KR20180007875A - Plla 수지용 상용화제와 이를 이용한 plla 수지 조성물 - Google Patents

Plla 수지용 상용화제와 이를 이용한 plla 수지 조성물 Download PDF

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KR20180007875A
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Abstract

본 발명은 PLLA(Poly(L-lactide)) 수지용 상용화제 및 이를 포함하는 PLLA 수지 조성물에 관한 것으로, 구체적으로는 충격강도가 약한 PLLA 수지에 강도보강을 위해 혼합되는 충격강도 보강수지와의 상용성을 향상시킬 수 있는 상용화제 및 이를 이용한 PLLA 수지 조성물에 관한 것이다.

Description

PLLA 수지용 상용화제와 이를 이용한 PLLA 수지 조성물{a compatibilizer for poly(L-lactide) resin and PLLA resin composition comprising the compatibilizer}
본 발명은 PLLA(Poly(L-lactide)) 수지용 상용화제 및 이를 포함하는 PLLA 수지 조성물에 관한 것으로, 구체적으로는 충격강도가 약한 PLLA 수지에 강도보강을 위해 혼합되는 충격강도 보강수지와의 상용성을 향상시킬 수 있는 상용화제 및 이를 이용한 PLLA 수지 조성물에 관한 것이다.
최근 환경오염 문제에 대한 관심이 증가하여 친환경 소재의 개발을 통한 환경 보호의 필요성이 대두되고 있다. 또한, 국가 간의 환경 규제가 심화되어 각국 간의 환경 오염 규제와 관련된 비용 등이 추가되고 있는 현실이다.
친환경 소재 중 PLA(poly lactic acid)는 우수한 물성을 가지고 있고, 생산성이 용이하여 가격 경쟁력이 높은 플라스틱이다. 그러나 PLA는 기존의 석유자원 플라스틱에 비해 물리적 특성과 열적 특성에 단점이 있어 이를 보완하고자 많은 연구가 진행 중에 있다. PLA는 poly(a-hydroxy acid)의 일종으로 지방족 polyester 중 기본적인 형태로서 poly(glycolic acid)와 흡사한 면이 있다. 이러한 PLA는 3가지 종류의 광학 이성질체가 있으며 각각 L-Form, D-Form, meso-Form 의 형태이다. 그중 L-Form, D-Form이 우수하다. 이러한 PLA는 6-12개월 정도의 강도 유지기간을 가지고 있으며, 의료용 재료로 많이 사용되는데 이는 분해물질이 체내에 존재하는 l-lactide acid 때문이다.
PLA는 투명하며 높은 융점, 인장 강도, 굴곡 강도를 가지고 있으며, 동시에 다른 물질들과 공중합이 가능한 고분자이다. 원료인 lactide를 옥수수 전분과 같은 biomass 원료로부터 제작하는 방법이 알려졌고 그 후 그 적용이 활발하다. 또한 PLA 섬유는 마, 견, 면 등과 같은 천연 섬유로서 생분해성 물질 뿐만 아니라 기계적 물성의 조절이 간단해 염색, 가공, 의류분야와 같이 다양한 산업분야에 적용이 가능하다.
PLA는 lactic acid에 의한 축합 반응에 의한 방법, 개환 중합에 의한 방법 등으로 시도되어 있으나, 합성된 PLA의 분자량이 낮아 기대치에 물성이 미치지 못한다 이는 PLA의 합성시 수분이 부산물로 생기기 때문에 분자량이 저하됨에 따라 발생되는 문제점이다. 이러한 문제점을 해결하고자 Lactide를 이용하여 고분자량의 PLLA를 제조할 수 있다.
한편, PLLA는 기존의 다른 합성 고분자들에 비하여 낮은 충격강도를 나타내므로, PLLA의 충격강도를 향상시키기 위한 방법으로 유리전이온도(Tg)가 낮은 고분자를 혼합하는 연구가 진행되고 있다. 그러나, PLLA(Poly(L-lactide)에 혼합되는 고분자 사이에 상용성이 좋지 못하여, 물성 향상 효과가 미미하였다.
따라서 PLLA의 낮은 충격강도를 개선하기 위해 혼합되는 고분자와의 상용성을 개선하기 위한 상용화제의 개발이 시급한 실정이다.
