KR102380534B1 - Poly lactic acid―lignin composite for 3d printing and method of fabricating thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 3D 프린팅용 폴리젖산―리그닌 복합 재료에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 3D 프린팅용 폴리젖산―리그닌 복합 재료의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a polylactic acid-lignin composite material for 3D printing. In addition, the present invention relates to a method for producing a polylactic acid-lignin composite material for 3D printing.
본 발명은 연성(ductility) 및 인성(toughness)이 강화된 3D 프린팅용 폴리젖산―리그닌 복합 재료에 관한 것이다.The present invention relates to a polylactic acid-lignin composite material for 3D printing with enhanced ductility and toughness.
지속 가능한(sustainable) 폴리젖산(PLA)/리그닌(Lignin) 복합 재료는 적층 가공(Additive Manufactoring; AM)에서 최근 몇 년 동안 사용되어 왔으며, 복합 재료가 만들어질 때 기존 기술에서 물리적인 혼합과 화학적 표면 개질은 일반적으로 사용된다. Sustainable polylactic acid (PLA)/lignin composites have been used in recent years in Additive Manufactoring (AM), and when composites are created, physical mixing and chemical surface Modifications are commonly used.
그러나, 이러한 물리적 혼합 방법이나 화학적 개질 방법으로 만들어진 것들은 PLA와 리그닌의 호환성(compatibility)이 떨어지는 문제를 근본적으로 해결할 수 없고, 따라서 리그닌의 역할도 충분히 활용할 수 없었다.However, those made by such a physical mixing method or chemical modification method cannot fundamentally solve the problem of poor compatibility between PLA and lignin, and therefore cannot fully utilize the role of lignin.
도 1은 PLA와 리그닌의 호환성이 떨어지는 모습을 화학적 구조로 도시한다. 도 1에서 보는 것처럼 리그닌은 일반적으로 친수성(hydrophilic)이고, PLA는 소수성(hydrophobic)이기 때문에 둘을 혼합하여 이용할 경우 그 호환성이 떨어질 수 밖에 없는 것이다.Figure 1 shows the chemical structure of the poor compatibility of PLA and lignin. As shown in FIG. 1 , lignin is generally hydrophilic, and PLA is hydrophobic.
본 발명은 적층 가공 기술에서 기계적 성능 및 공정 특성이 우수하고 지속가능한 폴리젖산-리그닌 복합 재료를 제공하고자 한다. An object of the present invention is to provide a sustainable polylactic acid-lignin composite material having excellent mechanical performance and process characteristics in additive manufacturing technology.
본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅용 폴리젖산-리그닌 복합 재료는, 리그닌 표면에 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트)(poly(2-ethylhexyl acrylate);EHA)를 그라프트(graft) 시켜 표면에 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트)가 그라프트된 리그닌; 및 폴리 젖산(PLA)을 포함하고, 폴리 젖산과 리그닌 간의 호환성(compatibility)이 향상되어 연성(ductility) 및 인성(toughness)이 강화된다. Polylactic acid-lignin composite material for 3D printing according to an embodiment of the present invention is a surface of lignin by grafting poly(2-ethylhexyl acrylate) (EHA) onto the surface of the lignin. lignin grafted onto poly(2-ethylhexyl acrylate); and polylactic acid (PLA), and improved compatibility between polylactic acid and lignin to enhance ductility and toughness.
상기 표면에 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트)가 그라프트된 리그닌의 함량은 2.5 내지 15wt%이다.The content of poly(2-ethylhexyl acrylate) grafted lignin on the surface is 2.5 to 15 wt%.
상기 표면에 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트)가 그라프트된 리그닌의 함량은 2,5 내지 10wt%이다.The content of poly(2-ethylhexyl acrylate) grafted lignin on the surface is 2,5 to 10 wt%.
상기 표면에 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트)가 그라프트된 리그닌의 함량은 5 내지 10wt%이다.The content of poly(2-ethylhexyl acrylate) grafted lignin on the surface is 5 to 10 wt%.
상기 표면에 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트)가 그라프트된 리그닌의 함량은 10wt%이다.The content of poly(2-ethylhexyl acrylate) grafted lignin on the surface is 10 wt%.
상기 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트)는 상기 리그닌 표면에 공중합법(copolymerization)에 의해 그라프트된 것이다.The poly(2-ethylhexyl acrylate) is grafted onto the lignin surface by copolymerization.
