용액을 주입한 주사기의 니들 끝에 양극을, 상기 알루미늄 포일 수집기 부분을 음극으로 하전시켜서 전기방사함으로써 셀룰로오스-고분자 혼합 나노섬유를 수득하는 것일 수 있다.Specifically, in step (E), a collector and a syringe wrapped with aluminum foil are prepared, and then the mixed solution is injected into the syringe. Cellulose-polymer mixed nanofibers may be obtained by electrospinning by charging the anode at the tip of the needle into which the mixed solution was injected and the aluminum foil collector portion as the cathode.
일 실시예에 있어서, 상기 전기방사 시 알루미늄 포일 수집기와 주사기 니들 사이의 거리는 약 1 내지 약 10 cm를 유지하는 것일 수 있다. 만약, 상기 수집기와 주사기 니들 사이의 거리가 약 1 cm 미만일 경우 섬유 형태로 충분히 방사되지 않을 수 있으며, 약 10 cm를 초과할 경우 제조되는 나노섬유가 지나치게 가늘어져 기계적 강도가 하락할 수 있다.In one embodiment, the distance between the aluminum foil collector and the syringe needle may be maintained at about 1 to about 10 cm during electrospinning. If the distance between the collector and the syringe needle is less than about 1 cm, it may not be sufficiently spun into a fiber form, and if it exceeds about 10 cm, the produced nanofibers may become too thin and the mechanical strength may decrease.
일 실시예에 있어서, 상기 전기방사는 1 내지 50 kV의 전압 범위에서 약 1 분 내지 약 90 분 동안 수행되는 것일 수 있다. 상기 전기방사의 전압 범위 및 수행시간에 의해 제조되는 나노섬유의 제작 여부가 결정되는 것으로, 만약 상기 전기방사가 약 1 kV 미만의 전압 범위에서 수행되거나 약 1 분 미만으로 수행될 경우 섬유 형태로 충분히 방사되지 않을 수 있으며, 상기 전기방사가 50 kV를 초과하는 전압 범위에서 수행될 경우 섬유가 타버리는 현상이 발생할 수 있고, 약 90 분을 초과할 경우 제조되는 나노섬유가 지나치게 가늘어져 기계적 강도가 하락할 수 있다.In one embodiment, the electrospinning may be performed for about 1 minute to about 90 minutes at a voltage range of 1 to 50 kV. The production of nanofibers is determined by the voltage range and performance time of the electrospinning. If the electrospinning is performed at a voltage range of less than about 1 kV or for less than about 1 minute, the nanofibers are sufficiently formed in the form of fibers. It may not be spun, and if the electrospinning is performed in a voltage range exceeding 50 kV, the fiber may burn out, and if it exceeds about 90 minutes, the nanofibers produced may become too thin and the mechanical strength may decrease. You can.
일 실시예에 있어서, 상기 제조되는 셀룰로오스-고분자 혼합 나노섬유의 직경은 약 0.1 내지 약 200 nm인 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 나노섬유의 직경은 제조 시 첨가되는 산성 용매의 종류, 고분자의 종류, 초음파 수행 시간 및 온도 범위, 전기방사 시의 전압 범위 및 주사기 니들과 수집기 사이의 거리 등에 의해 결정될 수 있으며, 예를 들어, 약 0.1 내지 약 200 nm, 약 0.1 내지 약 100 nm, 약 1 내지 약 200 nm, 약 1 내지 약 100 nm, 또는 약 1 내지 약 50 nm 범위일 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 나노섬유의 직경은 약 1 내지 약 50 nm 범위일 수 있다.In one embodiment, the produced cellulose-polymer mixed nanofibers may have a diameter of about 0.1 to about 200 nm. The diameter of the nanofiber may be determined by the type of acidic solvent added during production, the type of polymer, the ultrasound operation time and temperature range, the voltage range during electrospinning, and the distance between the syringe needle and the collector, etc., for example, It may range from about 0.1 to about 200 nm, from about 0.1 to about 100 nm, from about 1 to about 200 nm, from about 1 to about 100 nm, or from about 1 to about 50 nm. More specifically, the diameter of the nanofibers may range from about 1 to about 50 nm.