한편, 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0108683호(공개일 : 2010. 10. 8.)에는 폴리락트산과 전분의 혼합시 사용된 상용화제로 무수 말레인산과 글리시딜 메타 아크릴레이트와의 혼합물 또는 무수 말레인산과 무수 옥테닐숙신산과의 혼합물이 개시되어 있으나, PLLA의 낮은 충격강도를 개선하기 위해 혼합되는 고분자와의 상용성을 개선하기 위한 상용화제에 대해서는 개시하지 못하고 있다.
KR 10-2010-0108683 A (2010. 10. 8)
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 충격강도가 약한 PLLA 수지에 강도보강을 위해 혼합되는 충격강도 보강수지와의 상용성을 향상시킬 수 있는 상용화제 및 이를 포함하는 PLLA 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 하기의 화학식 1의 반복단위를 포함하는 중합체와, 하기의 화학식 2의 반복단위를 포함하는 중합체의 블록공중합체로 구성된 PLLA 수지용 상용화제를 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
[화학식 2]
Figure pat00002
또한, 본 발명은 상기의 상용화제를 포함하는 PLLA 수지 조성물을 제공한다.
본 발명의 상용화제는 적은 양을 사용하여도 PLLA 수지의 충격강도를 보강하기 위해 혼합되는 고분자 수지와의 상용성을 크게 개선시킨 효과가 있다.
본 발명의 상용화제를 포함하는 PLLA 수지 조성물은 PLLA의 충격강도를 크게 향상시킨 효과가 있다.
또한, 본 발명의 상용화제를 포함하는 PLLA 수지 조성물은 파단 신율을 크게 향상시킨 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 상용화제의 GPC 분석 결과이다.
도 2는 본 발명의 상용화제의 1H-NMR 측정결과이다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 비교예 및 실시예의 PLLA 수지 조성물로 제조된 시편의 SEM(Scanning Electron Microscope) 사진이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 비교예 및 실시예의 PLLA 수지 조성물로 제조된 시편의 SEM(Scanning Electron Microscope) 사진이다.
본 발명은 하기의 화학식 1의 반복단위를 포함하는 중합체와, 하기의 화학식 2의 반복단위를 포함하는 중합체의 블록공중합체로 구성된 PLLA(Poly(L-lactide)) 수지용 상용화제에 관한 것이다.
[화학식 1]
Figure pat00003
[화학식 2]
Figure pat00004
상기와 같은 본 발명의 상용화제는 이하의 제조방법으로 제조되는 것이 바람직하다.
이작용개시제(Dual initiator)를 이용한 원-포트(one-pot)공정으로 상기 블록공중합체인 상용화제를 제조함으로써, 제조공정이 쉽고 간단하면서도, 분자량 분포도가 균일한 블록공중합체를 제조할 수 있다.
상기 이작용개시제로는 4-cyano-4-(dodecylsulfanyl-thiocarbonyl) sulfanylpentanol(CDP)를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 이작용개시제를 이용하여 RAFT(reversible addition-fragmentation chain transfer) 중합과 개환 중합을 조합하여 상기 상용화제를 제조할 수 있다.
본 발명의 상용화제의 수평균분자량은 7-9만이고, 분자량 분포도(Polydispersity Index, PDI)는 1.1 이하이다.
본 발명에서 상기 화학식 2의 반복단위를 포함하는 중합체의 분자량은 7000g/mol-40,000g/mol인 것이 바람직하다. 화학식 2의 반복단위를 포함하는 중합체의 분자량이 7000g/mol 미만이면, 상용화제와 매트릭스 수지인 PLLA와의 엉킴현상이 거의 생기지 않아, 충격강도와 신율이 낮아질 뿐 아니라 인장강도도 저하되므로 바람직하지 않다.
또한, 본 발명은 상기의 상용화제를 포함하는 PLLA 수지 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 PLLA 수지 조성물은 매트릭스 수지로 PLLA 수지와, 충격강도 보강수지를 포함한다.
본 발명에서 매트릭스 수지로 사용되는 PLLA 수지는 내열성, 압출가공을 위한 성형성, 기계적 강도를 고려할 때 중량평균분자량이 90,000-500,000 g/mol이고, 융점이 150-180℃인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 충격강도 보강수지로, 고무의 코어 구조에 불포화 단량체가 그라프트된 코어-쉘 타입의 공중합체, 블록공중합체 또는 단일중합체를 사용하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 단일중합체를 사용하는 것이다.