본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅용 폴리젖산-리그닌 복합 재료의 제조 방법은, 리그닌 표면에 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트)를 그라프트시켜 표면에 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트)가 그라프트된 리그닌을 준비하는 단계; 및 폴리 젖산 펠릿을 준비하고, 폴리 젖산 펠릿과 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트)가 그라프트된 리그닌을 혼합하는 단계를 포함하고, 폴리 젖산과 리그닌 간의 호환성이 향상되어 연성 및 인성이 강화된다.In the method for manufacturing a polylactic acid-lignin composite material for 3D printing according to an embodiment of the present invention, poly(2-ethylhexyl acrylate) is grafted onto the lignin surface to form poly(2-ethylhexyl acrylate) on the surface. Preparing the grafted lignin; and preparing polylactic acid pellets, and mixing the polylactic acid pellets with poly(2-ethylhexyl acrylate) grafted lignin, and compatibility between polylactic acid and lignin is improved to enhance ductility and toughness.
상기 표면에 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트)가 그라프트된 리그닌의 함량은 2.5 내지 15wt%이다.The content of poly(2-ethylhexyl acrylate) grafted lignin on the surface is 2.5 to 15 wt%.
상기 표면에 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트)가 그라프트된 리그닌의 함량은 2.5 내지 10wt%이다.The content of poly(2-ethylhexyl acrylate) grafted lignin on the surface is 2.5 to 10 wt%.
상기 표면에 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트)가 그라프트된 리그닌의 함량은 5 내지 10wt%이다.The content of poly(2-ethylhexyl acrylate) grafted lignin on the surface is 5 to 10 wt%.
상기 표면에 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트)가 그라프트된 리그닌의 함량은 10wt%이다.The content of poly(2-ethylhexyl acrylate) grafted lignin on the surface is 10 wt%.
리그닌 표면에 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트)를 그라프트시켜 표면에 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트)가 그라프트된 리그닌을 준비하는 단계에서, 상기 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트)는 상기 리그닌 표면에 공중합법(copolymerization)에 의해 그라프트된다.In the step of preparing lignin grafted with poly(2-ethylhexyl acrylate) on the surface by grafting poly(2-ethylhexyl acrylate) on the lignin surface, the poly(2-ethylhexyl acrylate) is It is grafted onto the lignin surface by copolymerization.
본 발명은 적층 가공 기술에서 기계적 성능 및 공정 특성이 우수하고 지속가능한 폴리젖산-리그닌 복합 재료를 제공하고, 이러한 복합 재료는 3D 프린팅을 위한 연성 및 인성이 향상된 복합 재료로서 제공될 수 있다.The present invention provides a sustainable polylactic acid-lignin composite material having excellent mechanical performance and process properties in additive manufacturing technology, and this composite material can be provided as a composite material with improved ductility and toughness for 3D printing.
도 1은 PLA와 리그닌의 호환성이 떨어지는 모습을 화학적 구조로 도시한다.
도 2는 리그닌에 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트)를 그라프트하는 모습 및 화학 구조를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅용 폴리젖산-리그닌 복합 재료의 제조 방법의 순서도를 도시한다.
도 4는 서로 다른 함량의 e-리그닌이 함유된 복합 재료의 텐사일 스트렝스(tensile strength)를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4의 그래프를 막대 그래프로 재구성하여 나타낸 그래프이다.
도 6은 도 4의 그래프에서 면적을 적분한 막대 그래프이다.
도 7a 내지 7b는 찢음(tear) 테스트 결과를 도시한다.
다양한 실시예들이 이제 도면을 참조하여 설명되며, 전체 도면에서 걸쳐 유사한 도면번호는 유사한 엘리먼트를 나타내기 위해서 사용된다. 설명을 위해 본 명세서에서, 다양한 설명들이 본 발명의 이해를 제공하기 위해서 제시된다. 그러나 이러한 실시예들은 이러한 특정 설명 없이도 실행될 수 있음이 명백하다. 다른 예들에서, 공지된 구조 및 장치들은 실시예들의 설명을 용이하게 하기 위해서 블록 다이아그램 형태로 제시된다. Figure 1 shows the chemical structure of the poor compatibility of PLA and lignin.
Figure 2 shows the appearance and chemical structure of poly(2-ethylhexyl acrylate) grafted to lignin.
3 is a polylactic acid for 3D printing according to an embodiment of the present invention shows a flow chart of the manufacturing method of the lignin composite material.
4 is a view showing the tensile strength (tensile strength) of the composite material containing different amounts of e-lignin.
