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키토산/PVA, 키토산/세리신 및 PVA/세리신 생체 블렌드 필름의 구조 및 특성

작성자카리|작성시간21.04.15|조회수258 목록 댓글 0

키토산/세리신 블렌드 필름의 경우 순수 키토산 필름보다 충분한 신장을 보이지 못 하였고, 세리신의 혼합비율이 적을수록 신장은 뛰어나다.
PVA/세리신 블렌드 필름의 신도는 순수 PVA 필름보다 낮았지만, 강도는 PVA/세리신 블렌드 필름 75/25일 때 가장 높게 나타났으며. PVA에 세리신 혼합비율은 낮게 블렌드 했을 경우 인장강도와 신장률과 같은 물성 모두 향상 시킬 수 있음을 알 수 있었다.
키토산/세리신 블렌드 필름의 경우 가교된 키토산 순수 필름은 미가교된 필름과 비교하면, 그 강도는 증가했지만, 낮은 신장을 보인다. EGDE로 가교된 블렌드 필름에 대해서는 응력, 변형률 모두가 미가교의 블렌드 필름보다도 저하하고, 그 역학적 성질은 개선되지 않았다.
2. 열적특성에서, 키토산/PVA 필름은 블렌드 내에서는 키토산의 함량이 증가할수록 넓은 흡열피크는 감소하였으며, 용융온도나 결정화 온도 모두 순수 PVA필름에 비해 상대적으로 감소하였다. 또한 키토산/PVA 열분해 온도는 키토산 함유량이 증가함에 따라 증가하였으며, 따라서 키토산 함량이 증가 하면 열적으로 안정하고, PVA/세리신 블렌드 필름의 경우 열분해 온도는 PVA 함유량이 증가함에 따라 증가하였으며, PVA함량이 증가할수록 열안정성도 증가함을 알 수 있다.
키토산/세리신 블렌드 필름 내에서는 세리신의 함량이 증가할수록 넓은 흡열피크는 증가하는 경향을 보이며 결정화 온도 및 용융온도는 순수 키토산에 비해 증가하였다. 키토산 함량이 증가할수록 열안전성이 더 증가하는 경향을 보이는 것으로 나타나고 있다. 키토산/세리신 블렌드와 가교 첨과 블렌드 필름은 큰 차이는 찾을 수가 없었다.
3. 화학구조분석에서, 키토산/PVA필름의 경우 O-H 신축진동 영역에서의 밴드 모양의 변화와 낮은 주파수 영역으로의 이동은 블렌드 상태에서 PVA의 OH 와 키토산의 OH , NH2 사이의 강한 수소결합에 의해 상호작용이 일어난 것이며, 이러한 상호작용은 PVA와 키토산의 혼화성을 결정하는 인자로소 모든 블렌드 비에서 혼화성이 비교적 우수한 것으로 생각된다.
단백질이 아닌 PVA 에서는 amide I, Ⅱ 피크가 보이지 않고 세리신에서 찾아 볼 수 없는 1730cm^(-1) 특징적인 피크가 나타났지만, PVA/세리신 블렌드 필름에서는 세리신의 특징적인 amideI, Ⅱ을 확실하게 찾아볼 수 있었다. 블렌드 내에 혼화성을 확인할 수 있었다.
키토산/세리신필름의 경우 1630cm^(-1) 부근에서의 분자 간 강한 수소결합에 의한 C=O 결합의 신축진동에 나타나는 amide I peak의 흡수 밴드가 나타났으며, 1,521cm^(-1)에 부근에서 N-H 굽힘진동 amideⅡ peak 흡수밴드가 나타났다. 또한, 키토산의 함량이 증가할수록 amide I의 흡수값의 감소로써 양 물질의 친화성을 확인할 수 있었다.
가교제 첨가 세리신/키토산 블렌드 필름의 경우 세리신/ 키토산 블렌드 필름이나 차이는 없었다.
4. 질량 손실률에서, 키토산/세리신 블렌드 필름에 대해서는 세리신이 증가할수록 손실이 증가한다. 이것은 세리신의 분자량이 키토산의 1/5 분자량이고, NaOH 용해되기 때문에 블렌드 필름의 경우는 초산과 세리신의 손실이라 생각된다. 가교 키토산/세리신 필름의 질량손실은 세리신 함량이 50% 이상 일 때는 그 손실은 높아진다.
키토산/PVA 및 PVA/세리신 블렌드 필름은 PVA 비율이 증가 할수록 손실이 줄어든다. PVA는 분자량이 다른 물질인 키토산이나 세리신 보다 커 손실이 작다고 할 수가 있다.
5 항균성 시험에서, 순수 키토산 필름과 키토산/PVA, 키토산/세리신 블렌드 필름인 경우 대장균 Escherichia coli O-157, 화농구균 Staphylococcus aureus, 식중독균 Listeria monocytogenes 모두에 대해 어느 정도 항균성이 있는 것으로 나타났다.
6 SEM 측정에서, 키토산/PVA 블렌드 필름에서 키토산과 PVA 사이에 상분리가 일어나지 않는 것으로 보이며, 이것은 수소결합에 의한 상호작용으로 혼화성이 비교적 우수한 것으로 생각된다.
순수 키토산 필름의 경우 단면형태가 거칠고, 키토산/PVA 블렌드 필름 내에서 PVA의 함량이 증가함에 따라 매끄러운 형태를 나타내어 순수 PVA 필름의 경우 파단면은 비교적 키토산에 비해 매끄러운 형태를 나타내고 있다.
필름의 단면이 매끄러운 것은 유리와 같은 깨지는 형태로 toughness가 낮고, 반대로 단면 형태가 거친 것은 toughness가 큰 것을 의미한다.
PVA/세리신 블렌드 필름 역시 세리신의 함량이 증가할수록 단면이 거칠어지는 것을 알 수 있다.
미가교 키토산/세리신 블렌드 필름과 가교 키토산/세리신 블렌드 필름 모두에서 키토산의 함량이 높을수록 단면이 매우 거친 형태를 보인다.
제조된 키토산/PVA, PVA/세리신, 키토산/세리신, 가교 키토산/세리신 블렌드 필름은 상분리 없이 혼화성이 우수하고, 항균성을 가지며, 열적 특성 역학적 특성 또한 순수 필름보다 우수하게 나타나므로 의료용 생체 재료 및 다양한 분야에 적용 가능성이 기대된다.

 

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