폴리프로필렌/옥수수전분 블렌드의 비등온결정화 거동 연구

Abstract

폴리프로필렌(polypropylene, PP)/옥수수전분(corn starch) 마스터뱃취(MB)(전분 MB) 블렌드를 PP 함량을 90, 80, 70, 60 wt%로 변화시키며 실험실 규모의 Brabender mixer를 이용하여 <TEX>$200^{\circ}C$</TEX>에서 제조하였다. PP/전분MB 블렌드의 화학구조, 기초 열적특성 및 비등온결정화거동을 적외선분광기 (FT-IR), 시차주사열용량분석기(DSC) 그리고 열중량분석기(TGA)를 이용하여 관찰하였다. PP/전분MB 블렌드의 제조는 수산기의 존재여부를 통해 확인하였다. 용융온도 및 엔탈피에는 큰 변화가 나타나지 않음을 알 수 있었고, 블렌드의 분해온도는 전분MB 함량에 따라 감소하고 있음을 보여주었다. PP/전분MB 블렌드의 비등온결정화 거동은 Avrami 방정식을 이용하여 분석하였다. Avrami 지수의 경우 PP는 2.71-3.97의 값을 나타내었고, PP/전분MB 블렌드의 경우는 1.48-1.99 값을 보여주었다. 활성화에너지는 Kissinger 방법에 의해서 계산되었고, PP의 경우 233 kJ/mol, PP90은 484 kJ/mol, PP80은 541 kJ/mol, PP70은 553 kJ/mol, 그리고 PP60은 422 kJ/mol이었다. Polypropylene (PP)/corn starch master batch(starch-MB) blends with different PP compositions of 90, 80, 70, and 60 wt% were prepared by melt compounding at <TEX>$200^{\circ}C$</TEX>, using lab scale Brabender mixer. The chemical structures, thermal properties and non-isothermal crystallization behavior of the PP/starch-MB blends were investigated by FT-infrared spectrometry (FT-IR), differential scanning calorimetry (DSC), and thermogravimetric analyzer (TGA). The fabrication of the PP/starch-MB blend was confirmed by the existence of hydroxy group in FT-IR spectrum. There was no district change in melting temperature and melting enthalpy, and TGA curve indicates a decrease in degradation temperature with starch-MB content. The non-isothermal crystallization process was analyzed using by Avrami equation. The Avrami exponents were in the range of 2.71-3.97 for PP and 1.48-1.99 for PP/starch-MB blonds. The activation energies calculated by Kissinger method were 233 kJ/mol for PP, 484 kJ/mol for PP90, 541 kJ/mol for PP80, 553 kJ/mol for PP70, and 422 kJ/mol for PP60.