This study aimed to improve the mechanical properties and processability of polyhydroxybutyrate-co-valerate (PHBV) by blending it with polylactic acid (PLA) and polybutylene succinate (PBS), and evaluated the resulting blends in terms of mechanical, rheological, thermal, and structural properties. The addition of 25 wt% PLA significantly enhanced both the tensile strength and Young’s modulus of the PHBV blend due to the high stiffness of PLA and its good compatibility with PHBV. In contrast, PBS increased the elongation at break but decreased the modulus and tensile strength, attributed to the flexible nature of PBS and its lower compatibility with PHBV. Rheological analysis revealed stable processing behavior for PHBV/PLA blends, whereas PHBV/PBS blends exhibited irregular changes in loss tangent values depending on PBS content. Thermal analysis showed that PLA had minimal influence on PHBV crystallization, while PBS induced its own crystallization behavior. Morphological analysis by SEM demonstrated superior interfacial adhesion in PHBV/PLA blends, evidenced by fibril-like structures, whereas PHBV/PBS blends showed poor adhesion with interfacial voids. This study clearly demonstrates the distinct roles of PLA and PBS in tuning the properties of PHBV and provides a practical guideline for designing biodegradable polymer blends for sustainable applications.

본 연구에서는 폴리하이드록시부티레이트/발레레이트(PHBV) 공중합체의 기계적 성질 및 가공성을 개선하기 위해 폴리락틱산(PLA)과 폴리부틸렌석시네이트(PBS)를 각각 혼합하고, 이들 블렌드의 기계적, 유변학적, 열적 및 구조적 특성을 체계적으로 평가하였다. PHBV/PLA 블렌드는 PLA 25 wt% 혼합만으로도 인장 강도와 탄성계수가 크게 증가하였으며, 이는 PLA의 높은 강성과 PHBV와의 우수한 상용성에 기인한다. 반면 PHBV/PBS 블렌드는 PBS 함량 증가에 따라 파단 신율은 향상되었지만, 탄성계수와 인장 강도는 감소하였다. 유변물성 분석에서는 PHBV/PLA 블렌드가 가공성 측면에서 안정된 거동을 보였으며, PHBV/PBS 블렌드는 손실탄젠트 값이 PBS 함량 변화에 따라 불균일하게 변하였다. 열적 특성에서는 PLA가 결정화에 큰 영향을 미치지 않은 반면, PBS는 독립적인 결정화를 유도하여 결정성 고분자로서의 특성이 반영되었다. 구조 분석 결과, PHBV/PLA 블렌드는 계면 접착성이 우수하여 파단 시 섬유상 구조가 관찰되었고, PHBV/PBS 블렌드는 계면 분리 및 빈 공간이 관찰되어 계면 접착력이 낮은 것으로 판단되었다. 본 연구는 PHBV의 기계적 성능 또는 연신 특성 개선을 위한 PLA와 PBS의 역할을 명확히 제시하고, 생분해성 고분자 블렌드 설계의 방향을 제공한다.

Keywords: biodegradable polymer blends, polyhydroxybutyrate-co-valerate, polylactic acid, polybutylene succinate, mechanical properties.