보고서 정보
주관연구기관 |
전남대학교 Chonnam National University |
연구책임자 |
류동일
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발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 1997-04 |
주관부처 |
과학기술부 |
사업 관리 기관 |
전남대학교 Chonnam National University |
등록번호 |
TRKO200200017486 |
DB 구축일자 |
2013-04-18
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키워드 |
폴리에틸렌테레프탈레이트 폐기물의 재활용.글리콜 분해반응.해중합.고속액체크로마토그래피.불포화 폴리에스테르수지.recycling of poly(ethlene terephthalate) waste.depolymetrization.glycolysis.end group titration.HPLC.unsaturated polyester.
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초록
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폴리에틸렌테레프탈레이트[Poly(ethylene terephthalate), PET]는측합중합에 의해 제조되는데 해중합을 거쳐 단량체의 수준으로 되돌릴 수 있는 특징을 지니고 있다. 이러한 해중합을 이용한 PET 폐기물을 재활용하는 수단으로는 가수분해, 메탄올 분해반응, 그리고 글리콜 분해반응 등이 있으며, 최근에 들어 환경 보호 및 자원 재생의측면에서 연구자들의 관심이 높아지고 있다.해중합에 의한 PET 재활용은 최종 분해물의 이용면에서 분해 방법에 따라 서로 구별되는 특징을 지닌다. 예컨대, 가수분해나 메탄올 분해반
폴리에틸렌테레프탈레이트[Poly(ethylene terephthalate), PET]는측합중합에 의해 제조되는데 해중합을 거쳐 단량체의 수준으로 되돌릴 수 있는 특징을 지니고 있다. 이러한 해중합을 이용한 PET 폐기물을 재활용하는 수단으로는 가수분해, 메탄올 분해반응, 그리고 글리콜 분해반응 등이 있으며, 최근에 들어 환경 보호 및 자원 재생의측면에서 연구자들의 관심이 높아지고 있다.해중합에 의한 PET 재활용은 최종 분해물의 이용면에서 분해 방법에 따라 서로 구별되는 특징을 지닌다. 예컨대, 가수분해나 메탄올 분해반응에 의해서는 PET 출발물질의전환이 가능한 반면, 글리콜 분해 반응에 의해 얻어지는 분해물은 PET 해중합, 폴리우레탄포옴, 불포화 폴리에스테르 등의 제조에 사용될 수 있으며 다양한 분야로의 응용 가능성을내포하고 있다. 본 연구에서는 이점에 착안하여 다양한 조건하에서 글리콜 분해반응 과정에 대한 고찰과 분해물의 응용을 목적으로 한다. 2차년도에 걸친 연구기간중, 1차년도에서는 글리콜분해반응 과정 고찰에 대한 연구로서, 상압과 가압 해중합 장치를 이용하여 글리콜의 종류, PET와 글리콜의 반응비, 온도, 압력, 반응시간 그리고 촉매를 달리하여 분해 반응을 진행하였다. 얻어진 분해물에 말단기 정량 분석을 실시하여 말단 수신기를 측정하므로서 글리콜, 반응비, 온도, 압력 그리고 촉매의 영향과 분해반응이 평형에 도달하는 시간을고찰하였고, 말단 수신기를 이용하여 해중합 속도와 활성화 에너지를 결정하였다. 고속액체크로마토그래피(HPLC) 분석을 통하여 PET 분해물의 조성을 확인하였고, 반응 조건에 따른 분해물의 조성비 변화를 확인하므로써 분해반응이 평형반응임을 규명하였으며 말단기 정량 분석과 비교분석하였다. 또한, PET 분해물의 중합도 결정에 있어 말단기 정량 분석과HPLC 결과는 상호보완적으로 이용되어 질 수 있음을 알았다. 2차년도에 있어서는 PET를 해중합시켜 얻은 올리고머를 불포화 폴리에스테르수지의 합성원료를 이용하기 위한 연구를 수행하였다. 이를 위해 먼저 PET 분해물을 선정하여 PET 올리고머, 프리필렌 글리콜,무수말레인산, 무수프탈산을 원료로 불포화수지 및 포화수지를 제조하였으며, 수지의 기본물성분석과 더불어 고온경화특성을 조사하였다. PET 올리고머에 대한 반응성은 무수말레인산이 무수프탈산보다 컸고, 등온시차주사열량분석법으로 불포화수지의 고온경화특성을 쉽게 평가할 수 있었다. 경화온도가 높을수록 경화시간이 짧았으며, 반응물 중 산 성분에 대한 수산기 성분의 비가 작을수록 분자량이 더 크고, 경화특성이 더 우수한 불포화 폴이에스테르를 제조할수 있었다.이와 같이 본 연구결과는 재활용 폴리에틸렌테레프탈레이트의 기능화에 대한 연구로서PET의 분해속도를 빠르게 하고 균일한 분해물을 얻도록 조절하여 경제성을 지니는 분해과정의 개발과 분해물의 응용에 대한 기초 자료로서의 기능을 함으로써 환경문제 개선에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.
