셀룰로오스 나노섬유로 제작된 나노종이의 물성평가

전제경; 강태준

doi:10.3795/KSME-A.2018.42.1.017

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저자정보: 전제경 (인하대학교) 강태준 (인하대학교)

저널정보: 대한기계학회 대한기계학회 논문집 A권 대한기계학회논문집 A권 제42권 제1호(통권 제388호)

발행연도: 2018.1

수록면: 17 - 22 (6page)

DOI: 10.3795/KSME-A.2018.42.1.017

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셀룰로오스 나노섬유는 식물의 세포벽을 구성하는 셀룰로오스 마이크로 섬유를 화학적, 기계적 방법으로 박리하여 추출된 종횡비가 큰 결정성 나노섬유이다. 본 연구에서는 수중대향충돌법으로 제조된 셀룰로오스 나노섬유 현탁액을 진공여과법과 열압착 공정을 통해 각각의 나노섬유가 임의 배향으로 적층된 나노종이를 제작하였고, 기계적, 열 안정성 그리고 광학적 물성에 대해 평가하였다. 제작된 나노종이는 나노섬유의 높은 결정도와 표면 수산기 사이의 수소결합에 의해 우수한 기계적 물성(인장강도 120 MPa, 탄성계수 7.1 GPa)과 열 안정성(열분해 온도 304℃)을 나타내었다. 광학적 물성의 경우 가시광선 영역에서 높은 투과도(95% @ 550 nm)와 연무도(97% @ 550 nm)가 동시에 나타나는 특성을 보였다.

#Cellulose Nanofiber (셀룰로오스 나노섬유) #Mechanical Property(기계적 물성) #Optical Property(광학적 물성) #Thermal Stability(열 안정성)

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Moon, R. J., Martini, A., Nairn, J., Simonsen, J. and Youngblood, J., 2011, “Cellulose Nanomaterials Review: Structure, Properties and Nanocomposites,” Chemical Society Reviews, Vol. 40, pp. 3941~3994. Zhu, H., Zhu, S., Jia, Z., Parvinian, S. Li, Y., Vaaland. O., Hu, L. and Li, T., 2015, “Anomalous Scaling Law of Strength and Toughness of Cellulose Nanopaper,” Proceedings of the National Academy of Sciences, Vol. 112, No. 29, pp. 8971~8976. Dahiya, J. B. and Kumar, K, 2009, “Flame Retardant Study Cotton Coated with Intumescents: Kinetic and Effect of Metal Ions,” Journal of Scientific & Industrial Research, Vol. 68, pp. 548~554. Fang, Z., Zhu, H., Yuan, Y., Ha, D., Zhu, S., Preston, C., Chen, Q., Li, Y., Han, X., Lee, S., Chen, G., Li, T., Munday, J., Huang, J. and Hu, L., 2014, “Novel Nanostructured Paper with Ultrahigh Transparency and Ultrahigh Haze for Solar Cells,” Nano Letters, Vol. 14, pp. 765~773. Lewandowska, A. E., Soutis, C., Savage, L. and Eichhorn, S. J., 2015, “Carbon Fibres with Ordered Grahhitic-like Aggregate Structures from a Regenerated Cellulose Fibre Precursor,” Composites Science and Technology, Vol. 116, pp. 50~57.

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