에틸렌 공중합체/트리아졸화 폴리비닐알콜 블렌드 기반 에너지함유 열가소성탄성체(ETPE)의 제조 및 특성

Abstract

Polyvinyl alcohol (PVOH)의 알코올기를 에스테르화 반응을 이용하여 chlorinated PVOH (Cl-PVOH)를 제조한 후, NaN3를 이용하여 아지드기 (-N3)로 치환하여 azidated polyvinyl alcohol (N3-PVOH)를 제조하고, 알킨-아지드 클릭 반응을 이용하여 트리아졸기를 갖는 PVOH (Triazole-PVOH)를 제조하였다. 이렇게 제조된 triazole PVOH를 올레핀계 열가소성 수지인 ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA) 또는 DCP로 개질시킨 ethylene-co-butyl acrylate-co-glycidyl methacrylate (DCP modified E-BA-GMA)에 각각 10~30 wt%가 되도록 용융혼합하여 EVA/triazole PVOH 및 DCP modified E-BA-GMA/ triazole PVOH 블렌드를 제조하였다. 제조된 블렌드 필름의 미세구조, 상용성, 기계적 물성 및 탄성복원력, 연소특성, 유변학적 특성을 SEM, DSC, DMA, 인장시험, MCR을 이용하여 각각 평가하였다. SEM 분석으로부터 EVA/triazole-PVOH와 DCP modified E-BA-GMA/triazole -PVOH블렌드 모두 triazole-PVOH가 분산상을 이루는 미세구조를 갖는 것을 알 수 있었다. DSC 및 DMA 분석으로부터 EVA/triazole-PVOH와 DCP modified E-BA-GMA/triazole-PVOH 블렌드 모두 연속상의 유리전이온도가 조성에 따라 변하여 부분적으로 상용성이 있음을 알 수 있었다. 인장실험으로부터 triazole-PVOH 함량이 증가할수록 인장모듈러스 및 영구인장변형율이 증가되고 파단신율이 감소되는 경향을 보였으나, triazole-PVOH 함량이 30wt%인 DCP modified E-BA-GMA/triazole-PVOH블렌드를 제외한 모든 블렌드는 20% 내외의 영구인장변형율을 나타내어, 일반적인 탄성고무소재와 같은 특성을 나타내었다. 이들 블렌드는 모두 triazole-PVOH의 함량이 증가함에 따라 용융상태에서의 저장탄성율(G’)과 손실탄성율(G’’) 및 점도가 점차 감소하였으며, EVA/triazole-PVOH 블렌드에서는 이들 값들의 주파수 의존성이 나타나지 않았으나, DCP modified E-BA-GMA/triazole-PVOH 블렌드에서는 triazole-PVOH의 함량이 증가함에 따라 주파수 의존성이 두드러지게 나타났다. 한편, 이들 블렌드에서 연소 시 triazole-PVOH 함량이 증가함에 따라 더 큰 불꽃이 생성되어 연소 시 더 높은 에너지를 발생시킬 수 있음을 확인할 수 있었다. 이로부터 triazole-PVOH와 용융가공성이 우수한 EVA, DCP modified E-BA-GMA와의 블렌드를 통해 우수한 고무탄성과 용융가공성을 가지는 에너지함유 열가소성 탄성체 (ETPE)를 제조할 수 있음을 알 수 있었다.