KR20200071504A - A surface modification method of cellulose and a surface modified cellulose - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 셀룰로오스의 표면 개질 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 셀룰로오스의 표면 개질을 통해서 고분자 매트릭스 내에서의 셀룰로오스의 분산성을 높이고 고분자 복합 소재의 물성을 향상시킬 수 있는 셀룰로오스의 표면 개질 방법 및 표면 개질된 셀룰로오스에 관한 것이다. The present invention relates to a surface modification technology of cellulose, and more specifically, a surface modification method and surface of cellulose that can improve the dispersibility of cellulose in the polymer matrix and improve the properties of the polymer composite material through the surface modification of cellulose. It relates to a modified cellulose.
셀룰로오스는 천연고분자 중에서도 지구 상에 있는 유기물 가운데 가장 많은 양을 차지하고 있다. 셀룰로오스를 고분자 복합 소재에 응용하게 되면, 많은 공급량에 의한 비용 감소와 높은 열 안정성과 화학적ㅇ기계적 물성을 향상을 기대할 수 있다. 특히 셀룰로오스를 플라스틱 필름에 첨가할 경우, 친환경적으로 재생 가능한 소재로 이용 가능한 장점이 있다.Cellulose accounts for the largest amount of organic matter on the earth among natural polymers. When cellulose is applied to a polymer composite material, cost reduction due to a large amount of supply, high thermal stability, and improved chemical and mechanical properties can be expected. In particular, when cellulose is added to a plastic film, there is an advantage that it can be used as an environmentally friendly renewable material.
고분자 복합 소재의 보강재로 사용되는 셀룰로오스 중 피브릴화된 셀룰로오스(Nanofibirillated Cellulose, NFC)가 큰 주목을 받고 있다. 하지만 NFC 표면에 위치한 산소기능기(hydroxyl group, -OH)로 인한 친수성 때문에, 소수성을 가지는 고분자와의 복합 시 고분자 매트릭스와의 혼화성에 한계점이 있다.Among cellulose used as a reinforcing material for polymer composite materials, fibrillated cellulose (NFC) has attracted great attention. However, due to the hydrophilicity due to the oxygen functional group (hydroxyl group, -OH) located on the NFC surface, there is a limitation in miscibility with the polymer matrix when compounded with a hydrophobic polymer.
이와 같은 NFC와 고분자의 표면 특성 차이에 의해서, 고분자 매트릭스 내부에서 NFC가 서로 엉켜 번들 형태의 덩어리를 형성하게 되고, 고분자 복합 소재의 물성을 오히려 저하시키게 된다.Due to the difference in the surface properties of the NFC and the polymer, NFC is entangled in the polymer matrix to form a bundle-like mass, and the physical properties of the polymer composite material are rather deteriorated.
고분자 매트릭스 내 NFC의 분산성을 높이고, 고분자 복합 소재의 물성을 향상시키기 위한 NFC의 표면 개질 연구가 발표된 바 있지만, 사용하는 표면 개질 화합물 또는 공정이 대량의 NFC의 표면 개질에는 적합하지 않다.There have been published studies on the surface modification of NFC to increase the dispersibility of NFC in the polymer matrix and to improve the properties of the polymer composite material, but the surface modification compound or process used is not suitable for the surface modification of large quantities of NFC.
따라서 본 발명의 목적은 셀룰로오스의 표면 개질을 통해서 고분자 매트릭스 내에서의 셀룰로오스의 분산성을 높이고 고분자 복합 소재의 물성을 향상시킬 수 있는 셀룰로오스의 표면 개질 방법 및 표면 개질된 셀룰로오스를 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a surface modification method of cellulose and a surface modified cellulose that can improve the dispersibility of cellulose in a polymer matrix and improve physical properties of the polymer composite material through surface modification of cellulose.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 피브릴화된 셀룰로오스(Nanofibirillated Cellulose, NFC) 분산액에 양이온 계열의 계면활성제 또는 네오알콕시 메탈 복합체(neoalkoxy metal complex) 또는 복수의 모노알콕시 메탈 복합체(monoalkoxy metal complex)를 포함하는 표면개질제를 혼합하여 상기 NFC의 표면을 개질하는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스의 표면 개질 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a cationic surfactant or a neoalkoxy metal complex or a plurality of monoalkoxy metal complexes in a fibrillated cellulose dispersion (Nanofibirillated Cellulose, NFC) It provides a method for modifying the surface of cellulose characterized by modifying the surface of the NFC by mixing a surface modifier comprising a.
