In this study, cellulose nanocrystals (CNCs) were prepared from microcrystalline cellulose (MCC) using aqueous sulfuric acid and then methacrylate groups capable of radical polymerization were introduced onto the surface of CNC using 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (MPTMS). Effects of MPTMS doses on the degree of CNC surface modification were characterized by scanning electron microscopy (FE-SEM), elemental analysis (EA), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), thermogravimetric analysis (TGA), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and solid state 13C and 29Si nuclear magnetic resonance spectroscopy. In the experimental range of the present study, it was confirmed that the amount of methacrylate groups grafted onto the surface of CNC increased as MPTMS doses were increased.

본 연구에서는 황산 수용액을 사용하여 미세결정 셀룰로오스(microcrystalline cellulose, MCC)로부터 셀룰로오스 나노결정(cellulose nanocrystal, CNC)을 제조한 후, CNC 표면에 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane(MPTMS)를 사용하여 라디칼 중합이 가능한 메타크릴레이트(methacrylate) 기를 도입하는 연구를 수행하였다. MPTMS 투입량의 변화가 CNC의 표면 개질 정도에 미치는 영향을 주사전자현미경(FE-SEM), 원소분석(EA), 푸리에 변환 적외선분광학(FTIR), 열중량분석(TGA), X-선 광전자분광법(XPS), 및 고체 상태 13C 및 29Si 핵자기공명(NMR) 분석법을 사용하여 체계적으로 분석하였다. 본 실험 범위에서는 MPTMS 투입량이 증가하면 CNC 표면에 도입되는 메타크릴레이트 기의 양도 증가함을 확인하였다.

Keywords: microcrystalline cellulose, cellulose nanocrystal, silane coupling agent, surface modification, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane