바이오매스 소재를 이용한 고흡수성 수지의 합성 및 이의 물성에 관한 연구

Abstract

지속공급 가능한 소재에 대한 관심이 증가하면서 바이오유래 소재 활용에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 본 논문은 바이오매스로부터 생산가능한 물질인 itaconic acid (이하 IA)을 활용하여 새로운 고흡수성 수지 (Supera absorbent polymer 이하 SAP)를 제조하는 것에 관한 것이다. 중합은 중화된 이타콘산과 가교제를 수용액상에 녹인 후, 열 개시제를 이용한 라디칼 중합법을 통해 수행하였다. 또한 이타콘산과 acrylic acid (AA), 2-hydroxyethylmetha acrylate (HEMA), vinyl sulfonic acid (VSA) 같은 공단량체를 공중합하여 SAP을 제조하였다. 제조된 SAP의 구조는 FT-IR을 통해 분석하였다. 이타콘산에 있는 sodium carboxylate peak 는 1520 cm-1 과 1470cm-1 에서 나타났으며, hydroxy group 은 3200-3400 cm-1 에서, poly(IA-co-VSA) 에 존재하는 Sodium sulfonated group 은 1000 cm-1 과 1180 cm-1에서 확인할 수 있었다. 단량체간의 몰 비율, 중합온도, 가교제 함량, 중화도를 달리하여 SAP을 제조하였으며 각각의 요인이 SAP 의 보수능에 미치는 영향을 조사하였다. 또한 최적의 보수능 값을 나타내는 중합조건을 찾기 위해 다꾸치 방법을 활용하였다. 제조된 SAP의 가압흡수능 (absorbency under load 이하 AUL) 과 통액성 (saline flow conductivity 이하 SFC)을 향상시키기 위해 표면가교를 실시하였다. 표면가교를 실시한 결과, SAP의 겔 강도가 향상되었으며 이로 인한 AUL 과 SFC 값이 크게 향상되는 것을 확인하였다.