Because polymer-based composites are lightweight and have excellent properties, their demand is growing rapidly as a way to fulfill properties that are difficult to achieve with a single material. As a result, there has been a lot of research on polymer nanocomposites, which are made by dispersing particles with a size of 1-100 nm in a polymer matrix. In addition, many nanocomposites using thermoplastic resins as matrix materials are being studied. In this study, poly(ethylene terephthalate) (PET)-based nanocomposites containing organic nanoclays modified with cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) as interlayer materials were prepared. Among various nanoclays, vermiculite (VMT) has been studied to increase the mechanical and thermal properties of polymeric materials due to its low cost, abundant reserves and unique properties. However, the strong interlayer bonding of VMT has limited its utilization due to its poor exfoliation and dispersion performance within polymer matrices. In this study, the mechanical properties of the VMT content were confirmed by tensile tests, the dispersion of VMT particles in the PET matrix was evaluated by TEM cross-sectional images, and the nitrogen gas barrier properties were evaluated.

고분자 기반 복합재료는 가볍고 우수한 물성을 가지고 있기 때문에, 단일 소재가 갖기 어려운 물성을 충족하기 위한 방법으로서 그 수요는 급격하게 증가되고 있다. 그에 따라, 크기가 1-100 nm를 갖는 입자를 고분자 기지에 분산시켜 제작하는 고분자 나노 복합재료에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 그리고, 나노입자 강화 복합재의 기지 재료로 열가소성 수지를 사용한 복합재료 연구를 많이 진행하고 있다. 본 연구를 통해 세틸트리메틸암모늄브로마이드(CTAB)으로 층간 물질을 개질한 유기 나노 점토가 포함된 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(PET) 기반 나노 복합체를 제조하였다. 다양한 나노 점토 중에서, 질석 (vermiculite, VMT)은 저가이며 풍부한 매장량과 고유의 물성으로 인해 고분자 재료의 기계적 및 열적 특성을 증가시키는 연구들이 수행되고 있다. 하지만, VMT의 강한 층간 결합으로 인해 고분자 기지 내에서 박리 및 분산 성능이 낮아 그 활용이 제한되었다. 본 연구에서는 나노 점토의 함유량에 따른 기계적 물성을 인장 시험으로 확인하였고, 나노 점토 입자가 PET 기재 내에 분산되는 정도를 TEM 단면 사진으로 평가하고, 그리고 질소 가스 차단 특성을 측정하였다.

Keywords: 질석(Vermiculite), 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) (Poly(ethylene terephthalate)), 유기점토(Organoclay), 고분자 나노복합재료(Polymer nanocomposite), 개스 차단(Gas barrier)