삼성분계 그래핀/실리카/EVOH 나노 복합 코팅 필름
Ternary Phased Graphene/Silica/EVOH Nanocomposites Coating Films
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초록
졸-겔 공정 및 용액 블렌딩 공정을 이용하여 삼성분계(그래핀/실리카/EVOH) 나노 복합 코팅 물질을 제조하였다. SEM 관찰 및 XRD 분석을 통하여 제조된 산화 그래핀의 삽입/박리 구조뿐만 아니라 나노 복합 물질 내에서의 그래핀 나노 판상체와 실리카 입자의 박리 구조 및 분산 상태를 확인하였다. 삼성분계 나노 복합 물질로 코팅된 BOPP의 산소 차단성은 산화 그래핀 및 실리카 입자를 일정 수준의 함량으로 첨가했을 때 이성분계(실리카/EVOH) 나노 복합 코팅 필름에 비해 뚜렷하게 향상되었나, 그 이상의 함량으로 첨가하면 불완전한 박리 및 그래핀 적층체의 분산과 실리카 클러스터의 미세 크랙 발생으로 인하여 차단성이 거의 일정하거나 또는 그 증가 폭이 매우 작은 것으로 나타났다. 또한 나노 복합 코팅 필름의 투명성은 그래핀 함량에 따른 필름의 광투과율을 측정함으로써 확인하였으며, 이러한 결과로부터 식품 포장 필름으로의 적용 가능성을 제시할 수 있었다.
Abstract
Ternary phased graphene/silica/EVOH nanocomposite coating materials were prepared via sol-gel process and solution blending process. From both SEM observations and XRD analysis, the exfoliated structure and dispersion state of graphene nanosheets and silica particles in the nanocomposites as well as the intercalated and exfoliated structure of the prepared graphene oxide were confirmed. The incorporation of GrO and silica at appropriate content resulted in remarkable improvement in oxygen barrier property of the ternary phased nanocompoiste-coated BOPP films, compared with that of binary(silica/EVOH) phased nanocomposite coating films, however, at excess amount of GrO and silica, very slight variation was observed due to incomplete exfoliation, dispersion of graphene tactoids, and formation of micro cracks in the silica clusters. In addition, the transparency of nanocomposite-coated film was investigated by measuring the light transmittance as a function of GrO contents, suggesting the possibility for the application of food packaging films.
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