방향족 액정 폴리에스테르는 열방성 액정 중합체의 대표저인 예로 지금까지 구조-물성 관계가 많이 연구되었다. 본 연구에서는 유기 용매에 녹일 수 있는 가용성 방향족 액정 폴리에스테르를 합성하고, 아세틸렌 말단기를 갖는 열경화성 수지와 복합화하여 제반 물성을 비교하였다. 가용성 방향족 액정 폴리에스테르는 6-hydroxy-2-naphthoic acid, terephthalic acid, isophthalic acid 및 4-aminophenol을 단량체로 하여 에스테르 및 아미드 교환 반응에 기초로 한 축합 중합법을 이용하여 합성하였다. 아세틸렌 말단기를 갖는 열경화성 수지는 4-ethynylaniline과 terephthaloyl dichloride, isophthaloyl clichloride, 4,4'-biphenyldicarbonyl dichloride 등과 각각 반응시켜 합성하였다. 가용성 방향족 액정 폴리에스테르와 열경화성 수지를 용액 블렌딩하고 열처리하여 복합체를 제조하였으며, 복합체의 열적 안정성, 열팽창계수, 유전특성 등을 조사하였다.
친유기 합성 층상실리케이트(STN)의 함량(1~9 wt%)을 변화하며 폴리아믹산/STN 나노복합재용액을 DMAc 및 THF/MeOH 혼합용매에서 각각 제조하였고, 이를 폴리에스테르 필름에 코팅하여 열적 이미드화 및 화학적 이미드화 반응을 통하여 폴리에스테르/폴리이미드 나노복합필름을 제조하였다. XRD 및 TEM을 이용하여 제조된 폴리에스테르/폴리이미드 나노복합필름의 미세 구조를 조사한 결과 박리형 폴리이미드 나노복합재가 제조되었음을 확인하였다. 표면의 모폴로지 변화는 AFM을 통하여 확인하였으며, 열적 및 기계적 특성은 TGA, DMA와 UTM을 통하여 측정하였다. 또한 STN이 첨가됨에 따라 폴리에스테르/폴리이미드 나노복합필름의 수분투과도는 감소하였고, 화학적 이미드화에 의해 제조된 필름이 열적 이미드화에 의한 필름에 비해 좀더 우수한 수분 차단성을 보였다. 또한 상대적으로 비점이 낮은 THF/MeOH 혼합용매 시스템의 경우가 DMAc를 용매로 사용한 경우보다 더 향상된 수분 차단성을 보였다.
최근 폴리에스테르(PET) 섬유는 각각의 분야에서 다양한 용도로 그에 적당한 섬도를 가진 것이 사용되며, 특히 극세섬도 PET 섬유의 제조시 폴리머의 개질, 방사, 연사, 제직, 염색가공 등 각각의 분야의 기술을 복합함에 따라 신감성, 고부가가치를 부여하는 신합섬이 등장하여 최근 수년간 차별화 상품으로서 이용되어 왔다.(중략)
본 연구에서는 폴리에스테르 비닐과 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)의 분해에서 수분 함량, pH, 연소시 무게에 대하여 조사하였다. 폴리에스테르 비닐은 30일 동안의 음식물 쓰레기의 미생물에 의하여 분해가 이루어졌으나, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)은 분해가 전혀 이루어지지 않았다. 폴리에스테르계 생분해성 비닐은 음식물의 미생물에 의하여 10일후에 급속하게 분해가 일어났으며, 그 결과 무게가 감소함을 나타내었다. 연소반응의 $300^{\circ}C{\sim}600^{\circ}C$ 사이에서는 완전연소가 이루어졌으며, 음식물 속의 미생물에 의한 분해로 인하여 pH는 4.26에서 7.6으로 증가하였다. 그리고 poly ester vinyl은 60일 동안의 운전에서 90% 이상의 분해가 이루어졌다.
선박의 엔진실 등 유증기가 많이 발생하는 위험한 환경에도 적용할 수 있는 대전방지용 폴리에스테르 수지를 개발할 목적으로, 폴리에스테르 수지의 표면저항과 인장강도에 미치는 대전방지제의 영향을 조사하였다. 대전방지제로는 3종의 유기성 대전방지제와 전도성 카본블랙을 단독 혹은 혼합 사용하였다. 이들 대전방지제들의 종류와 첨가량, 그리고 혼합 사용하였을 때의 효과 등에 대한 실험을 수행하였다. 대전방지제의 첨가량이 증가함에 따라 생성되는 폴리에스테르 수지의 표면저항과 인장강도는 전반적으로 감소하였으나, 유기성 대전방지제와 카본블랙을 혼합 사용하여 인장강도가 비교적 우수하면서도 표면저항이 낮은 폴리에스테르 수지를 제조할 수 있었다.
