용융 축합 중합에 의한 Nylon-12/HNT 나노복합체의 합성 및 특성

Abstract

피마자유로부터 제조 가능한 12-aminododecanoic acid 단량체에 HNT를 분산시킨 후 in-situ에 의한 용융축합중합을 이용하여 바이오매스 기반의 nylon-12/HNT 나노복합체를 합성하였고, 제조된 나노복합체의 모폴로지, 기계적물성, 열적특성, 유변학적특성 및 결정화거동을 TEM, FT-IR, UTM, DMA, DSC, ARES를 이용하여 각각 조사하였다. TEM 분석 결과로부터 HNT가 nylon-12 매트릭스 내에 나노수준으로 균일하게 분산 되었음을 알 수 있었으며, 분산된 HNT와 nylon-12 사슬간의 interaction이 있음을 FT-IR 분석을 통해 관찰되었다. 인장시험과 DMA 및 TGA 분석 결과, HNT 함량이 증가함에 따라 nylon-12의 탄성계수, 항복강도, 저장탄성률, 유리전이온도 및 열안정성이 효과적으로 향상됨을 알 수 있었다. 용융상태로부터 비등온 냉각과정에서의 결정화거동을 관찰한 결과, HNT 나노입자의 첨가에 따라 결정화 온도가 증가하였는데 이는 HNT가 기핵제 역할을 함을 의미한다. 비등온결정화 거동을 Avrami 분석법과 Ozawa 분석법에 의해 분석한 결과, HNT 첨가에 의해 결정화에 수반되는 활성화 에너지는 감소 되었 으나 결정화 메커니즘의 변화는 수반되지 않음을 알 수 있었다. Nylon-12/HNT 나노복합체의 용융상태의 점탄성거동을 ARES를 이용하여 살펴 본 결과, HNT의 함량이 증가함에 따라 solid-like behavior 및 전단묽음현상이 뚜렷해짐을 알 수 있었다.