ISSN : 1225-0112(Print)
ISSN : 2288-4505(Online)
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Origlnal article : Effect of Styrene and Maleic Anhydride Content on Properties of PP/Pulp Composites and Reactive Extrusion of Random PP
Abstract
In order to analyze the effect of maleic anhydride (MAH) content and styrene monomer (SM)/MAH mole ratio on reactive extrusionof maleic anhydride grafted random polypropylenes (MAH-g-rPP), MAH-g-rPPs were prepared by using a twin screwextruder. MAH contents were 0.5, 1.0, 3.0, and 5.0 phr and SM/initiator mole ratio was 0.0, 1.0, and 2.0. Dicumyl peroxide(DCP) was used as an initiator. The graft degree of MAH was confirmed by the existence of carbonyl group (C = O) stretchingpeak at 1700 cm-1 from FT-IR spectrum. The degree of graft reaction increased up to 3.0 phr MAH and showed the optimumvalue at 1.0 SM/MAH mole ratio from the area ratio of C = O and C-H stretching peak. Thermal and crystallization propertiesof MAH-g-rPP and PP/MAH-g-rPP/pulp composites were investigated by DSC, TGA, XRD, and POM. There was a decreasein non-isothermal crystallization temperature of PP/MAH-g-PP/pulp composites. Based on tensile properties and SEM picturesfor the fractured surface of PP/MAH-g-PP/pulp composites, MAH content of 1.0 wt% and SM/MAH mole ratio of 1.0 werethe optimum formulation as the compatibilizer. The rheological properties of the composites were measured by dynamicRheometer to compare the processability of the composites with and without compatibilizer. The power law index showedslightly low value at the composites with compatibilizer.
랜덤 PP의 반응압출 및 PP/Pulp 복합체 특성에 대한 스티렌과무수말레인산 함량의 영향
초록
랜덤 폴리프로필렌(random polypropylene, rPP)의 무수말레인산(maleic anhydride, MAH) 반응압출에 대한 MAH 함량 및스티렌/MAH 몰비의 영향을 고찰하기 위해 이축압출기(twin screw extruder)를 이용하여 MAH가 그라프트된 rPP(MAH-g-rPP)를 제조하였다. MAH의 함량은 0.5, 1.0, 3.0, 5.0 phr이었고, 스티렌/MAH 몰비는 0, 1, 2로 하였으며, 개시제로는 dicumyl peroxide (DCP)가 사용되었다. MAH의 그라프트 정도는 FT-IR을 이용하여 1700 cm-1 근처에서 나타나는 카르보닐기(C = O) 신축진동 피크의 존재 여부를 통해 확인하였으며, 3000 cm-1 근처의 C-H 신축진동을 기준으로 하여 정량한결과 그라프트 반응이 MAH 함량이 3.0 phr까지 증가하는 경향을 보여주었고, 스티렌 몰비는 1.0일 때 최적을 나타내었다. MAH-g-rPP와 MAH-g-rPP가 5.0 phr 포함된 PP/MAH-g-rPP/pulp 복합체의 열적특성, 결정화 특성 등을 시차주사열용량분석기(DSC), 열중량분석기(TGA), X-선 회절분석(XRD), 편광현미경(POM) 등을 이용하여 관찰하였다. 비등온 결정화온도는rPP-g-MAH가 첨가되었을 때 감소하는 경향을 나타내었고, PP/MAH-g-rPP/pulp 복합체의 인장특성과 인장시험 후 파단면의 SEM을 측정한 결과, MAH 함량 1.0 wt%, 스티렌/MAH 몰비 1.0일 때 상용화제로의 역할이 가장 우수한 것으로 나타났다. 복합체의 가공성 비교를 위해 복소 점도와 전단박하(shear thinning) 정도를 동적유변측정기를 이용하여 측정하였다. 상용화제를 가지는 복합체의 경우 낮은 멱수 법칙 지수(n)를 보여주었다.