이하, 구체적인 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the configuration of the present invention and its effects will be described in more detail through specific examples and comparative examples. However, these examples are for illustrating the present invention in more detail, and the scope of the present invention is not limited to these examples.
[실시예 1][Example 1]
먼저, 왕겨로부터 셀룰로오스를 추출하기 위해 다양한 용매들 중 트리플루오로아세트산을 사용하였다. 구체적으로, 5 중량%의 왕겨를 30 mL의 트리플루오로아세트산 용매에 넣고 80℃의 온도 및 400 rpm의 속도로 72 시간 이상 교반하였고, 교반 후 가라앉는 고형물을 제외한 용액을 필터를 분리하여, 셀룰로오스가 추출된 셀룰로오스 용액을 수득하였다. First, trifluoroacetic acid, among various solvents, was used to extract cellulose from rice husk. Specifically, 5% by weight of rice husk was added to 30 mL of trifluoroacetic acid solvent and stirred at a temperature of 80°C and a speed of 400 rpm for more than 72 hours, and the solution excluding solids that settled after stirring was filtered and filtered to form cellulose. The extracted cellulose solution was obtained.
다음으로, 추출된 셀룰로오스 용액과 덱스트란을 5 내지 10 중량%으로 혼합하여 실온에서 30 분 동안 초음파 처리함으로써 알맞은 점도 및 농도의 고분자 혼합 용액을 제조하였다. Next, the extracted cellulose solution and dextran were mixed at 5 to 10% by weight and sonicated at room temperature for 30 minutes to prepare a polymer mixed solution of appropriate viscosity and concentration.
제조된 고분자 혼합 용액을 전기방사하기 위해, 상기 고분자 혼합 용액을 주사기에 넣어서 수직으로 세웠다. 수집기는 알루미늄 포일로 감싸 준비한 후, 상기 주사기의 니들 끝에 (+) 극을, 아래쪽에 알루미늄 포일 수집기 부분을 (-)극으로 하전시켜서, 20 kV의 전압으로 상기 고분자 혼합 용액을 전기방사 시켰다. 전기방사 시 알루미늄 포일과 주사기 바늘 사이의 거리는 7 cm를 유지하였으며, 1 시간 동안 방사하여 알루미늄 포일 위에 실시예 1의 셀룰로오스-고분자 혼합 나노섬유를 제조하여 수집하였다. In order to electrospinning the prepared polymer mixture solution, the polymer mixture solution was placed in a syringe and placed vertically. After preparing the collector by wrapping it with aluminum foil, the tip of the needle of the syringe was charged to the (+) pole, and the lower part of the aluminum foil collector was charged to the (-) pole, and the polymer mixed solution was electrospun at a voltage of 20 kV. During electrospinning, the distance between the aluminum foil and the syringe needle was maintained at 7 cm, and the cellulose-polymer mixed nanofibers of Example 1 were prepared and collected on the aluminum foil by spinning for 1 hour.
[실시예 2][Example 2]
실시예 1과 동일하게 제조하되, 고분자의 종류를 β-사이클로덱스트린으로 선택하여 실시예 2의 셀룰로오스-고분자 혼합 나노섬유를 제조하였다. Cellulose-polymer mixed nanofibers of Example 2 were prepared in the same manner as in Example 1, except that β-cyclodextrin was selected as the type of polymer.
[실시예 3][Example 3]
실시예 1과 동일하게 제조하되, 고분자의 종류를 폴리비닐알코올로 선택하여 실시예 3의 셀룰로오스-고분자 혼합 나노섬유를 제조하였다. Cellulose-polymer mixed nanofibers of Example 3 were prepared in the same manner as in Example 1, except that the type of polymer was selected as polyvinyl alcohol.
[실시예 4][Example 4]
실시예 1과 동일하게 제조하되, 고분자의 종류를 폴리메틸메타크릴레이트로 선택하여 실시예 4의 셀룰로오스-고분자 혼합 나노섬유를 제조하였다.Cellulose-polymer mixed nanofibers of Example 4 were prepared in the same manner as in Example 1, except that the type of polymer was selected as polymethyl methacrylate.
