자연친화성 생분해성섬유

목차

1. 개요
1.1 개념 설계도
1.2 생분해성섬유의 정의
1.3 생분해성섬유의 주용도

2. 생분해성 섬유의 생분해 과정
2.1 생분해성 섬유의 생분해 과정
2.2 생분해성소재와 폐기물처리

3. 생분해성 섬유 설계
3.1 PLA
3.2 Tencel
3.3 우유 혼입 레이온
3.4 키토산을 혼입한 섬유
3.5 거미줄 섬유

4. 생분해성 섬유의 물성개선
4.1 내열화 및 고강도화
4.2 나노컴포지트화 22
4.3 스테레오 콤플렉스화

5. 생분해성 섬유의 개발동향

6. 참고문헌

본문내용

으로 결정화 속도를 현저하게 높이는 방법을 개발했다.
클레이와 PLLA의 계면에서도 생분해가 일어나기 때문에 종합적으로 퇴비 속에서 분해속도가 높아지는 것을 보고하고 있다. 이와 유사한 현상을 폴리머 블렌드 혹은 무기 미립자와의 컴포지트에 관해서 보고하고 있다. 첨가제 양의 일정치 까지 분해속도는 높아진다. PLLA와 첨가물의 상호작용이 약한 경우, PLLA와 제 2성분인 생분해성 고분자 혹은 무기 미립자의 계면에도 미생물 유래의 분해효소가 확산하고, 분해가 촉진된다.
이 효과는 생분해성 고분자재료를 다공화한 경우와 유사한 효과, 즉 효소에 의해 분해될 수 있는 표면적이 무공성인 경우와 비교해서 현저하게 증가하는 효과에 의한 것이다. 하지만 첨가제의 양이 일정치를 넘으면 재료 표면이 첨가물에 덮혀 PLLA로 효소흡착이 저해되므로 분해속도는 저하 한다.
4.3 스테레오 컴플렉스화
이 방법은 PLA에만 적용할 수 있는 특수한 방법이다. PLA는 모노머단위로 부제탄소원자를 포함해, 가장 광학순도가 높은 것으로 L체의 젖산만으로 된 PLLA와 D체의 젖산만으로 된 폴리(D-젖산) (PDLA)이 있다. 이들 블렌드에 의해 결정격자 중에 PLLA와 PDLA가 상호 충전된 스테레오 컴플렉스 결정(라세미 결정)이 생성된다. 이 스테레오 콤플렉스 결정의 Tm은 PLLA 혹은 PDLA 단독으로 형성되는 결정(호모결정)의 Tm보다 약 50℃ 높다. 스테레오 컴플레스 결정의 Tm 미만에서는 가교점 으로서 움직이고, 분자사슬의 유동을 억제한다. 이상의 결과는 PLLA와 PDLA를 블렌드 해서 종래의 PLLA보다 내열성이 높은 재료를 제작할 수 있다는 것을 나타 낸다 .
PLLA 호모결정의 핵제 로서 활석이 있는데 그 이외의 핵제로는 스테레오 콤플렉스화된 PLA를 사용하는 방법이 있다. 엄밀히는 스테레오 콤플렉스 자체를 핵제로 첨가하는 게 아니라 PLLA에 PDLA를 소량 첨가하는 것에 의해 재료 내에서 스테레오 콤플렉스 결정을 형성시켜 핵제로 하고 있다. 또한 활석이 PLLA뿐만 아니라 스테레오 콤플렉스 결정형성시의 핵제로서도 유효하다는 점을 나타내고 있다.
일본에서는 최근 PLLA와 PDLA의 블렌드가 스테레오 콤플렉스 결정의 Tm을 넘은 온도영역에서 락티드생성에 의한 열분해를 억제하는 것을 밝혔다. 이것은 Tm을 넘는 온도영역에서도 PLLA와 PDLA는 나선 상태를 유지하고 말리는 쪽 반대의 나선끼리 상호작용이 강하고, PLLA와 PDLA의 분자사슬 운동을 억제해서 락티드생성이 억제되기 때문이라고 여겨진다. 한편 일본은 스테레오 콤플렉스화에 의해 열분해뿐만 아니라 가수분해도 억제되는 것을 명백히 밝혔다
이렇게 되는 원인으로는 열분해의 경우와 같이 분해 매체 중에서 PDLA와 PLLA의 상호작용이 강하기 때문에 분자사슬속의 에스터 결합이 물에 의한 공격을 받기 어려워진다는 것을 생각할 수 있다.
