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영어

This study examines the influence of SEBS-g-MAH (styrene ethylene butadiene styrene grafted maleic anhydride) content (0, 10, and 20 wt%) on the oxygen and moisture barrier properties, as well as the morphological and chemical structural changes in multilayer plastics composed of recycled polypropylene (PP) and ethylene vinyl alcohol (EVOH). Oxygen transmission rate (OTR) and water vapor transmission rate (WVTR) analyses revealed a gradual decrease in permeability with increasing SEBS-g-MAH content, indicating improved barrier performance. Fourier-transform infrared (FTIR) spectroscopy confirmed the formation of ester bonds between the anhydride groups of SEBS-g-MAH and the hydroxyl groups of EVOH, as evidenced by a distinct absorption peak near 1735 cm⁻¹. This covalent interaction suggests enhanced interfacial compatibility. Transmission electron microscopy (TEM) revealed significant morphological evolution: without SEBS-g-MAH, EVOH domains were irregularly and coarsely dispersed within the PP matrix, whereas the addition of 10 wt% SEBS-g-MAH led to smaller domains and improved interfacial diffusion. At 20 wt%, the EVOH phase was finely and uniformly distributed, indicating stabilized phase morphology. These improvements in both chemical and morphological compatibility contributed to reduced interfacial tension, suppressed phase separation, and enhanced blend homogeneity. Overall, the results highlight the effectiveness of SEBS-g-MAH as a compatibilizer for recycled PP/EVOH plastics, providing a promising strategy for the development of sustainable, high-performance packaging materials.

한국어

본 연구는 재활용 PP/EVOH 기반 다층 시트에 SEBSg- MAH를 0, 10, 20 wt.% 첨가했을 때 미치는 영향을 종 합적으로 평가했다. 실험 결과, SEBS-g-MAH 함량이 증가함에 따라 OTR 및 WVTR이 유의미하게 감소하여 기체 및 수분 차단성이 향상됨을 확인했다. TEM 분석에서는 SEBS-g-MAH가 첨 가되지 않은 시편의 불균일한 EVOH 도메인이 SEBS-g-MAH 첨가 시 나노 수준으로 균일하게 분산되는 현상이 나타났다. FTIR 분석을 통해서는 SEBS-g-MAH가 첨가된 시편의 1735 cm1 부근에서 에스터 결합(C=O) 흡수 피크 가 뚜렷이 관찰되었다. 이는 SEBS-g-MAH의 말레산 무수 물(MAH) 작용기가 EVOH의 하이드록실기(-OH)와 화학적 으로 반응해 안정한 공유 결합을 형성했음을 입증한다. 이러한 결과는 SEBS-g-MAH의 양친매성(amphiphilic) 구조가 EVOH와의 화학적 상호작용과 PP와의 물리적 상호 작용을 통해 '분자적 교량(molecular bridge)' 역할을 수행했 기 때문으로 해석된다. 이로 인해 계면 안정화, 상 분리 억 제, 도메인 미세화가 이루어졌고, 결과적으로 복합계의 열 역학적 안정성 향상과 응력 전달 효율 증대를 가져왔다. 특 히 SEBS-g-MAH의 함량 증가는 계면 친화력 강화와 미세 구조 안정화를 촉진하여, 재활용 과정에서도 장기적인 산소 및 수분 차단 기능 유지를 가능하게 했다. 결론적으로, 본 연구는 SEBS-g-MAH가 재활용 PP/EVOH 시스템의 분산 상태 및 차단 성능을 개선할 수 있는 효과 적인 전략적 계면 개질제임을 명확히 제시한다. 이는 PP/ EVOH 재활용 포장재 개발에 있어 지속 가능한 고성능 소 재 솔루션으로서의 활용 가능성을 보여주는 중요한 근거가 될 것이다.