[시험예 1: SEM 이미지 분석] [Test Example 1: SEM image analysis]
상기 실시예 1 내지 실시예 4에서 제조된 셀룰로오스-고분자 혼합 나노섬유들을 각각 주사전자현미경(SEM)을 이용해 분석하였다. 분석한 주사전자현미경 이미지는 도 2 내지 도 5에 각각 나타내었다.The cellulose-polymer mixed nanofibers prepared in Examples 1 to 4 were each analyzed using a scanning electron microscope (SEM). The analyzed scanning electron microscope images are shown in Figures 2 to 5, respectively.
도 2 내지 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 고분자로서 각각 덱스트란, β-사이클로덱스트린, 폴리비닐알코올, 및 폴리메틸메타크릴레이트를 이용하여 제조된 셀룰로오스-고분자 혼합 나노섬유들은 모두 나노크기로서 균일하게 제조된 것을 확인할 수 있었다. As shown in Figures 2 to 5, the cellulose-polymer mixed nanofibers prepared using dextran, β-cyclodextrin, polyvinyl alcohol, and polymethyl methacrylate, respectively, as the polymers are all uniformly nano-sized. It was confirmed that it was manufactured.
[시험예 2: FT-IR 측정] [Test Example 2: FT-IR measurement]
상기 실시예 1 내지 실시예 4에서 제조된 셀룰로오스-고분자 혼합 나노섬유들 각각에 대해 FT-IR(Fourier Transform Infrared spectroscopy)을 이용하여 분석하였다. 분석한 결과는 하기 도 6 내지 도 9에 각각 나타내었다.Each of the cellulose-polymer mixed nanofibers prepared in Examples 1 to 4 were analyzed using Fourier Transform Infrared spectroscopy (FT-IR). The analysis results are shown in Figures 6 to 9 below.
도 6 내지 도 9에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 제조방법에 의해 제조된 셀룰로오스-고분자 혼합 나노섬유는, 공통적으로 셀룰로오스가 지니고 있는 피크를 3340. 1040 cm-1 (stretching vibrations -OH와 C-O ether groups), 1639 내지 1648 cm-1 (O-H bending of adsorbed water), 2819 내지 2898 cm-1 (antisymmetric and symmetric vibration of -CH2 groups), 1410 내지 1420 cm-1 (due to -CH2, scissoring motion), 1368 내지 1373 cm-1 (C-H bending), ~1317 cm-1 (CH2 wagging), ~1048 cm-1 (C-O-C pyranose ringstretching vibration), 891 내지 896 cm-1 (cellulosic β-glycosidic linkages), 및 1154 내지 1159 cm-1 (C-C ring stretching band) 에서 확인할 수 있었다.As shown in Figures 6 to 9, the cellulose-polymer mixed nanofibers produced by the manufacturing method according to the present invention have a common peak of cellulose at 3340. 1040 cm -1 (stretching vibrations -OH and CO ether groups), 1639 to 1648 cm -1 (OH bending of adsorbed water), 2819 to 2898 cm -1 (antisymmetric and symmetric vibration of -CH 2 groups), 1410 to 1420 cm -1 (due to -CH 2 , scissoring motion ), 1368 to 1373 cm -1 (CH bending), ~1317 cm -1 (CH 2 wagging), ~1048 cm -1 (COC pyranose ringstretching vibration), 891 to 896 cm -1 (cellulosic β-glycosidic linkages), and 1154 to 1159 cm -1 (CC ring stretching band).
본 명세서에서는 본 발명자들이 수행한 다양한 실시예 가운데 몇 개의 예만을 들어 설명하는 것이나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고, 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.In this specification, only a few examples of various embodiments performed by the present inventors are described, but the technical idea of the present invention is not limited or limited thereto, and of course, it can be modified and implemented in various ways by those skilled in the art.