상기 양이온 계열의 계면활성제는 세틸트리메틸암모늄 브로마이드(CTAB), 세틸트리메틸암모늄클로라이드(CTAC), 세틸피리디늄클로라이드(CPC), 도데실트리메틸암모늄 브로마이드(DTAB), 테트라데실트리메틸암모늄 브로마이드(TTAB), 테트라트리메틸암모늄 브로마이드(TMB), 디옥타데실디메틸암모늄브로마이드(DODAB) 또는 디메틸디옥타데실암모늄클로라이드(DODMAC)를 포함할 수 있다.The cation-based surfactants are cetyltrimethylammonium bromide (CTAB), cetyltrimethylammonium chloride (CTAC), cetylpyridinium chloride (CPC), dodecyltrimethylammonium bromide (DTAB), tetradecyltrimethylammonium bromide (TTAB), tetra Trimethylammonium bromide (TMB), dioctadecyldimethylammonium bromide (DODAB) or dimethyldioctadecylammonium chloride (DODMAC).
상기 네오알콕시 메탈 복합체 또는 모노알콕시 메탈 복합체의 메탈은 Zn, Ti 또는 Si를 포함할 수 있다.The metal of the neoalkoxy metal composite or monoalkoxy metal composite may include Zn, Ti or Si.
상기 표면 개질된 NFC는 표면에 알킬 체인(alkyl chain)이 도입된다.In the surface-modified NFC, an alkyl chain is introduced on the surface.
본 발명에 따른 셀룰로오스의 표면 개질 방법은, 상기 NFC 분산액에 상기 표면개질제를 혼합하여 혼합액을 제조하는 단계; 상기 혼합액을 교반하는 단계; 및 상기 교반된 혼합액을 원심 분리한 후 건조하여 표면 처리된 NFC를 제조하는 단계;를 포함한다.Method for modifying the surface of cellulose according to the present invention comprises: mixing the surface modifier with the NFC dispersion to prepare a mixed solution; Stirring the mixed solution; And manufacturing the surface-treated NFC by centrifuging the agitated mixed solution and then drying the mixture.
상기 혼합액은 NFC와 표면개질제의 조성비는 1:0.1~0.5 이다.The composition ratio of the NFC and the surface modifier is 1:0.1 to 0.5.
상기 교반은 상온 내지 80℃에서 1 내지 24시간 수행한다.The stirring is performed at room temperature to 80°C for 1 to 24 hours.
상기 원심 분리는 1000 내지 8000 rpm으로 수행한다.The centrifugation is performed at 1000 to 8000 rpm.
그리고 본 발명은 피브릴화된 셀룰로오스(Nanofibirillated Cellulose, NFC) 분산액에 양이온 계열의 계면활성제, 네오알콕시 메탈 복합체(neoalkoxy metal complex) 또는 복수의 모노알콕시 메탈 복합체(monoalkoxy metal complex)를 포함하는 표면개질제를 혼합하여 상기 NFC의 표면이 개질된 것을 특징으로 하는 표면 개질된 셀룰로오스를 제공한다.And the present invention is a surface modifier comprising a cationic surfactant, a neoalkoxy metal complex or a plurality of monoalkoxy metal complexes in a fibrillated cellulose dispersion (Nanofibirillated Cellulose). Mixing to provide a surface-modified cellulose characterized in that the surface of the NFC is modified.
