In this study, biodegradable poly(lactic acid)/poly(3HB-co-4HB) blends with different contents of compatibilizer were prepared with a twin-screw extruder. The compatibilizer, PHA-g-MA, was prepared by introducing maleic anhydride, an initiator, and a crosslinking agent onto the biodegradable poly(3HB-co-4HB) by reactive extrusion method in a twin-screw extruder. As the contents of the compatibilizer were increased in the compatibilized poly(lactic acid)/poly(3HB-co-4HB) blends, the tensile strength was decreased, while the elongation and impact strength were improved. To confirm the effect of these mechanical properties, the crystallization behavior was analyzed at various isothermal temperature, and the Avrami model was applied to determine the parameter such as crystallinity, crystallite size, and crystallization rate. Through this results, it was confirmed that the increase of the compatibilizer content in the compatibilized PLA/PHA blends interfered the growth of the crystal nuclei of the poly(lactic acid)/poly(3HB-co-4HB) blend, thereby reducing the crystallinity and thus significantly affecting the mechanical properties. Additionally, hindering the growth of crystal nuclei delay the crystallization rate, resulting in a larger crystallite size and thus a substantial increase in transparency.

본 연구에서는 생분해성 poly(lactic acid)/P(3HB-co-4HB) 블렌드에 상용화제를 함량별로 첨가하여 twin screw extruder로 제조하였다. PHA-g-MA 상용화제는 생분해성 수지인 poly(3HB-co-4HB)에 maleic anhydride와 개시제 그리고 가교제를 함께 도입하여 twin screw extruder에서 반응 압출하여 제작하였다. 제작된 poly(lactic acid)/poly(3HB-co-4HB)블렌드에 상용화제의 함량이 높아질수록 인장강도가 낮아지는 반면, 연신율과 충격강도는 향상되었다. 이러한 기계적 물성의 영향을 확인하고자 다양한 등온 온도에서 결정화 거동을 분석하고 Avrami model을 적용하여 결정화도, 결정화 크기, 결정화 속도 등을 확인하였다. 이를 통해, PLA/PHA 블렌드에서 상용화제의 함량 증가는 poly(lactic acid)/poly(3HB-co-4HB) 블렌드의 결정핵 성장을 방해하여 결정화도를 감소시켜 기계적 물성에 밀접하게 영향을 준 것을 확인하였다. 또한, 결정핵 성장의 방해는 결정화 속도를 늦춰 결정화 크기가 커져 투명성을 크게 증가시켰다.

Keywords: poly(lactic acid), poly(3HB-co-4HB), compatibilizer, avrami model, crystallinity.