Preparation and Characterization of Novel Phosphorus-based Flame Retardant for Poly(lactic acid)

Poly(lactic acid) (PLA)의 난연성과 기계적 물성향상을 위해 인을 함유하고 있는 새로운 난연제(butane-1,4-diyl tetraphenyl bis(phosphate), PBP)를 합성하였으며, 핵자기공명 분광기(nuclear magnetic resonance, NMR)와 푸리에 변환 적외선(Fourier transform infrared, FTIR) 분광기를 이용하여 확인하였다. PBP는 PLA 필름의 결정이 더 쉽고 빠르게 형성되는 것을 촉진하였으며, 더 낮은 온도에서 PLA 사슬의 재배열을 가능하게 하였다. 또한 PBP의 도입은 최종적인 PLA 결정 양의 향상을 가능하게 하였다. 이에 따라, 3 wt%의 PBP를 첨가한 PLA 필름의 인장강도는 순수 PLA 대비 23.8에서 26.0 MPa까지 증가하였다. PBP는 PLA 필름의 난연성을 향상시켰으며, 이를 한계산소지수(limiting oxygen index, LOI)와 수직 난연성 시험(vertical burning test, UL-94)을 통하여 확인하였다. 순수 PLA의 경우, 22.8%의 한계산소지수를 나타내었으며, UL-94 시험에서 난연 등급으로 분류될 수 없었다. 이에 반해, 3 wt%의 PBP를 포함하는 PLA 필름의 경우, 27.1%의 한계산소지수를 나타내며, UL-94 시험에서 V-0 등급으로 향상된 결과를 나타내었다.