상기 블록공중합체는 소프트 세그멘트와 하드 세그멘트로 구성되되, 소프트 세그멘트-하드 세그멘트로 표시되는 디공중합체, 하드 세그멘트-소프트 세그멘트-하드 세그멘트로 표시되는 트리블록 공중합체, 소프트 세그멘트-하드 세그멘트-하드세그멘트로 표시되는 트리블록 공중합체일 수 있다.
상기 하드 세그멘트를 구성하는 상기 알킬메타크릴레이트 단량체로는 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, n-프로필메타크릴레이트, 이소프로필메타크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, sec-부틸메타크릴레이트, tert-부틸메타크릴레이트, 아밀메타크릴레이트, 이소아밀메타크릴레이트, n-헥실메타크릴레이트, 사이크로헥실메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 펜타데실메타크릴레이트, 도데실메타크릴레이트, 이소보르닐메타크릴레이트, 페닐메타크릴레이트, 벤질메타크릴레이트, 페녹시에틸메타크릴레이트, 2-하이드록시에틸메타크릴레이트, 2-메톡시에틸메타크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트, 알릴메타크릴레이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 바람직하게는 내열성 등을 고려할 때 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 이소프로필메타크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, tert-부틸메타크릴레이트, 사이크로헥실메타크릴레이트, 이소보르닐메타크릴레이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 메틸메타크릴레이트인 것이 바람직하다. 상기 소프트 세그멘트를 구성하는 상기 알킬아크릴레이트 단량체로는 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, n-프로필아크릴레이트, 이소프로필아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, sec-부틸아크릴레이트, tert-부틸아크릴레이트, 아밀아크릴레이트, 이소아밀아크릴레이트, n-헥실아크릴레이트, 사이크로헥실아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 펜타데실아크릴레이트, 도데실 아크릴레이트, 이소보르닐아크릴레이트, 페닐아크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 페녹시에틸아크릴레이트, 2-하이드록시에틸아크릴레이트, 2-메톡시에틸아크릴레이트, 글리시딜아크릴레이트, 알릴아크릴레이트 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. 바람직하게는 유연성 측면을 고려할 때 에틸아크릴레이트, n-프로필아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 도데실아크릴레이트 중 선택되는 1종 또는 2종인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 n-부틸아크릴레이트인 것이 바람직하다.
상기 단일중합체를 구성하는 단량체로 알킬아크릴레이트 단량체를 사용할 수 있으며, 구체적으로는 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, n-프로필아크릴레이트, 이소프로필아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, sec-부틸아크릴레이트, tert-부틸아크릴레이트, 아밀아크릴레이트, 이소아밀아크릴레이트, n-헥실아크릴레이트, 사이크로헥실아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 펜타데실아크릴레이트, 도데실 아크릴레이트, 이소보르닐아크릴레이트, 페닐아크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 페녹시에틸아크릴레이트, 2-하이드록시에틸아크릴레이트, 2-메톡시에틸아크릴레이트, 글리시딜아크릴레이트, 알릴아크릴레이트 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종을 사용할 수 있다. 바람직하게는 유연성 측면을 고려할 때 에틸아크릴레이트, n-프로필아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 도데실아크릴레이트 중 선택된 하나를 사용하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 n-부틸아크릴레이트를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 충격강도 보강수지의 유리전이온도는 -30~-60℃인 것이 바람직하다.
본 발명의 PLLA 수지 조성물에서, PLLA 수지와 충격강도 보강수지로 이루어진 혼합 수지는 PLLA 수지 70-90 중량%와 충격강도 보강수지 10-30중량%를 포함한다.
혼합 수지 내에 충격강도 보강수지를 상기 범위 미만으로 포함 시 PLLA 수지를 이용한 제품의 물성, 즉, 낮은 충격강도 및 치수안정성, 협소한 가공온도 범위 및 사용온도 범위의 문제를 해결하기에 충분치 못할 수 있으므로 바람직하지 않다. 또한, 혼합 수지 내에 충격강도 보강수지를 상기 범위보다 많이 사용할 경우 원가적인 측면에서 바람직하지 않다.
또한, 본 발명의 PLLA 수지 조성물은 상기 혼합 수지 100 중량부에 대하여 본 발명의 상용화제를 0 초과 10 중량부를 포함한다. 바람직하게는 혼합 수지 100 중량부에 대하여 상용화제 1-9 중량부, 더욱 바람직하게는 2-7 중량부를 포함하는 것이다.
