감마선 조사에 의한 방무성 농업용 필름제조에 관한 연구

Abstract

폴리에틸렌, 폴리프로필렌으로 대표되는 폴리올레핀계 고분자는 기계적 강도, 내열성, 전기 절연성 등 각종 물성 및 성형가공성이 우수하여 범용적으로 사용하고 있다. 그러나 폴리올레핀계 고분자는 화학적으로 불활성이고, 화학구조상 강한 결합을 유도하는 극성기의 부재 및 표면 장력이 높기 때문에 접착력, 인쇄성 및 젖음성 등이 불량한 특성을 보이며, 특히 비극성 탄화수소 용액에 대한 높은 삼투율등의 단점을 지니고 있다. 따라서 이러한 문제점 중 농업용 비닐하우스 내부에 생성되는 안개에 의한 농작물 성장 장애에 대한 저감효과를 가져다 줄방무성 농업용 필름에 관한 연구를 수행하였다. 일반적인 방무성 농업용 필름의 경우 안개억제물질을 코팅하는 방법으로 제조되어 그 수명이 짧음을 알 수 있지만, 본 연구에서는 이러한 단점을 보완하기 위해 방무성 화합물을 화학적으로 안정적인 결합을 유도하였다. 특히 감마선 조사에 의한 그래프팅 결합을 시도 하여, 개시제를 이용한 결합 단계에서의 복잡한 단계를 없앰으로써 보다 쉬운 공정방법이 장점이다. 결합의 효율성은 반응시간, 반응온도, 방무성 시약의 농도 등으로 최적화 하였다. 그리고 그래프팅 된 물질의 구조는 FT-IR, 13C NMR, 19FNMR, TGA, 등의 분석기기를 이용하여 분석하였고, 고분자 표면의 개질의 특성을 분석하고자 접촉각 측정을 이용하였다. 이렇게 개질된 고분자를 직접 필름으로 제조하여 UV를 통한 투과도 및 인장강도등을 통한 기계적 물성도 측정하였다.

The antifogging surface of plastic films was prepared by radical grafting of TFAA (trifluoroacetic acid allyl ester) onto polyethylene (PE). In this study, the functionalization of PE with TFAA could be grafted by γ-ray irradiation. The effects of grafting were studied with different doses of radiation, and molar ratios of TFAA. The modified polymer film has been characterized by fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy, nuclear magnetic resonance (13C and 19F NMR) spectroscopy and thermogravimetric analysis (TGA). The degree of hydrophilicity and anti-fogging of modified polymer film was investigated from the contact angles of water and dry ice method. The surface images of the grafted product were observed by scanning electron microscopy (SEM). The optical and mechanical properties of anti-fogging polymer film were also studied by UV-vis transmission spectra and evaluated the tensile strength testing.