본 발명에 따르면, NFC에 양이온 계열의 계면활성제, 네오알콕시 메탈 복합체(neoalkoxy metal complex) 또는 복수의 모노알콕시 메탈 복합체(monoalkoxy metal complex)를 첨가하여 NFC의 표면 개질을 통해서, NFC의 표면에 소수성을 나타내는 알킬 체인(alkyl chain)을 도입함으로써, 표면 개질된 NFC의 소수성을 증가시킬 수 있다. 이로 인해 표면 개질된 NFC의 고분자 매트릭스 내에서의 분산성을 높이고 고분자 복합 소재의 물성을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, by adding a cationic surfactant, a neoalkoxy metal complex or a plurality of monoalkoxy metal complexes to the NFC, the surface of the NFC is hydrophobic through NFC modification. By introducing the indicated alkyl chain, hydrophobicity of the surface-modified NFC can be increased. Due to this, it is possible to increase the dispersibility of the surface-modified NFC in the polymer matrix and improve the physical properties of the polymer composite material.
본 발명에 따른 표면 개질 공정은 저가의 표면개질제를 사용하여 비교적 낮은 온도에서 공정을 수행할 수 있는 이점이 있다. 이로 인해 대량의 NFC에 대한 표면 개질 공정을 진행할 수 있다.The surface modification process according to the present invention has an advantage of performing the process at a relatively low temperature using a low-cost surface modifier. Due to this, it is possible to perform a surface modification process for a large amount of NFC.
그리고 NFC와 표면개질제의 반응 비율 조절을 통해서 NFC의 표면 특성을 쉽게 조절할 수 있다.And it is possible to easily control the surface properties of NFC by adjusting the reaction ratio between NFC and the surface modifier.
도 1은 본 발명에 따른 셀룰로오스의 표면 개질 과정을 보여주는 개념도이다.
도 2는 도 1의 세틸트리메틸암모늄 브로마이드(CTAB)를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 셀룰로오스의 표면 개질 방법에 따른 흐름도이다.
도 4는 실시예 및 비교예에 따른 셀룰로오스가 포함된 고분자 복합 소재의 인장 강도를 평가한 그래프이다.1 is a conceptual diagram showing the surface modification process of cellulose according to the present invention.
FIG. 2 is a view showing cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) of FIG. 1.
3 is a flow chart according to the method of surface modification of cellulose according to the present invention.
4 is a graph evaluating the tensile strength of the polymer composite material containing cellulose according to Examples and Comparative Examples.
하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않는 범위에서 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.It should be noted that in the following description, only parts necessary for understanding the embodiments of the present invention are described, and descriptions of other parts will be omitted without detracting from the gist of the present invention.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms or words used in the present specification and claims described below should not be construed as being limited to ordinary or lexical meanings, and the inventor is appropriate as a concept of terms to describe his or her invention in the best way. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as meanings and concepts consistent with the technical spirit of the present invention. Therefore, the configuration shown in the embodiments and drawings described in this specification is only a preferred embodiment of the present invention, and does not represent all of the technical spirit of the present invention, and various equivalents that can replace them at the time of this application It should be understood that there may be and variations.