상용화제가 포함되지 않으면 PLLA 수지와 충격강도 보강수지간의 상용성이 떨어져 충격강도 등의 물성향상 효과가 미미하고, 상용화제를 10 중량부를 초과하여 포함할 경우 초과된 함량에 비해 인장강도, 신율 및 충격강도 등의 기계적 물성 증가효과가 미미하므로 상기 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.
이하 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변경 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
[ 실시예 ]
1. 시약
단량체인 n-Butyl acrylate (BA, Aldrich, 99 %)는 알루미나 컬럼을 내린 후 CaH2 상에서 수분을 제거하고 감압 증류법을 통해 동결-용융 과정을 여러 차례에 거쳐 탈기하고 사용하였다.
L-lactide (LLA, Aldrich)는 n-hexane 에 재결정하여 건조 후 사용하였다. anisole (Junsei, 98%)는 CaH2 상에서 수분을 제거하고 감압 증류법을 통해 동결-용융 과정을 여러 차례에 거쳐 탈기하고 사용하였다.
1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene (DBU, Aldrich, 98%), Acetic acid(AA, Aldrich, 99.7%), 1-Dodecanethiol (Aldrich, 98%), iodine chip (Aldrich, 99%), 4,4-azobis(4-cyano-1-pentanol) (ACP, Wonda science, 95%), diethyl ether (Duksan, 99.0%), Sodium hydride (Aldrich, 60%), Carbon disulfide(Aldrich, 99.9%), Tetrahydrofuran (THF, TCI, anhydrous, 98%), N,N-dimethylformamide (DMF, Aldrich, anhydrous, 99.8 %)는 별도의 정제 없이 사용하였다.
이작용개시제(Dual initiator)로는 4-cyano-4-(dodecylsulfanyl-thiocarbonyl) sulfanylpentanol (CDP)를 기존에 알려진 합성법을 이용하여 제조하여 사용하였다.
매트릭스 수지로 사용되는 PLLA(Poly(L-lactide))수지는 NatureWork 사의 4032D grade 제품을 사용하였고 충격강도 보강수지로 사용되는 PBA(poly(n-butyl acrylate)는 직접 유화중합하여 사용하였다.
2. 상용화제의 제조
본 발명의 상용화제의 제조를 위해 [BA]0/[LLA]0/[CDP]0/[Azo계열 initiator]0/[DBU]0 = 500/500/1/0.2/0.5 의 몰비로 30℃에서 PBA와 PLLA를 동시에 중합한 원-포트(one-pot) 합성을 진행하였다. CDP (24.3 mg, 0.06 mmol), DBU (4.7 mg, 0.03mmol), LLA (4.5 g, 31 mmol)를 anisole (4.7 ml)에 용해시킨 다음 혼합물을 약 30분간 질소치환 하고 30℃ 에서 2 시간동안 개환 중합을 실시하였다. 그 이후 Acetic acid 0.1 ml를 첨가해주어 개환 중합을 중지시키고 BA (4.25 ml, 31 mmol), Azo 계열 initiator (3.8mg, 0.01 mmol)를 첨가하여 RAFT 중합을 8시간 동안 진행하여, PBA-b-PLLA 블록공중합체를 포함하는 상용화제를 제조하였다.
3. 본 발명의 PLLA 수지 조성물을 이용한 복합재의 제조
PLLA 4032D 수지 90 중량%, PBA 10 중량%로 구성된 혼합 수지 100 중량부에 대하여 상기 '2'에서 제조된 상용화제 1 중량부, 2 중량부, 3 중량부를 각각 첨가하여, 실시예 1 내지 3의 PLLA 수지 조성물을 제조하였다.
상용화제가 첨가되지 않은 PLLA 4032D 수지로 구성된 PLLA 수지 조성물(비교예 1)과 PLLA 4032D 수지 90 중량%, PBA 10 중량%로 구성된 혼합 수지(비교예 2)를 포함하는 PLLA 수지 조성물을 제조하였다.
상기 제조된 실시예 및 비교예의 PLLA 수지 조성물을 twin screw extruder (screw diameter = 19mm, L/D = 40, Bau technology, korea)를 이용하여 160-190℃에서 melt compounding 법으로 압출하여 제작하였다. feed 는 7, 200rpm 으로 1kg base를 1시간에 걸쳐 압출을 진행하였다. 압출한 시료는 냉각시에 접촉한 물을 제거 하기 위하여 60℃ 오븐에서 24시간 이상 건조하여 복합재를 완성하였다. .
