| 초록 |
최근, 천연섬유를 이용한 환경 친화적 바이오복합재료의 중요성과 응용에 대한 관심이 점점 증가하고 있다. 특히, 바이오복합재료는 경량성과 에너지 효율 측면에서 자동차 부품 소재 분야에서 그리고 사용 부피, 비용, 방음, 친환경 측면에서 건축용 소재 분야에서 적용 가능성이 높은 소재이다. 본 연구팀에서 수행한 이전의 연구에서 실크섬유는 생분해 고분자 수지의 열적, 기계적 특성을 효과적으로 향상시킨다는 결과를 제시하였다. 그러나, 원료 실크섬유는 가격이 비싸므로 다른 식물성 천연 섬유와의 경쟁력을 고려할 때 폐실크의 활용이 강조되었다. 본 연구에서는 보강용 천연섬유로 동물성 섬유인 silk로 직물을 짜는 과정에서 산업적으로 폐기되는 폐실크를 사용하였다. 일반적으로 silk는 내부에는 피브로인과 외부에는 세리신이라는 단백질로 구성되어 있으나, 본 실험에 사용된 폐실크는 외부의 세리신 단백질이 제거된 섬유이다. 매트릭스 수지로는 생분해가 가능한 열가소성 지방족 폴리에스터인 poly(butylene succinate) (PBS)를 사용하였다. 폐실크 섬유의 길이는 ‘as-received’ (약 1.5 ~ 3 inch), 1, 1/2, 1/4, 1/8 inch chopped 섬유 형태를 사용하여 30 wt% 함량으로 PBS와 함께 압축성형에 의해 바이오복합재료를 제조하였다. 결과는 폐실크/PBS 바이오복합재료의 열안정성, 열팽창성, 동역학적 특성과 같은 열특성, 굴곡 및 인장 특성에 미치는 섬유길이의 영향에 대한 유용한 정보를 제공하여 주었다. 본 연구에 사용된 재료나 공정 조건에서는 폐실크 섬유의 길이가 가장 긴 ‘as-received’에 비해 1 과 1/2 inch 에서 가장 좋은 물성을 나타내었다. 본 연구 결과는 폐실크/PBS 바이오복합재료의 열적 및 기계적 특성에 섬유길이 변화와 그 길이에 따른 분산성 차이가 복합적으로 영향을 준다는 것을 제시하고 있다. |
