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ISSN : 1225-0112(Print)
ISSN : 2288-4505(Online)
Applied Chemistry for Engineering Vol.13 No.8 pp.759-764
DOI :

Research Papers : Mechanical Properties, Thermal Stability and Biodegradability of Poly(ε-caprolactone) (PCL)/Poly(vinyl chloride) (PVC) Blends

Wook Soo Kim

Abstract

The thermal behavior, tensile properties and biodegradability of mechanically mixed poly(ε-caprolactone) (PCL)/poly(vinyl chloride) (PVC) blends have been studied. The measured single glass transition temperature of PCL/PVC blends by differential scanning calorimetry (DSC) supports complete miscibility between PCL and PVC. By increasing the PCL content of the blend, we observed the decrease of glass transition temperature (T_g). To investigate mechanical properties of the blends, we measured stress-strain curves of PCL/PVC blends with 5∼70% PCL contents. The continuous lowering of T_g and the increase of the tensile strength from 5% to 13% PCL contents support the antiplasticization phenomena of PCL/PVC blends. Blends with 33∼50% PCL contents did not show any yields, which may be caused by the rubbery nature of PCL/PVC blends. We found increase of dehydrochlorination temperature of the PCL/PVC blends with increase of PCL contents. To study biodegradability of the blend films, we used PCL/PVC blend film with 9% PCL content. After biodegradation experiments in vitro, we found increased biodegradation and surface morphology change for the blend film compared to pure PVC film.

연구논문 : 폴리카프로락톤(PCL)/폴리염화비닐(PVC) 블렌드의 기계적 성질, 열적 안정성 및 생분해성

김욱수,김일형

초록

기계적으로 폴리카프로락톤(PCL)/폴리염화비닐(PVC) 블렌드를 제조하여 열적거동, 기계적 성질 및 생분해성에 대하여 연구하였다. 블렌드의 유리전이온도(T_g)가 하나만 관찰되는 시차주사 열량계 결과로부터 PCL/PVC 블렌드는 서로간에 완전한 상용성을 나타내는 것을 관찰하였으며, PCL의 함량이 증가함에 따라 블렌드의 T_g는 낮은 온도 쪽으로 이동하였다. PCL/PVC 블렌드의 기계적 성질을 조사하기 위하여 PCL 조성 5∼70%에 대하여 Instron을 사용하여 응력-변형 곡선을 구하였다. 그 결과 PCL 함량 5∼13%까지는 인장강도가 증가하는 반가소화 효과가 나타나고, 33∼50% 조성에서는 항복 강도 값이 나타나지 않았다. 이는 33∼50% PCL 조성에서는 PCL/PVC 블렌드 물성이 고무와 같은 거동을 보이는 것으로 판단된다. 열중량 분석법을 사용하여 열적 안정성을 조사한 결과 PCL 함량이 증가함에 따라 PCL/PVC 블렌드의 탈 염화수소에 의한 분해 시작 온도가 증가하였다. 또한 PCL/PVC(9/91) 블렌드 필름의 생분해성을 연구하기 위하여 in vitro로 실험을 행한 후, 배지의 흡광도를 측정한 결과 균주들의 성장성이 순수 PVC 보다 우수함을 관찰하였고, scanning probe microscope (SPM)로 표면을 관찰한 결과 블렌드 필름 표면의 구조 변화가 크게 나타남을 관찰하였다. 이는 PCL 함량이 9%로 낮아도 우수한 생분해성을 나타내는 것으로 판단된다.

Figure

Table