4. 분 석
4.1. GPC 분석 및 1 H-NMR 측정
수평균분자량과 분자량 분포를 결정하기 위해 RI detector (YL9170)와 두 개의 column (KD-805M x 2, Shodex)로 구성된 gel permission chromatography (GPC) system (Young Lin SP930D solvent delivery pump)을 사용하였다. THF 를 용매로 사용하여 40 o C 에서 1.0 mL/min 유속으로 측정하였고 PMMA 기준으로 검량하였다. 수율은 중량법을 통해 결정했다. 1 H nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy 는 Varian VXR-Unity NMR spectrometer (400 MHz)을 통해 측정하였으며 용매로는 CDCl3 를 사용하였다.
본 발명의 상용화제의 GPC 분석 결과는 도 1과 같고, 1H-NMR 측정결과는 도 2와 같아, 블록공중합체인 상용화제가 합성되되, 소량의 PLLA 단일 고분자가 섞여 있는 결과를 확인하였다.
소량의 PLLA 단일 고분자는 물성에 영향을 미치지 않고, 또한, 일정 수준의 분자량의 PLLA 고분자는 PLLA 매트릭스 부분과 고분자 사슬의 엉킴 현상이 작용하여 물성에 영향을 미치지 않는다.
4.2. 기계적 물성 시험
Injection molder ( screw diameter = 22mm, clamping force = 50t, VDC-11, JinHwaGloTech, Korea)를 이용하여 제작한 사출시편은 12시간 동안 상온에 두어 열적 안정을 취하도록 하였다.
복합재의 기계적 물성 중 하나인 인장강도 및 신율은 Universal testing machine (UTM, Hounsfield Co., H10KS-0061)을 이용하여 ASTM D638-Type1 규격에 의하여 상온에서 측정하였다.
충격강도는 ASTM D256 규격에 따라 Izod test (Waters 410 T50)를 사용하여 상온인 조건에서 측정하였다.
각각의 물리적 특성은 최소 5번 이상 측정하여 그 측정값의 평균을 구하였다.
측정결과는 아래 표 1과 같았다.
샘플 PLLA 수지 조성물 조성비(PLLA/PBA/상용화제) Tensil strength(MPa) Elongation at break(%) Izod impact resistance(J/m)
비교예 1 100 : 0 : 0 63.44 13.42 2.72
비교예 2 90 : 10 : 0 45.01 69.54 5.84
실시예 1 90 : 10 : 1 45.14 99.03 9.49
실시예 2 90 : 10 : 2 45.52 248.92 11.93
실시예 3 90 : 10 : 3 46.12 321.76 15.03
위 표 1을 통해, PLLA 수지 단독으로 사용한 비교예 1의 경우 인장강도는 우수하나, 신율 및 충격강도가 매우 낮음을 확인할 수 있고, PLLA 수지와 PBA 수지를 혼합한 비교예 2의 경우, 인장강도는 비교예 1에 비해 조금 낮아졌으나 신율 및 충격강도가 조금 개선되었음을 확인할 수 있었다.
PLLA 수지와 PBA 수지를 혼합한 혼합 수지에 본 발명의 상용화제를 포함하는 실시예 1 내지 3의 경우, 비교예 2에 비해 인장강도는 유지되면서 신율 및 충격강도가 개선되었으며, 특히 실시예 2 및 3의 경우 실시예 1과 대비할 때, 상용화제의 증가량에 비해 신율 및 충격강도의 개선폭이 매우 높음을 확인할 수 있었다.
이는 PLLA 수지와 PBA 수지 영역 사이의 계면 간에 상용성이 좋지않아 잘 섞이지 않다가 본 발명의 상용화제의 첨가에 따라 상용성이 좋아지면서 두 물질이 균일하게 섞여 각 수지의 장점을 더욱 잘 발휘할 수 있었던 것으로 판단된다.
또한, 도 3a는 비교예 1, 도 3b는 비교예 2, 도 3c는 실시예 1, 도 3d는 실시예 2, 도 3e는 실시예 3의 SEM 사진으로, 도 3a 내지 도 3e를 통해, 본 발명의 상용화제의 함량이 증가할수록 PBA 수지 영역의 수가 줄어드는 것을 확인할 수 있다.