5 is a graph illustrating the graph of FIG. 4 by reconstructing it as a bar graph.
6 is a bar graph in which an area is integrated in the graph of FIG. 4 .
7A-7B show tear test results.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Various embodiments are now described with reference to the drawings, wherein like reference numerals are used to refer to like elements throughout. In this specification for purposes of explanation, various descriptions are presented to provide an understanding of the present invention. However, it will be apparent that these embodiments may be practiced without these specific descriptions. In other instances, well-known structures and devices are presented in block diagram form in order to facilitate describing the embodiments.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Since the present invention can have various changes and can have various forms, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each figure, like reference numerals have been used for like elements.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification is present, and includes one or more other features or steps. , it should be understood that it does not preclude the possibility of the existence or addition of an operation, a component, a part, or a combination thereof.
본 발명은 3D 프린팅용 폴리젖산―리그닌 복합 재료에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 3D 프린팅용 폴리젖산―리그닌 복합 재료의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a polylactic acid-lignin composite material for 3D printing. In addition, the present invention relates to a method for producing a polylactic acid-lignin composite material for 3D printing.
본 발명에서는 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트)(EHA)를 공중합법을 통해 리그닌 표면에 접목하였다. 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트)(EHA)는 폴리젖산(PLA)과 동일한 에스테르 그룹을 가지고 있으며, 따라서 폴리 젖산과의 호환성이 좋다.In the present invention, poly(2-ethylhexyl acrylate) (EHA) was grafted onto the lignin surface through a copolymerization method. Poly(2-ethylhexyl acrylate) (EHA) has the same ester group as polylactic acid (PLA), so it has good compatibility with polylactic acid.
도 2는 리그닌에 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트)를 그라프트하는 모습 및 화학 구조를 도시한다. 도 2에서 보는 것처럼, 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트)는 리그닌에 그라프트되고, 이러한 리그닌은 e-리그닌(e-lignin)이라고 명명한다.Figure 2 shows the appearance and chemical structure of poly(2-ethylhexyl acrylate) grafted to lignin. As shown in FIG. 2 , poly(2-ethylhexyl acrylate) is grafted onto lignin, and this lignin is called e-lignin.
본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅용 폴리젖산-리그닌 복합 재료는, 리그닌 표면에 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트)(poly(2-ethylhexyl acrylate);EHA)를 그라프트(graft)시켜 표면에 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트)가 그라프트된 리그닌(e-리그닌); 및 폴리 젖산(PLA)을 포함한다.The polylactic acid-lignin composite material for 3D printing according to an embodiment of the present invention is a surface obtained by grafting poly(2-ethylhexyl acrylate) (EHA) onto a lignin surface. poly (2-ethylhexyl acrylate) grafted lignin (e-lignin); and polylactic acid (PLA).
폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트)는 리그닌 표면에 공중합법(copolymerization)에 의해 그라프트된다.Poly(2-ethylhexyl acrylate) is grafted onto the lignin surface by copolymerization.
본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅용 폴리젖산-리그닌 복합 재료는 폴리 젖산과 리그닌 간의 호환성(compatibility)이 향상되어 연성(ductility) 및 인성(toughness)이 향상된다.Polylactic acid-lignin composite material for 3D printing according to an embodiment of the present invention has improved compatibility between polylactic acid and lignin, so that ductility and toughness are improved.
이 경우 연성 및 인성이 향상되는 최적의 함량 범위는 다음과 같다. In this case, the optimum content range for improving ductility and toughness is as follows.
표면에 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트)가 그라프트된 리그닌의 함량은 2.5 내지 15wt%, 바람직하게는 2.5 내지 10wt%, 5 내지 10wt%, 5 내지 15wt, 8 내지 12wt%이며, 가장 바람직하게는 약 10wt%(9 내지 11wt%)이다. 이 부분에 대해서는 후술하는 실시예에서 구체적인 데이터와 함께 추가적으로 설명하도록 하겠다.The content of lignin on which poly(2-ethylhexyl acrylate) is grafted on the surface is 2.5 to 15wt%, preferably 2.5 to 10wt%, 5 to 10wt%, 5 to 15wt, 8 to 12wt%, most preferably is about 10 wt % (9 to 11 wt %). This part will be additionally described together with specific data in an embodiment to be described later.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅용 폴리젖산-리그닌 복합 재료의 제조 방법의 순서도를 도시한다.3 is a polylactic acid for 3D printing according to an embodiment of the present invention shows a flow chart of the manufacturing method of the lignin composite material.
