Synthesis and Characterization of HEMA-PCL Macromer Grafted onto Starch

옥수수전분에 HEMA-PCL Macromer를 그래프팅시킨 공중합체의 합성 및 특성

  • 공원석 (인하대학교 화공ㆍ고분자ㆍ생물공학부) ;
  • 진인주 (인하대학교 화공ㆍ고분자ㆍ생물공학부) ;
  • 김말남 (상명대학교 생물학과) ;
  • 김수현 (인하대학교 화공ㆍ고분자ㆍ생물공학부) ;
  • 윤진산 (인하대학교 화공ㆍ고분자ㆍ생물공학부)
  • Published : 2000.03.01

Abstract

Polycaprolactone (PCL) was blended with corn starch to produce biodegradable compost films and the biodegradability and mechanical properties were investigated. As the compatibilizer for the immiscible PCL/starch blend, 2-hydroxyethylmethacrylate (HEMA)-PCL macromer was grafted onto starch by initially grafting HEMA to starch and then grafting of PCL onto HEMA via ring opening polymerization of $\varepsilon$-caprolactone. When biodegradability of the PCL grafted starch-g-DEMA copolymers was compared with that of starch by the modified Sturm test, graft copolymers degraded at much slower rates due to the presence of the non-degradable HEMA. With the addition of the graft copolymer up to 5 wt% to the blend, the elongation-at-break of the starch/PCL blend increased substantially, while the tensile strength and modulus did not change much. SEM observation of the blend containing 2 wt% copolymer clearly indicated that the interfacial adhesion between the starch and PCL was strengthened by the copolymer.

Polycaprolactone (PCL)을 base로 하는 효과적인 compost 필름을 만들기 위하여 옥수수전분을 블렌딩한 뒤 기계적 특성과 미생물에 의한 생분해도를 조사하였다. 비상용성을 보이는 옥수수전분/PCL 블렌드에 대한 상용화제로는 2-hydroxyethylmethacrylate (HEMA)-PCL macromer를 옥수수전분에 그래프팅시킨 공중합체를 사용하였는데 옥수수전분에 대한 HEMA의 그래프팅율이 가장 높은 것과 가장 낮은 것을 선택하여 일정한 조성의 $\varepsilon$-caprolactone에 그래프팅시킨 상용화제들의 상용화 효과를 비교하였다. 상용화제를 함유한 옥수수전분/PCL (50/50) 블렌드의 신장율이 상당히 증가하였으며 SEM 관찰 결과 이는 상용화제로 인해 옥수수전분 알갱이와 PCL 기질간의 계면 접착력이 증가하였기 때문으로 판단된다. 그러나 모듈러스와 인장강도는 상용화치 사용에도 불구하고 별다른 변화가 없었다.

Keywords

References

  1. Polymer Degradation and Stability v.55 K. M. Mostafa
  2. Polymer v.37 Z. Yang;M. Bhattacharya;U. R. Vaidya
  3. Polymer v.37 M. Dezhu;L. Xiaolie;Z. Ruiyun;T. Nishi
  4. Journal of Environ. Polym. Deg. v.3 D. Goldberg
  5. Applied and Environ. Microbiology v.59 K. E. Johnson;A. L. Pometto;Z. L. Nikolov
  6. Polymer v.37 G. Xu;S. Lin
  7. J. Polym. Sci. Part B-Polym. Physics v.33 T. Li;V. A. Topolkaraev;A. Hiltner;E. Baer;X, Z. Ji;R. P. Quirk
  8. Polymer v.39 H. Feng;C. Ye;J. Tian;Z. Feng;B. Huang
  9. Polymer v.38 D. Sek;B. Kaczmarczyk
  10. J. Polym. Sci. Part B- Polym. Physics v.35 M. S. Lee;T. P. Lodge;C. W. Macosko
  11. Polymer v.35 L. Goni;M. Gurruchaga;B. Vazquez;M. Valero;G. M. Guzman
  12. Polymer(Korea) v.18 D. L. Lim;S. S. Lm
  13. J. Appl. Polym. Sci. v.22 R. Mehrotra;B. Ranby
  14. J. Appl. Polym. Sci. v.60 D. Trimnell;G. Fanta;J. Salch
  15. J. Appl. Polym. Sci. v.21 G. Fanta;R. Burr;W. Doang;C. Russel
  16. Polymer J. v.18 N. Nishioka;Y. Matsumoto;T. Yumen;K. Monmae;K. Kosai
  17. Kor. J. Mycol. v.23 M. N. Kim;E. J. Kang
  18. Infrared Spectroscopy of Polymer Blends, Composites and Surface A. Garton
  19. Aldrich Library of Infrared Spectra C. J. Pouchert
  20. Polymer v.38 S. Nojima;K. Hashizume;A. Rohadi;S. Sasaki