리그닌 나노-마이크로 입자와 필름 제조 공정이 PLA 필름 특성에

미치는 영향

정예진1,2*, 이재원1,2

(1전남대학교 임산공학과, 2전남대학교 IT-Bio 융합시스템전공)

Effect of Lignin Nano-Micro Particles and Film Preparation Methods on the Properties of PLA Films

Ye-Jin Jeong1,2*, Jae-Won Lee1,2

(1Department of Wood Science and Engineering, Chonnam National University,

2Interdisciplinary Program in IT-Bio Convergence System, Chonnam National University)

요약: 본 연구에서는 kraft, organosolv, deep eutectic solvent 공정으로부터 얻은 리그닌 나노–마이크로 입자를 poly lactic acid(PLA)와 혼합하여 필름을 제조하였으며, 필름 제조 방법에 따른 특성 차이를 분석하였다. 복합필름은 용매 캐스팅법과 스핀코팅법으로 제조하였으며, 열적 안정성, 표면 소수성 및 자외선 차단 성능을 평가하였다. 그 결과, 리그닌 나노–마이크로 입자에 의해 PLA 필름의 자외선 차단 성능과 소수성이 향상되었고, 특히 용매 캐스팅 필름에서는 자외선 투과율이 크게 감소하여 최대 97%의 PLA 대비 자외선 차단율을 나타냈다. 반면, 스핀코팅 필름에서는 리그닌 나노-마이크로 입자 첨가에 따른 자외선 차단 효과가 상대적으로 낮게 나타났으며, 이는 필름 두께에 따른 광 투과 특성 차이에 기인한 것으로 해석된다. 또한 수분 접촉각은 용매 캐스팅 필름에서 62.38°에서 73.81–75.13°로, 스핀코팅 필름에서는 76.22°에서 77.09–80.24°로 증가하여 소수성이 향상되었으며, 크라프트 리그닌 나노–마이크로 입자를 포함한 필름에서 가장 높은 소수성 효과가 관찰되었다.

Abstract: In this study, lignin nano–micro particles obtained from kraft, organosolv, and deep eutectic solvent processes were mixed with poly lactic acid(PLA) to prepare films and the films properties were analyzed according to the film preparation methods. The composite films were prepared by solvent casting and spin coating, and their thermal stability, surface hydrophobicity, and UV-blocking performance were evaluated. The lignin nano–micro particles enhanced both the UV-blocking performance and hydrophobicity of PLA films. In particular UV transmittance of solvent cast films decreased to 97% compare to PLA. In contrast, the UV-blocking effect in spin-coated films was relatively low, which is attributed to differences in film thickness. In addition, the water contact angle increased from 62.38° to 73.81–75.13° for solvent-cast films and from 76.22° to 77.09–80.24° for spin-coated films, indicating enhanced surface hydrophobicity.

사사: 본 결과물은 농림축산식품부의 재원으로 농림식품기술기획평가원의 농식품과학기술융합형연구인력양성사업의 지원을 받아 연구되었음(RS-2024-00397026).