| 초록 |
바이오복합재료는 일반적으로 보강섬유로서 천연섬유 또는 바이오섬유와 매트릭스로서 생분해성 고분자 또는 비생분해성 고분자로 구성되어 있는 소재를 일컫는다. 바이오복합재료 제조에 사용이 가능한 천연섬유로는 그 출원에 따라 껍질/줄기류, 잎류, 씨/열매류 같은 식물성 섬유와 실크와 같은 동물성 섬유로 나뉘어진다. 생분해성 고분자 매트릭스로는 생분해성 지방족 폴리에스테르, PHB 같은 미생물 폴리에스테르 또는 starch나 soy-bean oil 같은 renewable 플라스틱이 사용 가능하다. 또한, 상업성, 공정성, 물성 등을 고려하여 기존의 합성고분자 매트릭스를 사용하여 부분적인 생분해성 바이오복합재료를 제조하기도 한다. 지금까지 보고되고 있는 바이오복합재료의 천연 보강섬유의 대부분은 식물성 섬유가 주종을 이루고 있다. 따라서 본 연구에서는 아직 보고된바 없는 실크를 보강섬유로 사용하는 바이오복합재료의 제조 및 다양한 기본 물성을 조사하는데 초점을 맞추었다. 실크는 결정배향성이 매우 높은 단백질 섬유로서 기계적, 열적 특성 면에서 합성섬유 및 식물성 천연섬유에 못지 않은 좋은 점을 가지고 있다. 가공 전의 생지를 이용하여 제조한 바이오복합재료의 적절한 응용분야를 잘 개척한다면 가격경쟁 면에서도 충분한 잠재력이 있는 것으로 사료된다. 본 연구에서 매트릭스 수지로는 생분해가 가능한 지방족 폴리에스테르인 poly(bulylene succinate) (PBS)를 사용하였다. 실크섬유의 길이는 약 1/2 inch로 단섬유 상태로 사용하였다. 보강섬유함량은 무게기준으로 0%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%이었으며, 필름 stacking 방법으로 서로 다른 함량의 단섬유가 random 형태로 포함되어 있는 바이오복합재료를 제조하고 분석하였다. 결과는 새로운 Silk/PBS 바이오복합재료의 열안정성, 열팽창성, 동역학적 특성과 같은 열특성, 굴곡 및 인장 특성 그리고 파단양상에 미치는 섬유함량의 영향에 대한 정보를 제공하여 주었다.
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