The lignin granule modified by allyltrimethoxy silane (VPS) was used to fabricate unsaturated polyester resin (UPR) composites as a reinforcing filler. The chemical surface modification of the pristine lignin granule was analyzed by FTIR and SEM/EDX. UPR composites reinforced by pristine lignin granule were prepared as the control samples and UPR composites reinforced by VPS-Lignin were prepared to study their flexural strength and fracture toughness behavior depending on the filler content. VPS-Lignin/UPR composites showed the better performance than of the pristine Lignin/UPR composites in the mechanical properties (flexural strength and flexural modulus). And, the high values of the critical stress intensity factor (K_IC) and the critical strain energy release rate (G_IC) for VPS-Lignin/UPR composites implied the enhanced interfacial adhesion between UPR matrix and VPS-Lignin filler in the composites, which induced their enhanced fracture toughness.

본 연구는 과립형태 리그닌을 allyltrimethoxy silane(VPS)로 화학적 표면개질하여 불포화 폴리에스터 수지(UPR) 복합재 내 보강재로 사용하였다. FTIR과 SEM/EDX를 통하여 리그닌 개질반응 결과를 확인하였다. 개질 전리그닌으로 보강된 UPR 복합재를 대조군으로 제조하고, 개질된 리그닌(VPS-리그닌)으로 보강된 UPR 복합재의 기계적 특성과 파괴인성 거동을 보강재 함량에 따라 고찰하였다. VPS-리그닌/UPR 복합재의 굴곡강도와 굴곡탄성률은 보강재의 함량이 증가할수록 리그닌/UPR 복합재보다 증가하였다. 또한 VPS-리그닌/UPR 복합재의 높은 임계응력세기 인자(K_IC) 및 임계변형속도에너지(G_IC) 결과는 복합재 내에서 보강재와 기재간 계면접착력 증가를 의미하며 이로 인해, UPR 복합재의 높은 파괴인성 특성을 보였다.

Keywords: lignin, silane coupling agent, unsaturated polyester resin, composite, fracture toughness