• 제목/요약/키워드: nanoclay

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The Effect of Clay Concentration on Mechanical and Water Barrier Properties of Chitosan-Based Nanocomposite Films

  • Rhim, Jong-Whan
    • Food Science and Biotechnology
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    • 제15권6호
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    • pp.925-930
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    • 2006
  • Chitosan-based nanocomposite films were prepared using a solution intercalation method incorporating varying amounts of organically modified montmorillonite (Cloisite 30B) from 0 to 30 wt%. The nanocomposite films prepared were optically clear despite a slight decrease in the transmittance due to the spatial distribution of nanoclay. X-ray diffraction patterns indicated that a certain degree of intercalation or exfoliation formed when the amount of clay in the film was low and that microscale tactoids formed when the clay content in the sample was high (more than 10 wt%). The tensile strength (TS) of the chitosan film increased when the clay was incorporated up to 10 wt% and then decreased with further increases in the clay content of the film. The elongation at break (E) increased slightly upon the addition of low levels of clay up to 5 wt% and then decreased with further increases in the amount of the clay in the film. The water vapor permeability (WVP) decreased exponentially with increasing clay content. The water solubility (WS) and swelling ratio (SR) of the nanocomposite films decreased slightly, indicating that the water resistance of the chitosan film increased due to the incorporation of the nanoclay.

포도씨박 단백질을 이용한 가식성 필름의 제조 (Preparation of Defatted Grape Seed Meal Protein Composite Films)

  • 송혜연;조완신;송낙범;송경빈
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제41권9호
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    • pp.1274-1280
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    • 2012
  • 포도씨박으로부터 추출된 단백질에 다양한 가소제를 첨가하여 포도씨박 단백질(DGP) 필름을 제조하였고, 또한DGP 필름의 물성을 개선시키기 위해 nanoclay나 젤라틴을 첨가하여 복합필름을 제조하였다. 사용된 가소제 fructose(FRU), sucrose(SUC), polypropylene glycol(PPG) 가운데SUC와 PPG를 2.5, 0.5% 비율로 첨가한 DGP 필름이 가장필름 물성이 좋았다. DGP 복합필름의 경우, nanoclay(Cloisite$Na^+$)를 첨가함으로써 필름의 물성이 향상되었는데 5% Cloisite $Na^+$를 첨가한 인장강도와 신장률이 각각 1.45 MPa, 71.91%였다. 또한 DGP와 젤라틴의 복합필름에서는 젤라틴의 첨가량이 증가할수록 인장강도와 투습도는 증가하였고, 신장률은 감소하였다. 특히 DGP와 gelatin 비율이 각각 2%일 때 인장강도와 신장률이 20.95 MPa와 12.25%로 물성이 가장 좋았다. 본 연구결과, 미활용 되고 있는 포도씨박을 이용하여 제조한 가식성 필름은 식품포장재로써의 사용이 가능하다고 판단된다.

나노 클레이를 사용한 수분산 폴리우레탄의 합성과 특성 (Synthesis and Characterization of Waterborne Polyurethane Using Nanoclay)

  • 천정미;정부영;유종선;박덕제;배재규;천제환
    • 접착 및 계면
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    • 제8권4호
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    • pp.1-7
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    • 2007
  • 친환경적인 수분산 폴리우레탄은 코팅, 접착제 등의 분야에서 급속하게 사용되어지고 있다. 하지만 수분산 폴리우레탄은 용제형 폴리우레탄에 비해 내화학성, 내열성, 기계적 물성 등이 떨어져 이를 개선하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 polyester polyol, 4,4-dicyclohexylmethane diisocyanate ($H_{12}MDI$), dimethylolpropionic acid (DMPA), ethylenediamine (EDA) 및 유기화된 나노클레이를 사용하여 폴리우레탄/클레이 나노복합체의 열적, 기계적 물성을 측정한 결과, 물성이 향상됨을 확인할 수 있었다. 또한, 나노클레이의 함량이 증가할수록 접착강도가 증가하였으며, 특히 3 wt% 함량일 때 최적의 접착력을 나타내었다.

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나노클레이 첨가에 따른 할로겐프리 난연컴파운드의 기계적 특성에 관한 연구 (A Study on Mechanical Properties Improvement of Halogen-free Flame Retardant Compounds by Nanoclay Addition)

  • 황찬연;양종석;성백용;김지연;박대희
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제28권2호
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    • pp.126-130
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    • 2015
  • In this study, some materials are organized and experimented with variables to obtain the optimum mix proportion for the mechanical property of halogen free flame resistance compound with varying addition of nano clay. Tensile strength, density and stiffness are tested in the room temperature. In this study, unlike existing layered structure, nano clay with tabular structure is used and sufficient stiffness, strength, thermal stability and gas block capability can be achieved with small amount of addition. Tensile strength and elongation test show high rupture strength only in specimens with compatibilizing agents while density test shows average measurement in all the specimens except T-9. It was confirmed that the measurement value according to the additives in compatibilizing agent or in nano clay of hardness test represents similarly.

비수계 분산중합으로 제조된 환경친화성 아크릴수지/나노클레이 복합재료의 특성 연구 (Properties of Eco-friendly Acrylic Resin/Clay Nanocomposites Prepared by Non-aqueous Dispersion (NAD) Polymerization)

  • 김영호;이민호;전현열;이영철;민병훈;김정호
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제54권1호
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    • pp.120-126
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    • 2016
  • 본 연구에서는 아크릴과 소량의 스티렌 모노머에 나노클레이인 순수한 몬모릴로나이트(Pristine monmorillonite: PM) 또는 개질된 몬모릴로나이트(30B 또는 25A)를 첨가한 후 비수계 분산(NAD) 중합에 의해 환경친화성 아크릴/나노클레이 NAD수지 복합재료를 제조하고 나노클레이가 이 NAD 수지의 중합물성 및 복합재료의 물리적 물성에 주는 영향에 대해 연구하였다. 중합 후의 NAD 수지의 입자 균일성 측면에서 나노클레이는 초기에 안정제와 함께 투입하는 것이 유리하였고 중합된 NAD수지의 고형분, 산가, 점도 결과에서는 유기화제로 개질된 25A를 첨가할 경우가 다른 나노클레이를 첨가할 경우보다 좋은 물성을 주는 것으로 나타났다. 25A첨가 NAD수지는 GPC 측정시 분자량의 증가와 다분산지수의 감소로도 좋은 물성이 확인되었다. 나노클레이 25A가 수지내에 잘 분산된 것은 XRD결과에서 나노클레이의 층간거리 증가로 확인 되었고 열적 물성 측정 결과와 동적 기계적 물성 측정에서도 나노클레이 25A를 포함한 NAD 수지의 유리전이온도가 가장 높게 나타났으며 저장 탄성율 또한 25A경우가 가장 우수한 것으로 관찰되었다. 따라서 비수계 분산중합에 의해 아크릴/나노클레이 NAD수지를 제조할 경우에는 나노클레이로 25A를 첨가하는 것이 가장 좋은 물성을 얻을 수 있음을 확인할 수 있었다.

Adipic Acid와 Diethylene Glycol의 Polyesterification에 대한 유기나노점토와 촉매의 영향 (Effect of Organo Nanoclay and Catalyst on the Polyesterification between Adipic Acid and Diethylene Glycol)

  • 박경규;신승욱;오민지;이상호
    • Elastomers and Composites
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    • 제46권1호
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    • pp.37-44
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    • 2011
  • Adipic acid(AA)와 diethylene glycol(DEG) 사이에서 일어나는 반응의 속도에 대한 유기나노점토(Cloisite 30B)의 영향을 규명하기 위하여 383K와 423 K에서 Br${\phi}$nsted acid인 p-toluene sulfonic acid(p-TSA)와 Lewis acid인 butylchlorotin dihydroxide를 촉매로 사용하여 에스테르 반응을 수행하였다. 촉매의 양은 전체반응물의 0.14 mol%만큼 사용하였다. 반응 생성물의 산가로부터 계산된 전환율 vs. 시간의 자료를 사용하여 반응속도를 해석하였다. [OH]/[COOH] 초기 몰비가 2인 상태에서 수행되는 polyester-diol 합성반응의 속도는 p-TSA 촉매하에서는 AA에 대하여 2차 반응으로, butylchlorotin dihydroxide 촉매하에서는 AA에 대하여 1차 반응으로 잘 해석되었으며 두 반응의 활성화 에너지는 각각 42.2 kJ/mol, 63.8 kJ/mol이었다. AA와 DEG에 Cloisite 30B를 5 wt% 첨가시키면 p-TSA 촉매는 활성이 크게 줄어 반응속도가 매우 느려졌으며, 이 때 활성화 에너지는 72.9 kJ/mol로 높게 계산되었다. Butylchlorotin dihydroxide 촉매는 Cloisite 30B의 첨가에 관계없이 거의 일정한 활성을 유지하였다. Butylchlorotin dihydroxide 촉매하에서 Cloisite 30B를 첨가한 반응의 활성화 에너지는 61.8 kJ/mol로 Cloisite 30B를 첨가하지 않은 반응의 활성화 에너지보다 약간 낮았다.