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 셀룰로오스의 표면 개질 과정을 보여주는 개념도이다. 도 2는 도 1의 세틸트리메틸암모늄 브로마이드(CTAB)를 보여주는 도면이다.1 is a conceptual diagram showing the surface modification process of cellulose according to the present invention. FIG. 2 is a view showing cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) of FIG. 1.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 표면 개질된 셀룰로오스(100)는 NFC(10)를 기반으로 하며, NFC(10)의 표면에 표면개질제(20)를 이용한 알킬 체인(23; alkyl chain)이 도입된 구조를 갖는다.1 and 2, the surface-modified
이와 같은 본 발명에 따른 표면 개질된 셀룰로오스(100)는 NFC 분산액에 양이온 계열의 계면활성제, 네오알콕시 메탈 복합체(neoalkoxy metal complex) 또는 복수의 모노알콕시 메탈 복합체(monoalkoxy metal complex)를 포함하는 표면개질제(20)를 혼합하여 NFC(10)의 표면이 개질된다. 복수의 모노알콕시 메탈 복합체는 2개 또는 3개일 수 있다.The surface-modified
양이온 계열의 계면활성제는 NFC(10)와의 정전기적 인력(Electrostatic interaction)을 통해서 NFC(10) 표면에 부착되고, 이때 소수성을 나타내는 알킬 체인(23)이 외부로 노출되면서 표면 개질된 NFC가 소수성을 나타낸다. 양이온 계열의 계면활성제로는 세틸트리메틸암모늄 브로마이드(CTAB), 세틸트리메틸암모늄클로라이드(CTAC), 세틸피리디늄클로라이드(CPC), 도데실트리메틸암모늄 브로마이드(DTAB), 테트라데실트리메틸암모늄 브로마이드(TTAB), 테트라트리메틸암모늄 브로마이드(TMB), 디옥타데실디메틸암모늄브로마이드(DODAB) 또는 디메틸디옥타데실암모늄클로라이드(DODMAC)가 사용될 수 있으며, 이것에 한정되는 것은 아니다.The cationic surfactant is attached to the surface of the NFC (10) through electrostatic interaction with the NFC (10), and at this time, the surface modified NFC is hydrophobic as the alkyl chain (23) showing hydrophobicity is exposed to the outside. Shows. Cation-based surfactants include cetyltrimethylammonium bromide (CTAB), cetyltrimethylammonium chloride (CTAC), cetylpyridinium chloride (CPC), dodecyltrimethylammonium bromide (DTAB), tetradecyltrimethylammonium bromide (TTAB), tetra Trimethylammonium bromide (TMB), dioctadecyldimethylammonium bromide (DODAB) or dimethyldioctadecylammonium chloride (DODMAC) may be used, but is not limited thereto.
예컨대 CTAB(20a)는 도 2에 도시된 화학식으로 표시될 수 있다. CTAB(20a)는 이온 헤드 그룹(21; ionic head group)과, 이온 헤드 그룹(21)에 결합된 알킬 체인(23)을 포함한다. CTAB(20a)가 NFC(10) 표면에 정전기적 인력으로 부착될 때, NFC(10) 표면에 이온 헤드 그룹(21)이 부착됨으로써, CTAB(20a)의 알킬 체인(23)이 외부로 노출된다.For example, CTAB 20a may be represented by the chemical formula shown in FIG. 2. The CTAB 20a includes an
네오알콕시 메탈 복합체 또는 모노알콕시 메탈 복합체는 NFC(10) 표면에 붙은 산소기능기와 축중합 반응을 하고, 반응 후 소수성을 나타내는 알킬 체인(23)이 외부에 노출되면서 표면 개질된 NFC가 소수성을 나타낸다. 네오알콕시 메탈 복합체 또는 모노알콕시 메탈 복합체는 메탈로서 Zn, Ti 또는 Si를 포함할 수 있으며, 이것에 한정되는 것은 아니다.The neoalkoxy metal complex or monoalkoxy metal complex undergoes a condensation polymerization reaction with an oxygen functional group attached to the surface of the
이와 같이 NFC(10)에 양이온 계열의 계면활성제, 네오알콕시 메탈 복합체 또는 복수의 모노알콕시 메탈 복합체를 첨가하여 NFC(10)의 표면 개질을 통해서, NFC(10)의 표면에 소수성을 나타내는 알킬 체인(23)을 도입함으로써, 표면 개질된 NFC의 소수성을 증가시킬 수 있다. 이로 인해 표면 개질된 NFC의 고분자 매트릭스 내에서의 분산성을 높이고 고분자 복합 소재의 물성을 향상시킬 수 있다.As described above, by adding a cationic surfactant, a neoalkoxy metal complex, or a plurality of monoalkoxy metal complexes to the
이와 같은 본 발명에 따른 셀룰로오스의 표면 개질 방법에 대해서 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서 도 3은 본 발명에 따른 셀룰로오스의 표면 개질 방법에 따른 흐름도이다.The method for modifying the surface of cellulose according to the present invention will be described below with reference to FIG. 3. Here, Figure 3 is a flow chart according to the method of surface modification of cellulose according to the present invention.
