셀룰로오스 나노크리스탈에 의해 가교된 그래핀/폴리비닐알코올 친환경 배리어필름
저자
발행사항
인천 : 인하대학교 대학원, 2022
학위논문사항
학위논문(석사)-- 인하대학교 대학원 : 고분자환경융합공학전공 2022. 2
발행연도
2022
작성언어
한국어
주제어
발행국(도시)
인천
기타서명
Alkylated Graphene Oxides/Poly(vinyl alcohol)-based Eco-Barrier Films with Cellulose Nanocrystals
형태사항
55 p. : 26 cm
일반주기명
인하대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
지도교수:진형준
참고문헌: p.39-42
UCI식별코드
I804:23009-200000595276
소장기관
Poly(vinyl alcohol)(PVA)는 강한 분자간력으로 인해 자유 부피(free volume)가 작은 조밀한 구조를 형성할 수 있어 우수한 기체 차단성을 가진다. 하지만 분자 내 고유의 친수성기로 인해 수분 차단성이 낮다는 한계가 있다. 본 연구에서는 PVA의 수분 차단성을 높이기 위해 소수성 첨가제인 alkylated graphene oxide(AGO)와 친환경 가교제인 dialdehyde cellulose nanocystal(DCNC)를 함께 도입하여 친환경 용액 공정을 통해 수분 차단성이 보완된 PVA 배리어 필름을 제조하였다. DCNC는 cellulose nanocrystals의 부분 산화 반응을 통해 제조되었으며, 적외선 분광분석 및 X선 회절분석을 통해 도입된 다이알데히드기의 존재가 확인되었다. 열중량분석을 통해 PVA/AGO/DCNC 복합 필름의 열안정성을 측정한 결과, PVA의 수산기와 DCNC의 알데히드기 간의 가교 반응을 통해 생성된 에테르 결합으로 인한 잔류 중량의 증가를 통해 열안정성이 증가하였음을 확인하였다. Poly(ethylene terephthalate) 기재 필름 위에 코팅된 복합 배리어 필름의 경우 550 nm에서 87.9%의 광투과도를 나타냈으며, PVA 수용액을 단독 코팅한 배리어 필름에 비해 산소 투과도는 90%, 수분 투과도는 15% 감소하였음을 확인하였다.
더보기Poly(vinyl alcohol) (PVA) exhibits excellent gas barrier properties with a small free volume owing to strong intermolecular forces. However, its moisture barrier property is poor due to its abundant hydroxyl groups. In this study, alkylated graphene oxide (AGO) as a hydrophobic filler and a dialdehyde cellulose nanocrystal (DCNC) as a crosslinking agent were incorporated to improve the barrier properties, especially the moisture barrier property, of PVA composite barrier films. In addition, a barrier film was synthesized using an eco-friendly solution process with water as the solvent. A DCNC was prepared using a partial oxidation reaction of cellulose nanocrystals, and the presence of its dialdehyde groups was confirmed using Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and X-ray diffraction analysis. The crosslinking between the hydroxyl group of PVA and the aldehyde group of DCNC was verified using FTIR. An increase in thermal stability due to ether bonding was observed in the thermogravimetric analysis curve. The dispersion stability of the PVA/AGO/DCNC solution was also confirmed using Turbiscan analysis before coating the poly(ethylene terephthalate) substrate film. The composite barrier film decreased the oxygen and vapor transmission rates by 90% and 15%, respectively, compared to those of the PVA barrier film.
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