도 3에서 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅용 폴리젖산-리그닌 복합 재료의 제조 방법은 리그닌 표면에 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트)를 그라프트시켜 표면에 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트)가 그라프트된 리그닌을 준비하는 단계(S 310); 및 폴리 젖산 펠릿을 준비하고, 폴리 젖산 펠릿과 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트)가 그라프트된 리그닌을 혼합하는 단계(S 320)를 포함한다.As shown in FIG. 3 , in the method for manufacturing a polylactic acid-lignin composite material for 3D printing according to an embodiment of the present invention, poly(2-ethylhexyl acrylate) is grafted onto the lignin surface to form poly(2-ethylhexyl acrylate) on the surface. ethylhexyl acrylate) preparing the grafted lignin (S310); and preparing polylactic acid pellets, and mixing the polylactic acid pellets with poly(2-ethylhexyl acrylate) grafted lignin (S320).
S 310 단계에서는 리그닌 표면에 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트)를 그라프트시켜 표면에 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트)가 그라프트된 리그닌을 준비한다. In
이 경우 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트)는 리그닌 표면에 공중합법(copolymerization)에 의해 그라프트된다.In this case, poly(2-ethylhexyl acrylate) is grafted onto the lignin surface by copolymerization.
S 320 단계에서는 폴리 젖산 펠릿을 준비하고, 폴리 젖산 펠릿과 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트)가 그라프트된 리그닌을 혼합한다.In
이때 표면에 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트)가 그라프트된 리그닌의 함량은 2.5 내지 15wt%, 바람직하게는 2.5 내지 10wt%, 5 내지 10wt%, 5 내지 15wt, 8 내지 12wt%이며, 가장 바람직하게는 약 10wt%(9 내지 11wt%)이다.At this time, the content of lignin on which poly(2-ethylhexyl acrylate) is grafted on the surface is 2.5 to 15wt%, preferably 2.5 to 10wt%, 5 to 10wt%, 5 to 15wt, 8 to 12wt%, most preferably preferably about 10 wt % (9 to 11 wt %).
이하에서는 구체적인 실시예와 함께 본 발명의 내용을 추가적으로 설명하도록 하겠다.Hereinafter, the content of the present invention will be further described along with specific examples.
압출 기반의 3D 프린팅 기법을 사용하여 폴리 젖산 및 리그닌의 바이오 기반 블랜딩을 처리했다. PLA/Lignin 복합체의 낮은 호환성과 과도한 취성을 해결하기 위해 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트)(EHA)를 리그닌에 접목하였으며, 이를 e-Lignin으로 표시하였다. An extrusion-based 3D printing technique was used to process the bio-based blending of polylactic acid and lignin. To solve the low compatibility and excessive brittleness of the PLA/Lignin complex, poly(2-ethylhexyl acrylate) (EHA) was grafted onto lignin, which was denoted as e-Lignin.
서로 다른 중량비를 가진 PLA/Lignin 및 PLA/e-Lignin 샘플들을 준비하고, 기계적(인장 테스트) 특성을 관찰하였다. 3D 프린팅 필라멘트를 제작하기 위해 최적의 성질을 가진 조성(함량)을 찾아내는 과정을 거쳤다.PLA/Lignin and PLA/e-Lignin samples with different weight ratios were prepared, and mechanical (tensile test) properties were observed. In order to produce a 3D printing filament, it went through the process of finding the composition (content) with the optimal properties.
e-Lignin은 다음과 같이 합성되었다: 1.05 g NaCl을 20 mL의 황산화 디메틸(dimethyl sulfoxide)이 함유된 100 mL 원넥(one-necked) 플라스크에 첨가하고 혼합물을 NaCl이 완전히 녹을 때까지 10분간 자기적 스터링(magnetic stirring) 하에서 저어주었다. 20분간 계속 저어주면서 교반한 후 50°C까지 가열한 혼합물에 리그닌(1.0g)을 첨가했다. EHA(1.5 g)를 이후 용액에 드랍시켜 넣었고, 이후 이 용액에 H2O2 1.0 mL가 첨가되었다. 24시간 후, 혼합물을 HCl의 초과 희석 용액에 천천히 부어 그라프트 반응이 종료되었다. 침전물은 여과되고, 메탄올로 씻은 다음 진공 오븐에서 60℃에서 24시간 동안 건조되었다.e-Lignin was synthesized as follows: 1.05 g NaCl was added to a 100 mL one-necked flask containing 20 mL of dimethyl sulfoxide and the mixture was stirred for 10 minutes until NaCl was completely dissolved. Stir under magnetic stirring. After stirring with continuous stirring for 20 minutes, lignin (1.0 g) was added to the mixture heated to 50 °C. EHA (1.5 g) was then added dropwise to the solution, and then 1.0 mL of H 2 O 2 was added to the solution. After 24 hours, the graft reaction was terminated by slowly pouring the mixture into an over-diluted solution of HCl. The precipitate was filtered, washed with methanol, and dried in a vacuum oven at 60° C. for 24 hours.