먼저 S10단계에서 NFC를 용매에 분산시켜 NFC 분산액을 제조한다. NFC 분산액에 있어서, NFC와 용매의 혼합 비율은 NFC 길이 및 모양에 따라 조절할 수 있다. 용매로는 에탄올, 아세톤, 증류수, 디메틸포름아미드, 메탄올, 에틸렌글리콜, n-부탄올, tert-부틸알코올, 이소프로필알코올, n-프로판올, 에틸아세테이트, 디메틸설폭사이드, 테트라하이드로퓨란 등이 사용될 수 있다. First, in step S10, NFC is dispersed in a solvent to prepare an NFC dispersion. In the NFC dispersion, the mixing ratio of NFC and the solvent can be adjusted according to the NFC length and shape. As the solvent, ethanol, acetone, distilled water, dimethylformamide, methanol, ethylene glycol, n-butanol, tert-butyl alcohol, isopropyl alcohol, n-propanol, ethyl acetate, dimethyl sulfoxide, tetrahydrofuran, etc. may be used. .
다음으로 S20단계에서 NFC 분산액과 표면개질제를 혼합하여 혼합액을 제조한다. 이때 혼합액은 NFC와 표면개질제의 조성비는 1:0.1~0.5 이다. 표면개질제의 비율이 0.1 미만인 경우, NFC에 충분히 소수화되지 못하는 문제가 발생될 수 있다. 표면개질제의 비율이 0.5를 초과하는 경우, 필요 이상의 표면개질제의 사용으로 인한 비용이 증가하는 문제가 발생될 수 있다.Next, in step S20, the NFC dispersion and the surface modifier are mixed to prepare a mixed solution. At this time, the composition ratio of the NFC and the surface modifier is 1:0.1 to 0.5. When the ratio of the surface modifier is less than 0.1, a problem that it is not sufficiently hydrophobicized to NFC may occur. When the proportion of the surface modifier exceeds 0.5, a problem may arise in which the cost due to the use of the surface modifier more than necessary is increased.
다음으로 S30단계에서 혼합액 내에서 NFC와 표면개질제가 충분히 반응할 수 있도록 교반한다. 이때 교반은 상온 내지 80℃에서 1 내지 24시간 수행될 수 있다. 교반 조건은 사용하는 용매에 따라서 조절이 가능하며, 상온에서도 반응 진행이 가능하다.Next, in step S30, the mixture is stirred to sufficiently react with the NFC and the surface modifier in the mixed solution. At this time, stirring may be performed at room temperature to 80°C for 1 to 24 hours. The stirring conditions can be adjusted depending on the solvent used, and the reaction can proceed even at room temperature.
그리고 S40단계에서 교반된 혼합액을 원심 분리한 후, S50단계에서 건조하여 표면 처리된 NFC를 제조한다. 이때 원심 분리되는 1000 내지 8000 rpm으로 수행하여 NFC와 반응하지 않은 표면개질제를 제거할 수 있다.And after centrifuging the mixed solution stirred in step S40, and dried in step S50 to prepare a surface-treated NFC. At this time, the centrifugation may be performed at 1000 to 8000 rpm to remove the surface modifier that does not react with NFC.
이때 NFC를 분산시키고자 하는 고분자 매트릭스의 표면 에너지 특성이 친수성에 가까울수록, NFC 표면에 붙는 표면개질제의 비율 또는 밀도를 낮춤으로써 NFC의 표면 특성을 제어할 수 있다.At this time, the closer the surface energy characteristic of the polymer matrix to disperse NFC approaches hydrophilicity, the lower the proportion or density of the surface modifier that adheres to the NFC surface, thereby controlling the surface characteristics of NFC.
