Poly(lactic acid) (PLA) has been studied vigorously due to its interesting properties such as biodegradable, biocompatibility and good mechanical strength. However, PLA is very brittle in nature which restricts its potential application. Therefore, enhancement of properties of PLA was studied in Chapter 1. Apart of that, PLA also widely used in the preparation of PLA based block copolymers (BCPs). This is because PLA is etchable using simple method which is by base solution. In Chapter 2, PLA based block copolymers consist of poly(lactic acid)-block-poly(2-vinyl pyridine) (PLA-b-P2VP) and poly(lactic acid)-block- poly(4-vinyl pyridine) (PLA-b-P4VP) were prepared.
In Chapter 1, PLA based biodegradable polyurethane was prepared. In this study, preparation and properties studies of fully biodegradable thermoplastic polyurethane (TPU) consisting of PLA and PCL is reported. The TPU have a combination of toughness, flexibility, barrier property and also biodegradability that makes them suitable for packaging materials. Flexible polymer (PCL) is chosen as chain extender for its flexibility and could improve on the mechanical properties of PLA. The synthesized PLA based polyurethane showed high elongation at break and gas barrier properties which is crucial in packaging materials. This high performance of polymer is fully biodegradable and can be used in various applications especially in biodegradable packaging.
In Chapter 2, PLA based block copolymers (BCPs) were prepared. Block copolymers (BCPs) offer wide variety of self-assembled structures in terms of nanoscale morphologies where it can be applied in nanomaterials and also for nanofabrications. The BCPs undergo phase separation to give various nanoscale morphologies including lamellae, hexagonally packed cylinder, spherical, and gyroid structures. Apart of that, amphiphilic diblock copolymers can form micelles by self-assembling in selective solvents. The commonly observed morphologies of the micelles include spheres, wormlike rods or tubules, and vesicles. In this work, functional block copolymers consisting of poly(2-vinyl pyridine)-block-poly(lactic acid) were successfully prepared by combination of ring opening polymerization and ATRP methods. One phase emulsion method was used to prepare colloidal particles. Metal precursors were incorporated on these colloidal particles to obtain hybrid organic/inorganic nanocomposites.
생분해성 고분자인 폴리락타이드(PLA)는 기계적 물성이 좋고 환경 친화적이라 많은 부분에서 연구가 진행되고 있지만 딱딱한 성질 때문에 일부 용도에는 사용이 제한되는 단점이 있다. 이러한 PLA의 성질을 향상시키기 위한 연구를 Chapter 1에서 진행하였다. Chapter 2에서는 염기 용액에서 쉽게 제거가 가능한 폴리락타이드를 기반으로 하는 새로운 블록공중합체인 PLA-b-P2VP와 PLA-b-P4VP를 합성했다.
Chapter 1에서는 생분해성 고분자인 폴리우레탄(PU)을 기반으로 폴리락타이드를 합성했다. 또한 폴리락타이드와 폴리카프로락톤(PCL)을 기반으로 한 열가소성 폴리우레탄(TPU)의 합성 및 특성 실험을 진행하였다. 유연성이 뛰어난 폴리카프로락톤은 여기서 사슬 연장제(chain extender)로 사용되었으며 폴리락타이드의 기계적 물성을 향상시켜 준다. 이러한 열가소성 폴리우레탄은 포장 재료 사용에 적당한 강도, 유연성, 투과 특성을 가지고 있다. 이러한 높은 특성을 가지는 고분자는 생분해성 성질을 가지기 때문에 생분해성 포장 재료와 더불어 다양한 응용이 가능하다.
Chapter 2에서는 폴리락타이드를 기반으로 블록공중합체를 합성했다. 블록공중합체의 자기조립은 나노스케일의 구조를 제작하는데 효과적이기 때문에 많은 나노제작기술에 사용되고 있다. 또한 블록공중합체는 상분리의 정도가 제한되어 라멜라(lamella), 수직 육각 실린더(hexagonally packed cylinder), 구(sphere), 실린더(cylinder), 자이로이드(gyroid) 등의 나노구조들을 형성한다. 또한 양친성 블록 공중합체(amphiphilic block copolymer)의 경우 선택적인 용매를 사용할 경우 마이셀(Micelle) 형태의 나노구조를 형성할 수도 있다. 일반적으로 구(sphere), wormlike rod, tubule, vesicle 구조를 가지는 마이셀을 관찰할 수 있다. 이번 연구에서는 개환 중합(ring opening polymerization)과 원자 이동 라디칼 중합(ATRP)를 이용하여 성공적으로 블록 공중합체인 PLA-b-P2VP를 합성했다. PLA-b-P2VP 기반의 콜로이드 파티클은 에멀젼 방법(emulsion method)으로 만들었으며 유기/ 무기물 나노복합체를 얻기 위해 금속 전구체(metal precursor)를 콜로이드 파티클에 도입했다.
