Cellulose nanofibers (CNFs) can be used in plastics as an eco-friendly and lightweight reinforcement material. However, due to their hydrophilicity from numerous hydroxyl groups (-OH), CNFs were incompatible with engineering plastics (EP), resulting in a decrease of properties. Therefore, the development of effective compatibilizers is essential to improve properties. In this study, four different amines were introduced into polypropylene grafted maleic anhydride (PP-g-MAH) to serve as compatibilizers, and the changes in properties according to each amine structures were analyzed. As a result, the compatibilizer modified with 4,4'-diaminodiphenylmethane increased the tensile strength and flexural strength by 68% and 32%, respectively, compared to when it was not used compatibilizer, and also improved dispersibility. This study confirmed that the developed compatibilizer effectively improves the properties of the polyamide 6(PA 6)/CNF composite material by increasing the interfacial interaction between PA 6 and CNF.

셀룰로오스 나노섬유(CNF)는 친환경 및 경량화 보강재로 플라스틱에 사용될 수 있지만 다량의 수산기(-OH)에 의한 친수성으로 인해 엔지니어링 플라스틱(EP) 소재와 복합소재 제조 시 상용성이 낮아 물성의 저하를 가져오므로 이를 개선할 수 있는 상용화제의 개발이 필수적이다. 본 연구에서는 상용화제로 폴리프로필렌 그래프트 무수말레인산(PP-g-MAH)을 4종의 아민 그룹으로 개질하여 각 아민의 구조에 따른 물성의 변화를 분석하였다. 그 결과 4,4'-diaminodiphenylmethane을 이용한 상용화제는 상용화제를 미사용했을 때보다 인장강도와 굴곡강도가 각각 68%, 32% 증가하였고 분산성 또한 개선되었다. 이를 통해 개발된 상용화제는 폴리아마이드 6(PA 6)와 CNF간의 계면 결합성을 증가시켜 PA 6/CNF 복합소재 물성 향상에 효과적임을 확인할 수 있었다.

Keywords: cellulose nanofiber, reaction extrusion, engineering plastic compatibilizer, engineering plastic composite.