PLA 펠릿(pellet)과 e-리긴은 hakke 머신을 사용하여 먼저 혼합한 다음 일축 압출기를 사용하여 직경 175±0.25mm의 필라멘트를 압출했다. 온도는 175~185℃ 사이였고 압출기 속도는 30rpm이었다. 일단 필라멘트를 압출한 후, FFF 시스템과 Cura® 소프트웨어를 사용하여 샘플을 인쇄했다. 프린터는 노즐 직경이 0.4 mm였다. 프린터의 노즐 온도는 210℃로 설정되었고, 배드(bed) 온도는 60℃로 설정되었으며, 샘플은 30 mm/s의 인쇄 속도로 인쇄되었다.PLA pellets and e-rigin were first mixed using a hakke machine, and then filaments with a diameter of 175±0.25 mm were extruded using a single screw extruder. The temperature was between 175 and 185° C. and the extruder speed was 30 rpm. Once the filaments were extruded, samples were printed using the FFF system and Cura® software. The printer had a nozzle diameter of 0.4 mm. The nozzle temperature of the printer was set at 210° C., the bed temperature was set at 60° C., and the samples were printed at a print speed of 30 mm/s.
도 4는 서로 다른 함량의 e-리그닌이 함유된 복합 재료의 텐사일 스트렝스(tensile strength)를 나타내는 도면이다. 도 4에서 보는 것처럼, e-리그닌이 함유되지 않은 것보다 e-리그닌/PLA 복합 재료의 경우 스트레인(strain)이 큼을 알 수 있으며, e-리그닌의 함량은 2.5 내지 15wt%, 바람직하게는 2.5 내지 10wt%, 5 내지 10wt%, 5 내지 15wt, 8 내지 12wt%이며, 가장 바람직하게는 약 10wt%(9 내지 11wt%)임을 확인할 수 있었다.4 is a view showing the tensile strength (tensile strength) of the composite material containing different amounts of e-lignin. As shown in FIG. 4, it can be seen that the strain is greater in the case of the e-lignin/PLA composite material than that in which e-lignin is not contained, and the content of e-lignin is 2.5 to 15 wt%, preferably 2.5 to It was confirmed that 10wt%, 5 to 10wt%, 5 to 15wt, 8 to 12wt%, and most preferably about 10wt% (9 to 11wt%).
도 5는 도 4의 그래프를 막대 그래프로 재구성하여 나타낸 그래프이다. 도 5에서 보는 것처럼 역시 e-리그닌이 함유되지 않은 것보다 e-리그닌/PLA 복합 재료의 경우 스트레인(strain)이 큼을 알 수 있으며, e-리그닌의 함량은 2.5 내지 15wt%, 바람직하게는 2.5 내지 10wt%, 5 내지 10wt%, 5 내지 15wt, 8 내지 12wt%이며, 가장 바람직하게는 약 10wt%(9 내지 11wt%)임을 확인할 수 있었다.5 is a graph illustrating the graph of FIG. 4 by reconstructing it as a bar graph. As shown in FIG. 5, it can be seen that the strain is greater in the case of the e-lignin/PLA composite material than that in which the e-lignin is not contained, and the content of e-lignin is 2.5 to 15 wt%, preferably 2.5 to It was confirmed that 10wt%, 5 to 10wt%, 5 to 15wt, 8 to 12wt%, and most preferably about 10wt% (9 to 11wt%).
도 6은 도 4의 그래프에서 면적을 적분한 막대 그래프로써, e-리그닌이 함유되지 않은 것보다 e-리그닌/PLA 복합 재료의 경우 인성(toughness)이 크게 나타남을 알 수 있었다. e-리그닌의 함량은 2.5 내지 15wt%, 바람직하게는 2.5 내지 10wt%, 5 내지 10wt%, 5 내지 15wt, 8 내지 12wt%이며, 가장 바람직하게는 약 10wt%(9 내지 11wt%)임을 확인할 수 있었다.6 is a bar graph in which the area is integrated in the graph of FIG. 4 , and it can be seen that the e-lignin/PLA composite material exhibits greater toughness than that in which the e-lignin is not contained. The content of e-lignin is 2.5 to 15wt%, preferably 2.5 to 10wt%, 5 to 10wt%, 5 to 15wt, 8 to 12wt%, most preferably about 10wt% (9 to 11wt%). there was.