5. 본 발명의 상용화제 내 PLLA 중합체의 분자량에 따른 상용성 변화 시험
실시예 2와 같이 PLLA 4032D 수지 90 중량%, PBA 10 중량%로 구성된 혼합 수지 100 중량부에 대하여 본 발명의 상용화제 2 중량부를 혼합하되, 블록공중합체 내 PLLA의 분자량에 따른 상용성 변화를 시험하였다.
총 분자량 45,000 g/mol의 블록공중합체 내 PLLA의 분자량을 35,000g/mol(실시예 2), 21,000g/mol(실시예 4), 7,000g/mol(실시예 5)로 하여 인장강도, 신율 및 충격강도를 시험한 결과 아래 표 2와 같았다.
샘플 PLLA 수지 조성물 조성비(PLLA/PBA/상용화제) 상용화제
(kg/ mol )
PLLA 분자량/ 총분자량 		Tensil strength(MPa) Elongation at break(%) Izod impact resistance(J/m)
실시예 2 90 : 10 : 2 35/45 45.52 248.92 11.93
실시예 4 90 : 10 : 2 21/45 45.06 194.50 7.97
실시예 5 90 : 10 : 2 7/45 42.25 139.71 5.99
표 2의 결과를 통해 확인할 수 있는 바와 같이, 상용화제 내 PLLA의 분자량이 작을수록 낮은 신율과 충격강도를 나타내었다. 또한, 실시예 5의 경우 인장강도도 저하되는 결과가 나타났다. 이는 PBA-b-PLLA의 PLLA 고분자 부분이 PLLA 매트릭스 수지와 엉킴현상이 거의 발생되지 않아 블록공중합체가 상용화제로 사용되지 못하고 오히려 물성을 저하시키는 요인이 된 것으로 판단된다.
또한, 도 4a는 비교예 2, 도 4b는 실시예 2, 도 4c는 실시예 4, 도 4d는 실시예 5의 SEM 사진으로, 도 4a 내지 도 4d를 통해, 상용화제 내 PLLA의 분자량이 작을수록 PBA 수지 영역의 수가 증가하여, PLLA 수지와의 상용성이 저하되는 것을 확인할 수 있다.
위의 실험결과를 통해 확인할 수 있듯이, 본 발명의 상용화제는 적은 양을 사용하여도 PLLA 수지의 충격강도를 보강하기 위해 혼합되는 고분자 수지와의 상용성을 크게 개선시킨 효과가 있다.
또한, 본 발명의 상용화제를 포함하는 PLLA 수지 조성물은 PLLA의 충격강도를 크게 향상시킨 효과가 있다.
또한, 본 발명의 상용화제를 포함하는 PLLA 수지 조성물은 파단 신율을 크게 향상시킨 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 하기의 화학식 1의 반복단위를 포함하는 중합체와, 하기의 화학식 2의 반복단위를 포함하는 중합체의 블록공중합체로 구성된 PLLA(Poly(L-lactide)) 수지용 상용화제.
    [화학식 1]
    Figure pat00005

    [화학식 2]
    Figure pat00006
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 2의 반복단위를 포함하는 중합체의 분자량은 7000g/mol-40,000g/mol인 것을 특징으로 하는 PLLA 수지용 상용화제.
  3. 제1항 또는 제2항의 상용화제를 포함하는 PLLA 수지 조성물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 PLLA 수지 조성물은 PLLA 수지와 충격강도 보강수지를 포함하는 PLLA 수지 조성물.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 PLLA 수지의 중량평균분자량이 90,000-500,000 g/mol이고, 융점이 150-180℃인 것을 특징으로 하는 PLLA 수지 조성물.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 충격강도 보강수지는 고무의 코어 구조에 불포화 단량체가 그라프트된 코어-쉘 타입의 공중합체, 블록공중합체 또는 단일중합체인 것을 특징으로 하는 PLLA 수지 조성물.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 충격강도 보강수지는 PBA(poly(n-butyl acrylate) 단일중합체 또는 블록단위로 PBA 중합체를 포함하는 블록공중합체인 것을 특징으로 하는 PLLA 수지 조성물.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 수지 조성물은, PLLA 수지 70-90 중량%와 충격강도 보강수지 10-30 중량%를 포함하는 혼합 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 PLLA 수지 조성물.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 혼합 수지 100 중량부에 대하여 상기 상용화제를 0 초과 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 PLLA 수지 조성물.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 혼합 수지 100 중량부에 대하여 상기 상용화제를 2 내지 7 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 PLLA 수지 조성물.
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