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APvlied Chemlstry,

Vo]. 13, N0. 2, october ZO09. 193-196

용액 블렌딩법에 의한 PPC (P이ypropylene carbonate）와 PLLA 및 PC와의 상용성

l�i且 , 남 병 욱‘ · 킴 난 수 · 장 미 옥 한국기 술교육대학교‘

ComPatihility of PPC(PolypDPylene carl慽onate) with PLIㅗA and PC by solutionblending

DonR.Seok Jeong · Byeong- Uk Nam’ · Nan-500 Kim · Mi- Ok Jang’Department of ApPlied Chemical Engineering, Korea University of Technology and Education, 307

Gajeon- ri, Byeongcheon- myeon, Cheonan, Chungnam 330- 708

Abstract

PPC(Polypropylene carbonate) was made from carbon dioxide which 15 main gas to

cause global warming. PPC 15 known as a biodegradable polymer. However. the weak

thermai property has been an obstacle to develop various apPlications. In this work,

we studied PPCs compatibility with Polycarb0nate (PC) and Poly- L- Lactic Acid (PLLA)

in 0rder t0 impr0ve the thermal properties and pr0cessability of PPC. The

compatibility of blends was investigated by DSC(Differentia1 Scanning Calorimetry) and

DMA(Dynamic Mechanical Analyzer) . As a result, we could find the compositlon of

75/ 25 in PPC/ PLLA blends 15 a miscible system showing Low Critical So1ution

Temperature (LCST) behavior.

1 . 서 론

PPC(P이y(propylene carbonate）는 지구온난화를 유발 시키는 온실가스 가운데 가장 기여가 큰

1.2) c이와 Po(Propylene oxide）를 원료로 사용하여 합성한 고분자이다．3)

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이 고분자는 이미 기존에 활용되고 있는 방향족 p이ycarbonate와는 달리 열에 취약한 점이 실제

활용에 걸림돌로 지적되어 왔다＊4-6) 이런한 단점을 보완하기 위하여 PPc의 개질 또는 블렌딩을통하여 재료로서의 프로파일을 갖게 하려는 노력이 진행되고 있다．v) 이를 위해서 선행되어야할연구는 상용성을 검토하는 것이다． 따라서 본 연구에서는 PPC의 취약한 열적 성질을 보완하기 위

해 열적으로 우수한 PC(Polycarbonate）와의 상용성을 DSC(Differential Scanning Calorimetry)

와 DMA (Dynamic Mechanical Analyzer) 측정을 통하여 조사해 보았고， 이어서 생분해성 고분자

로서 최근에 다양한 응용에 활용되고 있는 대표적인 고분자인 PLLA(P이y-L- Lactic Acid）와의상용성을 조사하여 이를 근거로 보다 다성분 블렌드계로의 응용에 기초자료를 확보하고자 연구를

1 93

1 94 정동성 · 남병욱 · 김난수 · 장미옥

수행 하였다．

2 . 실 험

2 1. 시약 및 재료 본 연구에서는 EMPowER-MATERIALs사의 PPc(QPAc⑨， pellet）를 사용했고， Pc는 제일모직

의 staren⑧ Pc- 1023, Ml=20(@25O0C, lokgf) , powder）를 사용하였으며， NATuRE woRKs사

의 PLLA (4032D, pellet) 제품을 사용하였다． 용매로 사용된 시 약은 CARLO ERBA사의

CHCl3 (chloroform, 99% ). BAKER CHEMICAL사의 C4H2O(THF (tetrahydrofuran) , 100% ),

SAMCHUN CHEMICALㅅ（의 CHZC12(methylene chloride, 99. 5%）를 사용하였다． DAEJUNG

CHEMICAL I& METALS사의 Methan이（methyl alcohol, 99. 5%）은 블렌드 용액 침전에 사용되었

다．

2 2. PPC/ PC, PPC/ PLLA BIend

p이let상태의 PPC와 PLLA가 methylene chloride에 잘 녹지 않기 때문에， powder상태의 PC

와 함께 각각 chloroform에 녹여 용액 침전법으로 수지내의 불순물 제거 및 쉽게 녹도록 전처리

를 수행 하였다． 재침전 하여 얻어진 재료들은， PPC/PC기준 100/0, 75/25, 50/50, 25/75, 0/100의 조성으로 methylene chloride에서 5% 농도로 녹여 상온에서 2시간 동안 용액 블렌딩 하였다．