도 7a 내지 7b는 찢음(tear) 테스트 결과를 도시한다. 도 7의 경우에서 보는 것처럼, 3D프린팅한 2.5wt%와 10wt% e-Lingin을 함유한 복합재료와 일반 PLA를 비교하였을 10 wt% e-Lignin샘플이 가장 큰 힘을 요하는 것을 알 수 있었다.7A-7B show tear test results. As shown in the case of Figure 7, it can be seen that the 10 wt% e-Lignin sample requires the greatest force when comparing the 3D printed composite material containing 2.5wt% and 10wt% e-Lingin with general PLA. there was.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to the preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the following claims. You will understand that you can.
Claims (12)
폴리 젖산(PLA)을 포함하고,
상기 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트)는 상기 리그닌 표면에 공중합법(copolymerization)에 의해 그라프트된 것이고,
상기 표면에 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트)가 그라프트된 리그닌의 함량은 8 내지 12wt%이며,
폴리 젖산과 리그닌 간의 호환성(compatibility)이 향상되어 연성(ductility) 및 인성(toughness)이 강화된,
3D 프린팅용 폴리젖산-리그닌 복합 재료.
Poly (2-ethylhexyl acrylate) (poly(2-ethylhexyl acrylate); EHA) on the lignin surface by grafting (graft) poly (2-ethylhexyl acrylate) on the surface of the grafted lignin; and
polylactic acid (PLA);
The poly(2-ethylhexyl acrylate) is grafted onto the lignin surface by copolymerization,
The content of poly(2-ethylhexyl acrylate) grafted lignin on the surface is 8 to 12 wt%,
With improved compatibility between polylactic acid and lignin, ductility and toughness are enhanced,
Polylactic acid-lignin composite material for 3D printing.
상기 표면에 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트)가 그라프트된 리그닌의 함량은 10wt%인,
3D 프린팅용 폴리젖산-리그닌 복합 재료.
The method of claim 1,
The content of poly (2-ethylhexyl acrylate) grafted lignin on the surface is 10 wt%,
Polylactic acid-lignin composite material for 3D printing.
폴리 젖산 펠릿을 준비하고, 폴리 젖산 펠릿과 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트)가 그라프트된 리그닌을 혼합하는 단계를 포함하고,
리그닌 표면에 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트)를 그라프트시켜 표면에 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트)가 그라프트된 리그닌을 준비하는 단계에서 상기 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트)는 상기 리그닌 표면에 공중합법(copolymerization)에 의해 그라프트되고,
상기 표면에 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트)가 그라프트된 리그닌의 함량은 8 내지 12wt%이며,
폴리 젖산과 리그닌 간의 호환성이 향상되어 연성 및 인성이 강화된,
3D 프린팅용 폴리젖산-리그닌 복합 재료의 제조 방법.
preparing poly(2-ethylhexyl acrylate) grafted lignin on the surface by grafting poly(2-ethylhexyl acrylate) on the lignin surface; and
preparing polylactic acid pellets, and mixing the polylactic acid pellets with poly(2-ethylhexyl acrylate) grafted lignin;
In the step of preparing lignin in which poly(2-ethylhexyl acrylate) is grafted onto the surface of the lignin by grafting poly(2-ethylhexyl acrylate) onto the surface of the lignin, the poly(2-ethylhexyl acrylate) is the lignin Grafted on the surface by copolymerization,
The content of poly(2-ethylhexyl acrylate) grafted lignin on the surface is 8 to 12 wt%,
Enhanced compatibility between polylactic acid and lignin to enhance ductility and toughness.
Method for manufacturing polylactic acid-lignin composite material for 3D printing.
상기 표면에 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트)가 그라프트된 리그닌의 함량은 10wt%인,
3D 프린팅용 폴리젖산-리그닌 복합 재료의 제조 방법.
8. The method of claim 7,
The content of poly (2-ethylhexyl acrylate) grafted lignin on the surface is 10 wt%,
Method for manufacturing polylactic acid-lignin composite material for 3D printing.
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