증기 자가방출 스마트 전자레인지 포장재 적용을 위한 복합필름 특성연구 (Properties of Smart Vapor Self-Releasing Composite Films to Microwave Packaging)

  • 송우석;신호준;서종철
    • 한국포장학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.157-163
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    • 2022
  • 본 연구에서는 전자레인지 조리 시 발생하는 포장 내부의 수증기를 스스로 방출할 수 있는 PLA 기반 스마트 복합 필름을 제조하였다. 제조된 복합필름의 전자레인지 조리가 가능한 HMR 제품의 포장재로써 적용가능성을 평가하기 위해 DSC, UTM, GTR 및 전자레인지 모의 적용 평가를 통해 열적 특성, 기계적 특성, 온도 구간별 기체 투과도 및 전자레인지 적용성을 평가하였다. 복합필름의 열적 특성을 확인한 결과, PLA와 PEG의 강한 화학적 상호작용을 확인하였고 본 연구에서 기대한 전자레인지 조리 온도 내에서 PEG가 용융되는 것을 확인하였다. 또한, 제조된 복합필름은 PEG의 첨가로 인해 인장강도는 감소하였지만 연신율이 증가하였고, nanoclay의 함량이 증가함에 따라 감소된 인장강도가 일부 회복한 것을 확인하였다. 또한, 기체투과도의 경우 PEG의 Tm1 이상인 65℃ 부터 PEG가 용융되면서 투과도가 비약적으로 증가한 것을 확인하였다. 전자레인지 모의 적용 평가를 통해 pure PLA는 내부 수증기를 방출하지 못하고 그 압력을 버티지 못해 폭발한 것에 비해, 복합필름의 경우 전자레인지 수증기 발생 온도에서 그 형태를 유지하며 효과적으로 내부 수증기를 자가방출한 것을 확인하였다. 이러한 결과를 바탕으로 본 연구에서 제조한 스마트 복합필름은 포장재로써 향후 전자레인지 조리 HMR식품 포장재로써 적용될 수 있다.

나노클레이 첨가에 따른 할로겐프리 난연컴파운드의 수직난연 특성 향상에 관한 연구 (A Study on Perpendicular Flame Retardant Characteristic Improvement of Halogen-free Flame Retardant Compounds by Nanoclay Addition)

  • 황찬연;양종석;성백용;김지연;박대희
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제28권1호
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    • pp.51-56
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    • 2015
  • The object of this study is to obtain the optimum mix proportion of halogen free compound with flame resistance and, for the purpose, thermal/electrical characteristics test are conducted using compatibilizing agents, flame resistance agents, hydroxide aluminum, sunscreen, antioxidant and silicon oil on the base resin of linear low density polyethylene (LLDPE), Ethylene vinyl acetate copolymer (EVA). Existing compound method accompanies many requirements to be satisfied including a lot of addition of flame resistance agents, prohibition of impact on mixing capability with base and property and etc. In this study, different from the existing method, the optimum mix proportion is determined and experimented by adding nano clay. Oxygen index test shows no difference between specimens while T-6, T-9 shows oxygen index of 29[%] and 26[%], respectively. This is concluded that hydroxide aluminum, which is a flame resistance agent, leads low oxygen index. From UL94-V vertical flame resistance test, the combustion behavior is determined as V-0, Fail based on UL94-V decision criteria. Viscometry shows low measurements in specimens with separate addition of compatibilizing agents or nano clay. Volume resistivity test shows low measurement mainly in specimens without compatibilizing agents. Therefore, with the flame resistance compound shows better performance for thermal/electrical property and the optimum mix proportion are achieved among many existing materials.

나노포장의 개발 및 나노물질 이행에 따른 안전관리 현황 (Status of nano-packaging and safety management of nanomaterials by migration)

  • 이재열;조유미;최재천;박세종;김준태
    • 식품과학과 산업
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    • 제50권2호
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    • pp.52-59
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    • 2017
  • 나노포장은 나노물질 첨가에 따라 항균성, 가스 및 자외선 차단성과 같은 기능성이 향상된다는 장점이 부각되면서 오랫동안 개발되어 왔다. 하지만 최근들어 이러한 나노물질들이 식품과 직접적으로 접촉되면서 식품으로 이행되어 식품과 함께 섭취될 수 있기 때문에 안전하지 않을 수 있다는 논란이 있다. 독일, 스페인, 영국 등의 많은 유럽 국가들에서는 이러한 문제에 대한 빠른 대처를 위해 2000년대 중반부터 또한 우리나라에서는 2014년부터 나노물질 적용 포장재에서 나노물질의 이행에 대한 연구를 수행하고 있다. 나노물질별, 환경별(온도, 시간), 식품모사용매 또는 식품 유형별에 따른 나노물질의 이행에 대한 연구결과를 바탕으로 향후 안전관리를 위한 방안과 가이드라인 등이 마련되어야 한다.