새로운 혼성 폴리에스테르 4가지를 합성하여 액정성을 DSC 및 편광 현미경을 사용하여 조사, 연구하였다. 세가지 혼성 폴리에스테르는 같은 메소젠 단위를 갖고 있으나 폴리메틸렌 유연 격자중 메틸렌기 수가 기수-우수, 기수-기수 및 우수-우수의 조합으로 되어 있는점이 다르며, 또 하나의 혼성 폴리에스테르는 양단에 p-옥시벤조일기가 결합하고 있는 메틸-및 브로모히드로 퀴논 단위가 데카메틸렌 격자에 결합하고 있는 구조를 갖고 있다. 이들 폴리에스테르는 모두 녹는점 및 그 이상의 온도에서 네마틱 액정상을 형성함을 알았으며 네마틱${\to}$등방성 액체간의 상변환이 가역적으로 일어남을 DSC 및 현미경으로 관찰할 수 있었다. 액정${\to}$등방성액체의 상변환에 수반되는 열역학적 성질을 중합체의 구조와 관련시켜 고찰하였다.
초극세 섬유는 종래의 섬유와 비교해서 매우 가늘고 큰 표면적을 지니므로 섬유고분자 고유의 성질 이외에 활성이 높은 섬유표면이 가지는 특수한 성질의 기여가 매우 커지게 되므로 흡착특성이나 접착특성 등 특수한 성질의 기여가 매우 커지게 된다. 초극세 섬유를 제조하는 방법은 통상적으로 멜트블로운법, 플래쉬법, 전기방사법 그리고 해도형 복합방사법의 4가지로 분류된다. 그중 해도형 복합방사법은 가장 안정적인 방법으로 PET기준으로 0.01데니어 급까지 상용화가 되어 있다. 해도형 복합섬유의 개발에 있어서 중요한 것 중에 하나가 해성분 폴리머의 용출기술이다. 초극세화를 목적으로 해성분인 변성폴리에스테르를 제거시키기 위해서 실시되는 알칼리(NaOH)에 의한 감량공정은 그 처리조건에 따라서 초극세사로 잔존해야하는 도성분의 정규 폴리에스테르까지 손상시킬 수 있기 때문에 균일한 용출조건의 확립은 매우 중요하다. 그러나 초극세화가 진행될수록 알칼 리가 섬유 내부까지 균일하게 침투하기가 어려우며 감량된 도성분도 비표면적이 증가하기 때문에, 해성분의 균일한 용출 및 감량을 위한 안정적인 조건을 선정하기가 어렵다. 본 연구에서는 코오롱FM에서 새롭게 개발한 800nm급 해도형 초극세사 제품의 감량특성에 대하여 고찰함으로써 제품화에 필요한 요소 기술의 기초를 마련하고자 한다. 유기산을 이용한 전처리가 해도형 초극세 폴리에스테르 섬유의 해성분 감량 특성에 미치는 영향에 대하여 조사하고, 알칼리 감량시 NaOH의 농도, 처리시간 및 처리온도별 감량특성에 대하여 고찰하였다.
국내 섬유산업은 해외로부터의 저가 섬유제품이 대량으로 유입되는 속에서도 수출의 상당한 부분을 차지하며, 꾸준히 양에서 질로의 전환을 도모해 왔으며, 특히 최근에는 섬유 전반에 걸쳐 고부가 가치화를 지향하고 있다. 이러한 소비자의 요구에 부응하여 섬유소재에도 다양한 신개념과 이를 충족시킬 수 있는 기술이 요구되고 있으며, 그 가운데 하나의 영역을 구축해 나가고 있는 분야가 면 리플가공과 같은 표면 형태 가공이며, 최근 들어 폴리에스테르 입체(3D)가공제의 개발 및 가공 방법도 이런 흐름에 부응하여 업계에서 절실한 개발을 요구하고 있는 분야이다. 기존의 폴리에스테르 및 합성섬유의 입체 가공에 적용된 화학제품보다 성능은 우수하면서, 가공 공정이나 완성된 섬유제품에 전혀 잔존하지 않아 인체친화적(기존의 제품들은 인체에 유해한 재료이면서 가공 후 잔존함)이며, 환경적인 측면에서도 친환경을 유지하면서 새로운 폴리에스테르섬유, 좀 더 폭넓게는 열가소성인 모든 합성섬유의 입체가공이 가능한 약품의 개발 및 이를 이용한 가공방법의 개발은 매우 중요한 의의를 가지게 된다. 본 연구에서는 폴리에스테르의 3D입체 디보싱을 부여하는 합성바인더가 물에 의한 용해도를 확인하기 위하여 용액의 PH에 따른 용해성 시험을 진행하였으며, 합성한 발포제의 양에 따른 3D입체형성 정도를 이미지로 형상화 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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