본 연구에서는 고온증기 및 오존처리 전처리 후, 습식 고전단 해섬하여 국내산 잣나무로부터 리그노셀룰로오스 나노섬유를 제조하였다. 고온증기 및 오존 전처리에 의해 헤미셀룰로오스 및 리그닌 성분은 각각 약 40%, 42%의 감소효과를 보였으며, 무처리 목분에 비교하여 습식 고전단 해섬처리 시간이 증가함에 따라 섬유의 직경이 더욱 크게 감소하였으며, 좁은 치수분포를 나타냈다. 두 전처리 후 얻어진 리그노셀룰로오스 나노섬유는 평균직경이 각각 19 nm 및 12 nm로 매우 가느다란 것으로 관찰되었다. 얻어진 리그노셀룰로오스 나노섬유를 폴리우레탄 폴리머의 강화필러로 첨가한 결과, 첨가량 및 해섬처리 시간이 증가함에 따라 복합재료의 인장강도와 탄성율이 증가하였다. 특히, 두 전처리 후 얻어진 리그노셀룰로오스 나노섬유의 경우가 전처리하지 않은 경우에 비해 복합재료의 인장강도 특성을 더 향상시키는 것을 알 수 있었다.
The effect of steam and ozone pretreatments on fibrillation efficiency by wet disk-milling was investigated. Hemicellulose (40%) and lignin (42%) of Korean white pine were partially removed by steam and ozone pretreatments, respectively. With increasing wet disk-milling time, the diameter of fibers was significantly decreased and its size distribution became narrow. Especially, the average diameters of lignocellulose nanofibers after steam and ozone pretreatments were 19 nm and 12 nm, respectively. Thus-obtained lignocellulose nanofibers-reinforced polyurethane composite was prepared. Tensile strength and elastic modulus were drastically improved with increasing wet disk-milling time and lignocellulose nanofiber content. Nanocomposite reinforced by lignocellulose nanofibers after two pretreatments showed higher tensile properties, compared to that reinforced by lignocellulose nanofiber without pretreatment, at the similar wet disk-milling time.
