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영어

Carbon Quantum Dots (CQDs) have garnered significant interest in recent years due to their unique properties, including high UV-blocking capabilities and low toxicity. This makes them a promising candidate for the use in packaging applications. For packaging applications, the incorporation of CQDs into non-aqueous polymers such as polypropylene (PP) and polyethylene terephthalate (PET) are being explored. We have synthesized CQDs using citric acid in acetone, and then incorporated into PET using a spray coating method with various concentrations in the range of 0~0.7%. The PET/CQDs composite films were prepared using a hot-press process. The synthesized CQDs was analyzed using UV-visible spectroscopy, PL and TEM. The prepared PET/CQDs composite films was evaluated using FTIR, DSC, UVVis, OTR measurements to understand their chemical, thermal, and UV-blocking properties. It was observed that the UVblocking properties of the PET film containing 0.7% CQDs were significantly enhanced, with a 50% reduction over pure PET. Furthermore, the PET/CQDs composite film with 0.1% CQDs showed the lowest OTR value of 20 g/m2·day, comparing to pure PET of 41 g/m2·day for. These results demonstrate how PET/CQDs composite films can be used in packaging, particularly in sectors where improved UV-blocking qualities are crucial.

한국어

본 연구에서는 Microwave를 이용하여 자외선 차단 특성 을 지닌 CQDs를 합성하였으며, PET/CQDs 복합필름을 제 작하였다. CQDs의 합성을 TEM과 PL로 확인하고, FT-IR, DSC, UV-Vis, OTR을 통해 복합필름의 화학적 구조, 열적 특성, 가스 투과성을 분석하였다. PET/CQDs 복합필름은 365 nm에서의 자외선 흡수로 인해 자외선 차단 효과가 뛰 어났으며, 고분자와의 화학적 상호작용이 없어 CQDs 함량 이 증가해도 열 안정성이 유지되었다. 자외선 차단 성능은 CQDs 함량에 비례하여 향상되었다. 이는 자외선 차단제를 사용하지 않고도 PET 내부에서 자외선을 효과적으로 차단 할 수 있음을 의미한다. 한편, CQDs의 농도가 증가함에 따라 응집이 발생하여 기체차단성이 향상되지 않은 문제점 이 있으며, 분산성을 개선하기 위한 추가 연구가 필요하다.