PPC/PLLA도 마찬가지로 같은 조성으로 실험을 진행하여 총 10개의 블렌드물을 제조하였다． 그

후 메탄올에 침전한 후 vacuum oven에 6OOC로 24시간 동안 진공건조 시켰다．

2. 3. DSC, DMA 측정

PPC/ PC, PPC/ PLLA 의 상용성을 알아보기 위해， DSC(Perkin Elmer, Pyris Diamond DSC）와

DMA(Perkin Elmer, DMASOOO）을 사용하여 Tg (glass transition temperature）를 측정 하였다．

DSC의 조건은 질소분위기에서 ZOOC/min의 승온속도로 00C에서 ZOOOC까지 두 차례 측정하였고，

DMA는 -40。C에서 1400C까지 2℃／min의 승온속도로 Tg를 측정하였다．

3. 결과 및 토론

3. 1 DSC 분석

Tg분석을 통하여 상용성이 있는지를 알아보기 위해 DSC를 측정하였다． Tg의 거동에 있어 상

용성이 좋은 폴리머 블렌드계에서는 블렌드물의 Tg는 각 조성의 Tg값 사이에서 하나의 값을 보

이며， 상용성이 없는 블렌드계에서는 각 조성의 Tg와 거의 같은 온도에서 두 개의 뚜렷한 Tg가

나타난다． Fig. l. 는 PPC/ PC, PPC/PLLA의 조성비별 Tg를 그래프로 나타낸 것이다． 측정 결과

순수한 PPC와 PC는 Tg가 39.1℃， 153.1℃로 측정되었다． 그리고 다른 조성에서는 두 개의 독립

된 각각의 Tg를 관찰하였으며， 이로부터 PPC/PC블렌드는 상용성이 거의 없거나 미약하다는 것

을 예측할 수 있다． 또한 순수한 PPC와 PLLA의 Tg는 38.4℃와 69.4℃로 측정되었다． 여기서 주

목할 만한 것은 PPC/PLLA블렌드의 75/ 25 조성에서 하나의 Tg만 측정되었다는 것이다． 즉， 이

조성 비 에 서 PPC와 PLLA와의 상용성 이 있다고 말할 수 있다． Fig. 2. 는 75/25의 조성 에 서

PPC/PLLA블렌드의 DSC 측정 결과를 나타내었다． first scanning에서 하나의 Tg를 보인 복합재

료가 second scanning에서는 2개의 Tg로 측정된 결과를 보였다． 이는 블렌드물이 Tg이상의 어

느 온도에서 Low Critical S이ution Temperature (LCST）를 갖는 것을 의미한다．

웅용화학． 제 13 권 제 2 호， 2009

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용액 블렌딩법에 의한PPC(P이yPr叩ylenecarbonate）와PLLA 및 PC와의 상용성

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Fig. 1. Tg behaviors of (a) PPC/ PC blends

(b)

(b) PPC/ PLLA blends measured by DSC

�…Fig. 2, DSC thermograms of PPC/ PLLA blend with 75/ 25 composition

3. 2. DMA 분석

DMA의 분석도 DSC와 마찬가지로 Tg분석을 통하여 상용성이 있는지를 알아보았다． Fig. 3. 은

PPC/ PLLA 블렌드의 조성별 DMA측정 결과를 나타낸 것이다． 이 결과를 바탕으로 Fig. 4. 을 살

펴 보면 DSC의 결과와 마찬가지 로 같은 조성 비 에 서 하나의 Tg가 측정 되 었다． 이 것을 통해

PPC/PLLA는 75/25의 조성에서 두 고분자가 상용성이 있다는 것을 확실히 알 수 있다．르닐

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Fig. 3. Tan De1ta(8) vs

40 60 80 100 ’20 1’10

TemperatUre（乙）

temperature plot of the PPC/ PLLA blends

Applied Chemist다， Vol. 13, N0. 2, 2009

1 96 정동성 · 남병욱 · 김난수 · 장미옥

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Fig. 4. Tg behaviors of PPC/ PLLA blends measured by DMA

4. 결 론

본 연구에서는 지구온난화를 유발시키는 온실가스 가운데 가장 기여가 큰 이산화탄소를 이용하

여 합성한 PPC(P이y(propylene carbonate) ）를 사용하여 다른 고분자와의 상용성 검토를 해보았

다． 이 고분자는 열에 취약한 점이 실제 응용에 걸림돌이 되기 때문에 열적으로 안정한 PC와의

상용성을 먼저 조사해 보고， 이어서 생분해성을 부여하고자 실제 활용되고 있는 대표적인 생분해

성 고분자인 PLLA와의 상용성을 조사하여 보다 다성분 블렌드계로의 응용에 기초 자료를 확보하

고자 연구를 수행하였다． 블렌드의 상용성을 알아보기 위해 용액 침전법을 이용하여 조성별로 블

렌드를 제조한 후 DSC를 이용하여 Tg를 측정해 보았다． 그 결과 PPC/ PC블렌드는 모든 조성에

서 상용성이 없는 것으로 나타났고， PPC/PLLA블렌드는 75/25의 조성비에서 상용성이 있다는 것

을 알 수 있었다． 마찬가지로 DMA를 통하여 Tg를 측정해 보았는데 결과는 DSC의 Tg와 같은

거동을 나타내었다． 일단 상용성측면에서는 75/25의 조성비에서 응용 가능하다고 말할 수 있다．

추후에 복합재료의 모폴로지나 기계적 물성을 평가하여 보다 더 자세한 응용가능성을 연구해 볼

가치가 있다고 생각한다．

감사의 글본 연구의 수행에 필요한 PPC를 제공해준 SK 에너지 R& D센터의 Greenp이팀에 감사드립니다．

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