Compatibility and hydrolytic behaviors of isomer polylactide/poly(butylene succinate) mixtures by Langmuir monolayers :

임동혁

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자료유형: 학위논문

저자정보: 임동혁 (부경대학교, 부경대학교 대학원)

지도교수: 이원기

발행연도: 2021

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2021

Compatibility and hydrolytic behaviors of isomer polylactide/poly(butylene succinate) mixtures by Langmuir monolayers

임동혁 고분자공학과 2021.01 학위논문

2020

Compatibility and Hydrolytic Behaviors of Polylactide Isomer/Poly(butylene succinate) Mixtures by the Langmuir Technique

임동혁 , 비샬가반데 , 김가연 외 3명 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 2020.10 학술대회자료

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Poly(lactide)s (PLAs) 및 Poly(butylene succinate) (PBS) 블렌드에 대한 다양한 연구들은 각기 상이한 결과를 나타내었다. 본 연구에서는 Langmuir 단분자막 장치를 이용하여 공기/물 계면에서 블렌드의 상용성과 가수분해 거동을 체계적으로 연구하였다. 비상용계 블렌드는 각각의 고분자 용액을 혼합하지 않고 각기 spreading한 단분자막을 모델로 하여 충분히 혼합한 블렌드 시스템과의 단분자막 거동을 비교, 분석하였다. 비상용계의 블렌드는 점유 면적 및 전이 영역에서 각 블렌드 성분의 특성을 나타내었으나, 충분히 혼합한 l-PLA/PBS 블렌드 단분자막의 점유 면적 및 전이 영역의 거동은 PBS 조성에 영향을 받았다. l-PLA/PBS 블렌드의 상용성은 PBS 조성이 증가함에 따라 감소한 반면, dl-PLA/PBS 블렌드 단분자막은 전 조성에서 상용성을 나타냈다. 이러한 블렌드 단분자막의 상용성과 분해 특성을 연구하기 위해 일정한 표면 압력의 알칼리 수용액상(pH 10.7)에서 블렌드의 가수 분해 거동을 시간의 함수로 측정하였다. 상용성을 갖는 블렌드 단분자막은 각 고분자의 산술 평균보다 훨씬 느린 가수 분해 거동을 보였는데, 이러한 가수분해 지연은 PLA와 PBS 사슬 사이의 상호작용에 의한 결과로, 빠른 가수분해 특성을 가진 PBS 에스테르 결합에 대한 알칼리 이온의 공격을 지연시켜 주기 때문으로 판단된다. 이러한 결과는 생분해성 고분자의 초기분해속도를 제어하여 제품의 수명을 조절하는데 유용할 것이다.

Chapter 1. Introduction 1
Chapter 2. Theoretical background 4
2.1 Biodegradable polymers 4
2.2 Poly(lactide) (PLA) 7
2.2.1. Synthesis of PLA 9
2.2.2. Control of molecular weight PLA 11
2.2.3. Property of PLA 12
2.2.4. Stereochemical PLA 14
2.3 Poly(butylene succinate) (PBS) 15
2.3.1. Synthesis of PBS 16
2.3.2. Properties of PBS 18
2.4 Langmuir-Blodgett films 19
2.4.1. Formation and stability of monolayers 20
2.4.2. Surface Pressure/Area Isotherms 21
Chapter 3. Experimental section 22
3.1 Materials 22
3.2 Synthesis and analysis 23
3.3 Langmuir trough 25
Chapter 4. Results & discussion 26
4.1 Surface Pressure/Area Isotherms 26
4.1.1. l-PLA, dl-PLA, and PBS monolayers 26
4.1.2. Identification of the stability of the monolayers inwater subphase 29
4.2 Thermal propeties 31
4.3 Pressure-Area isotherms of mixtures 34
4.3.1. Different types of mixtures (Mix, Unmix) 34
4.3.2. Different behaivors of mixtures (Mix, Unmix) 35
4.3.3. Compatibility of l-PLA/PBS mixtures 37
4.3.4. Compatibility of dl-PLA/PBS mixtures 39
4.4 Hydrolytic degradations of monolayers 41
4.4.1. Schematic representation of hydrolysis monolayers by Langmuir system 41
4.4.2. Area ratio vs time for PLA/PBS mixtures 43
4.4.3. Hydrolytic kinetics of binary monolayers 47
4.4.4. AFM Image 50
Chapter 5. Conclusion 52
References 53
Acknowledgement 60

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