Claims (12)
(B) 상기 왕겨로부터 셀룰로오스 추출 후 멤브레인 필터를 이용하여 고형물만을 분리 제거하여 셀룰로오스 용액을 수득하는 단계;
(C) 상기 셀룰로오스 용액에 덱스트란, β-사이클로덱스트린, 폴리비닐알코올, 폴리메틸메타크릴레이트, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 고분자를 첨가하여 혼합 용액을 형성하는 단계;
(D) 상기 혼합 용액을 20℃ 내지 25℃의 온도 범위에서 초음파 처리하여 교반하는 단계; 및
(E) 상기 교반한 혼합 용액을 주사기에 주입한 뒤, 알루미늄 포일을 이용해 감싼 수집기를 향해 20 kV의 전압으로 전기방사하여 1 내지 50 nm 직경의 셀룰로오스-고분자 혼합 나노섬유를 수득하는 단계;를 포함하되,
상기 전기방사 시 상기 알루미늄 포일을 이용해 감싼 수집기와 주사기의 니들 사이의 거리는 1 내지 10 cm를 유지하는 것을 특징으로 하며,
상기 왕겨는 실리카를 분리하고 난 뒤 폐기처분된 왕겨를 건조하여 이용하는 것을 특징으로 하는, 셀룰로오스-고분자 혼합 나노섬유 제조방법.
(A) mixing and stirring rice husk and trifluoroacetic acid at a temperature range of 50°C to 100°C at a speed of 100 to 1,500 rpm for 10 to 100 hours to partially dissolve the rice husk to extract cellulose;
(B) extracting cellulose from the rice husk and then separating and removing only the solids using a membrane filter to obtain a cellulose solution;
(C) adding one or more polymers selected from the group consisting of dextran, β-cyclodextrin, polyvinyl alcohol, polymethyl methacrylate, and combinations thereof to the cellulose solution to form a mixed solution;
(D) sonicating and stirring the mixed solution in a temperature range of 20°C to 25°C; and
(E) injecting the stirred mixed solution into a syringe and then electrospinning it at a voltage of 20 kV toward a collector wrapped in aluminum foil to obtain cellulose-polymer mixed nanofibers with a diameter of 1 to 50 nm. However,
During the electrospinning, the distance between the collector wrapped using the aluminum foil and the needle of the syringe is maintained at 1 to 10 cm,
The rice husk is a method of producing cellulose-polymer mixed nanofibers, characterized in that the rice husk is used by drying the discarded rice husk after separating the silica.
상기 트리플루오로아세트산의 pH는 3.5 이하인 것을 특징으로 하는, 셀룰로오스-고분자 혼합 나노섬유 제조방법.
According to paragraph 1,
A method for producing cellulose-polymer mixed nanofibers, characterized in that the pH of the trifluoroacetic acid is 3.5 or less.
상기 (A) 단계의 왕겨는 0.1 내지 10 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는, 셀룰로오스-고분자 혼합 나노섬유 제조방법.
According to paragraph 1,
A method for producing cellulose-polymer mixed nanofibers, characterized in that the rice husk in step (A) is included in an amount of 0.1 to 10% by weight.
상기 (C) 단계의 고분자는 0.1 내지 20 중량%로 첨가되는 것을 특징으로 하는, 셀룰로오스-고분자 혼합 나노섬유 제조방법.
According to paragraph 1,
A method for producing cellulose-polymer mixed nanofibers, characterized in that the polymer in step (C) is added in an amount of 0.1 to 20% by weight.
상기 (D) 단계의 초음파 처리는 5 분 내지 60 분 동안 수행되는 것을 특징으로 하는, 셀룰로오스-고분자 혼합 나노섬유 제조방법.
According to paragraph 1,
A method for producing cellulose-polymer mixed nanofibers, characterized in that the ultrasonic treatment in step (D) is performed for 5 to 60 minutes.
상기 전기방사는 1 분 내지 90 분 동안 수행되는 것을 특징으로 하는, 셀룰로오스-고분자 혼합 나노섬유 제조방법.
According to paragraph 1,
A method for producing cellulose-polymer mixed nanofibers, characterized in that the electrospinning is performed for 1 to 90 minutes.
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| POLYMER BULLETIN 2013, 70, 1205-1219 |
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