이와 같이 표면개질제의 비율 또는 밀도 제어를 통해서, NFC 표면 특성 제어가 용이하고, 다양한 고분자 매트릭스에 확대 적용이 가능하다는 장점이 있다.As such, through the control of the ratio or density of the surface modifier, NFC surface characteristics can be easily controlled, and there is an advantage that it can be applied to various polymer matrices.
이와 같은 본 발명에 따른 표면 개질된 셀룰로오스의 물성을 확인하기 위해서, 아래의 실시예 및 비교예에 따른 표면 개질된 NFC와, 그를 이용한 고분자 복합 소재를 제조하였다.In order to confirm the physical properties of the surface-modified cellulose according to the present invention, a surface-modified NFC according to Examples and Comparative Examples below and a polymer composite material using the same were prepared.
먼저 NFC 100g을 에탄올 300ml에 분산시켜 NFC 분산액을 제조하였다. NFC 분산액에 CTAB를 1:0.1~0.5 비율로 혼합하여 혼합액을 제조하였다. 혼합액을 60℃에서 16시간 교반한 후, 1000 rpm로 원심분하여 반응하지 않은 CTAB를 제거한 다음 건조하여 실시예에 따른 표면 개질된 NFC를 제조하였다.First, NFC 100g was dispersed in 300ml of ethanol to prepare an NFC dispersion. CTAB was mixed with the NFC dispersion at a ratio of 1:0.1 to 0.5 to prepare a mixed solution. The mixture was stirred at 60° C. for 16 hours, centrifuged at 1000 rpm to remove unreacted CTAB, and then dried to prepare a surface-modified NFC according to the embodiment.
표면 개질된 NFC를 PP 계열의 고분자 매트릭스에 복합하여 실시예에 따른 고분자 복합 소재를 제조하였다. 이때 실시예1 내지 6에 따른 고분자 복합 소재는 투입되는 표면 개진될 NFC의 함량을 달리하였다. 실시예1 내지 6은 순차적으로 표면 개질된 NFC의 함량이 0.5, 1, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0 wt%이다.A polymer composite material according to an embodiment was prepared by combining surface-modified NFC with a PP-based polymer matrix. At this time, the polymer composite materials according to Examples 1 to 6 had different contents of NFC to be surface-injected. In Examples 1 to 6, the contents of NFC that were sequentially surface-modified were 0.5, 1, 1.5, 2.0, 2.5, and 3.0 wt%.
한편 비교예에 따른 고분자 복합 소재는 표면 개질되지 않은 NFC를 PP 계열의 고분자 매트릭스에 복합하여 제조하였다.Meanwhile, the polymer composite material according to the comparative example was prepared by combining unmodified NFC with a PP-based polymer matrix.
실시예 및 비교예에 따른 고분자 복합 소재의 인장 강도를 측정하였으며, 측정 결과는 도 4와 같다. 여기서 도 4는 실시예 및 비교예에 따른 셀룰로오스가 포함된 고분자 복합 소재의 인장 강도를 평가한 그래프이다.Tensile strength of the polymer composite material according to Examples and Comparative Examples was measured, and the measurement results are shown in FIG. 4. Here, Figure 4 is a graph evaluating the tensile strength of the polymer composite material containing cellulose according to Examples and Comparative Examples.
실시예1 내지 6에 따른 고분자 복합 소재가 비교예에 따른 고분자 복합 소재에 비해서 인장 강도가 증가한 것을 확인할 수 있다.It can be seen that the polymer composite materials according to Examples 1 to 6 had an increased tensile strength compared to the polymer composite materials according to the comparative examples.
