셀룰로오스 나노섬유로 제작된 나노종이의 물성평가 (Investigation of Material Property of Nanopaper Made of Cellulose Nanofibers)

서지정보

· 발행기관 : 대한기계학회
· 수록지 정보 : 대한기계학회논문집 A / 42권 / 1호 / 17 ~ 22페이지
· 저자명 : 강태준, 전제경

초록

셀룰로오스 나노섬유는 식물의 세포벽을 구성하는 셀룰로오스 마이크로 섬유를 화학적, 기계적 방법으로 박리하여 추출된 종횡비가 큰 결정성 나노섬유이다. 본 연구에서는 수중대향충돌법으로 제조된 셀룰로오스 나노섬유 현탁액을 진공여과법과 열압착 공정을 통해 각각의 나노섬유가 임의 배향으로 적층된 나노종이를 제작하였고, 기계적, 열 안정성 그리고 광학적 물성에 대해 평가하였다. 제작된 나노종이는 나노섬유의 높은 결정도와 표면 수산기 사이의 수소결합에 의해 우수한 기계적 물성(인장강도 120 MPa, 탄성계수 7.1 GPa)과 열 안정성(열분해 온도 304oC)을 나타내었다. 광학적 물성의 경우 가시광선 영역에서 높은 투과도(95% @ 550 nm)와 연무도(97% @ 550 nm)가 동시에 나타나는 특성을 보였다.

영어초록

Cellulose nanofiber(CNF) is a crystalline nanofiber extracted by chemical and mechanical separation of cellulose microfibrils, which constitute plant cell walls. In this work, we prepared aqueous dispersive solution of CNFs using aqueous counter collision method. Based on the CNF solution, nanopapers laminated with CNFs of arbitrary orientation were fabricated through vacuum filtration and hot-press process. The property of nanopapers, such as mechanical, thermal stability and optical properties, were investigated. The fabricated nanopapers exhibit excellent mechanical properties (tensile strength of 120 MPa, elastic modulus of 7.1 GPa) and thermal stability (thermal decomposition temperature of 304°C) due to the high crystallinity of CNF and the hydrogen bonding between CNFs. In terms of optical properties, high transmittance (95% @ 550nm) and optical haze (97% @ 550nm) were observed simultaneously in the visible region.

참고자료

· 없음