Abstract
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Poly(ethylene terephthalate) (PET), which is propared bycondensation polymerization, is characterized by the reversion to monomeric levelthrough depoly- merization, Depolymerization of PET has been carried out by themethods such as hydrolysis, methanolysis, and glycolysis. Recent
Poly(ethylene terephthalate) (PET), which is propared bycondensation polymerization, is characterized by the reversion to monomeric levelthrough depoly- merization, Depolymerization of PET has been carried out by themethods such as hydrolysis, methanolysis, and glycolysis. Recently, the recycling ofPET waste via these depolymerization methods is getting more attention on the aspectof environmental preservation and reuse of resources.Each depolymerization method of PET has some distinctive characteristics in theutilization of depolymerizations. For example, depolymerization process via hydrolysisof methanolysis converts it into monomeric material. On the other hand,depolymerisates of PET via glycolysis can be used for repolymerization, the preparationof polyurethane foams, the sythesis of unsaturated polyesters, and various other fields.The objective of this study is the investigation of glycolysis process and the applicationof depolymerization. In this first year, the glycolytic depolymerization process wasinvestigated at the various reaction condtion, such as type of glycol, mole ratio ofET:EG, temperature, pressure, reaction time and type of catalyst. Glycolyzed productwas analyzed by hydroxyl value measurement and high performance liquidchromatography(HPLC). The depolymerization rate of PET was dependent on reactioncondition, such as type of glycol, mole ratio of ET:EG, temperature, pressure, reactiontime and type of catalyst. Under ambient pressure, PET was depolymerized to anequilibrium after the reaction time of 10 hrs. On the other hand, equilibrium wasattained within 2 hrs under elevated pressure. The components of glycolyzed productwere BHET and higher oligomers, mostly dimer and trimer. And the equilibrium ofglycolysis and the degree of polymerization(DP) of glycolyzed product could beconfirmed by HPLC, the correlation between DP of glycolyzed product by HPLC andthat obtained from hydroxyl value measurement was quite good. In the second year,we investigated the possibility of the synthesis of unsaturated polyester resin using PEToligemers obtained from glycolytic depolymerization. The unsaturated and saturatedpolyester resine were synthesized from PET oligomer, proplyene glycol, maleic analyzedand the curing characteristics were evaluated by DSC method. The reactivity ofmaleic ahnydride to the glycols containing PET oligomer was higher than that ofphthalic anhydride. Isothermal DSC method was properly applied to measure thecuring reactivities of polyester resins, and the curing time of resin was decreased withincreasing temperature. with the smaller ratio of glycol component in the reactants, wecould prepare the unsaturated polyester resine of hihger molecular weight and goodcurability.We expect that these results contribute to the basic knowledge for the developmentof depolymerization process with economic sence. We can control te depolymerizationrate of PET and obtain the uniform product which is important for the furtherapplication.
목차 Contents
- 1. 서 론...7
- 2. 실 험...8
- 2-1. 시료 및 시약...8
- 2-2. PET의 가귤리콜 해중합 반응...8
- 2-3. PET 해중합물의 분석...9
- 2-4. 분 석...10
- 3. 결과 및 고찰...12
- 3-1. PET의 가귤리콜 해중합반응...12
- 3-2. 불포화 폴리에스테르수지 제조...28
- 4. 결 론...36
- 5. 인용문헌...37
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