게다가 일본은 최근 PLLA와 PDLA가 스테레오 콤플렉스결정으로 된 구정의 반지름 성장속도(G)가 PLLA 혹은 PDLA 단체의 호모결정으로 된 구정의 G와 비교해서 현저히 높은 것을 밝혀냈다
5. 생분해성 섬유의 개발동향
생분해성 섬유의 이용에 있어서 가장 큰 문제는 비용과 용도전개이지만, 환경문제에 민감한 유럽연합 지역에서는 고분자 재활용 비용을 함께 고려해 볼 때, 생분해성 섬유는 점점 경쟁력을 갖게 될 것이다. 그러나 미국에서는 분해성에 대한 상업적 가치가 거의 없거나 매우 적기 때문에 훨씬 더 큰비용 절감이 이루어져야만 시장에서 경쟁력을 갖고 광범위하게 이용될 수 있을 것이다.
이 생분해성 섬유 제품들이 아직까지는 레져 의류에까지 이용될 만큼의 물성을 갖지는 못하지만 일회용 의료가운 등에는 제한적으로 이용될 수 있을 것이다. 특히 생분해성 섬유의 최적 사용처는 폐기물의 저하보다는 수술용 봉합사임을 고려할 때, 적절한 인체적합성을 갖는 방향으로의 연구개발이 지속될 것이다.
생분해성에 대한 계속적인 연구 개발을 통해 생분해성 섬유의 생분해와 적정 용도전개 및 확대의 관계를 규명하는데 필요한 자료를 충분히 확립해야 하며, 그럼으로써 기존 및 새로운 시장을 위한 생분해성 섬유 상품들이 많이 개발될 것이다. 생분해성 섬유는 수술용 봉합사 및 일회용 부직포와 Tencel과 같은 의복용 섬유를 목표로 그 개발 방향이 설정되어 있다.
부가가치가 높은 수술용 봉합사와 같이 이러한 생분해성 섬유는 폐원료를 이용할 수 있다는 원료적인 측면과 친환경적이라는 장점을 가지고 있다. 그러나 적극적인 용도전개와 적절한 생분해성의 조합문제를 우선해야 한다는 절실한 과제를 안고 있다.
사업적인 특면에서 년간 6조원의 관련 시장을 갖고 있는 재생 셀룰로오스 분야와 500 파운드 이상의 생분해성 플라스틱에 응용이 가능한 PLA 분야가 가능성이 매우 높은 생분해성 섬유 개발 분야의 주류가 될 것이다.
6. 참고문헌
(1) 최주환, 폐플라스틱과 환경, 푸른길, 2000, pp.56~101
(2) 이기영, 생분해성고분자, 전남대학교출판부, 2003, pp.223~267
(3) 류동일 외, 산업섬유소재 이론과 실제, 전남대학교출판부, 2007, pp.483~487
(4) 윤진산, 생활속의 고분자, 학연사, 2004, pp.183~195
(5) http://kiss.kstudy.com/
(6) http://society.kisti.re.kr/
(7) http://www.dlibrary.go.kr/
최종보고서
자연 친화성
생분해성 섬유 설계
섬유공학과
차 례
1. 개요 1
1.1 개념 설계도 2
1.2 생분해성섬유의 정의 3
1.3 생분해성섬유의 주용도 3
2. 생분해성 섬유의 생분해 과정 3
2.1 생분해성 섬유의 생분해 과정 4
2.2 생분해성소재와 폐기물처리 6
3. 생분해성 섬유 설계 7
3.1 PLA 9
3.2 Tencel 12
3.3 우유 혼입 레이온 16
3.4 키토산을 혼입한 섬유17
3.5 거미줄 섬유 19
4. 생분해성 섬유의 물성개선 20
4.1 내열화 및 고강도화 21
4.2 나노컴포지트화 22
4.3 스테레오 콤플렉스화 23
5. 생분해성 섬유의 개발동향 24
6. 참고문헌 24

키워드

산업섬유,   생분해성 섬유,   자연친화성 섬유