실시예1 내지 6에 따르면, 표면 개질된 NFC가 0.5 wt%가 포함된 경우, 인장 강도가 가장 높게 증가한 것을 확인할 수 있다. 표면 개질된 NFC의 함량이 증가할수록 인강 강도가 줄어드는 것을 확인할 수 있다. 하지만 고분자 매트릭스에 표면 개질된 NFC가 포함되는 경우, 비교예와 비교하여 여전히 인장 강도가 증가한 것을 확인할 수 있다.According to Examples 1 to 6, when the surface-modified NFC contains 0.5 wt%, it can be confirmed that the tensile strength increased the highest. It can be seen that as the content of the surface-modified NFC increases, the strength of the phosphorus steel decreases. However, when the polymer matrix contains the surface-modified NFC, it can be seen that the tensile strength is still increased compared to the comparative example.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.On the other hand, the embodiments disclosed in the specification and the drawings are merely presented as specific examples to help understanding, and are not intended to limit the scope of the present invention. It is obvious to those skilled in the art to which the present invention pertains that other modifications based on the technical spirit of the present invention can be implemented in addition to the embodiments disclosed herein.
10 : NFC
20 : 표면개질제
20a : CTAB
21 : 이온 헤드 그룹
23 : 알킬 체인
100 : 표면 개질된 셀룰로오스10: NFC
20: surface modifier
20a: CTAB
21: ion head group
23: alkyl chain
100: surface modified cellulose
Claims (8)
상기 양이온 계열의 계면활성제는 세틸트리메틸암모늄 브로마이드(CTAB), 세틸트리메틸암모늄클로라이드(CTAC), 세틸피리디늄클로라이드(CPC), 도데실트리메틸암모늄 브로마이드(DTAB), 테트라데실트리메틸암모늄 브로마이드(TTAB), 테트라트리메틸암모늄 브로마이드(TMB), 디옥타데실디메틸암모늄브로마이드(DODAB) 또는 디메틸디옥타데실암모늄클로라이드(DODMAC)를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스의 표면 개질 방법.According to claim 1,
The cation-based surfactants are cetyltrimethylammonium bromide (CTAB), cetyltrimethylammonium chloride (CTAC), cetylpyridinium chloride (CPC), dodecyltrimethylammonium bromide (DTAB), tetradecyltrimethylammonium bromide (TTAB), tetra Trimethylammonium bromide (TMB), dioctadecyldimethylammonium bromide (DODAB) or dimethyldioctadecylammonium chloride (DODMAC) surface modification method of cellulose characterized in that it comprises.
상기 네오알콕시 메탈 복합체 또는 모노알콕시 메탈 복합체의 메탈은 Zn, Ti 또는 Si를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스의 표면 개질 방법.According to claim 1,
The method of modifying the surface of cellulose, wherein the metal of the neoalkoxy metal composite or monoalkoxy metal composite comprises Zn, Ti or Si.
상기 표면 개질된 NFC는 표면에 알킬 체인(alkyl chain)이 도입되는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스의 표면 개질 방법.According to claim 1,
The surface-modified NFC is a surface modification method of cellulose, characterized in that an alkyl chain (alkyl chain) is introduced to the surface.
상기 NFC 분산액에 상기 표면개질제를 혼합하여 혼합액을 제조하는 단계;
상기 혼합액을 교반하는 단계; 및
상기 교반된 혼합액을 원심 분리한 후 건조하여 표면 처리된 NFC를 제조하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스의 표면 개질 방법.According to claim 1,
Preparing a mixed solution by mixing the surface modifier with the NFC dispersion;
Stirring the mixed solution; And
Preparing the surface-treated NFC by centrifuging and then drying the stirred mixture solution;
Method for modifying the surface of cellulose, comprising a.
상기 혼합액은 NFC와 표면개질제의 조성비는 1:0.1~0.5 인 것을 특징으로 하는 셀룰로오스의 표면 개질 방법.The method of claim 5,
The mixed solution is a surface modification method of cellulose, characterized in that the composition ratio of NFC and the surface modifier is 1:0.1 ~ 0.5.
상기 교반은 상온 내지 80℃에서 1 내지 24시간 수행하고,
상기 원심 분리는 1000 내지 8000 rpm으로 수행하는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스의 표면 개질 방법.The method of claim 6,
The stirring is performed at room temperature to 80 ℃ for 1 to 24 hours,
The centrifugation is a method of surface modification of cellulose, characterized in that performed at 1000 to 8000 rpm.
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