대표적인 플라스틱 소재인 PET (Polyethylene terephthalate)는 높은 내구성, 경제성과 같은 유용한 물리화학적 특성으로 병, 섬유, 용기 등 다양한 산업 분야에 사용되고 있다. 최근 일회용품을 비롯한 플라스틱 사용량 증가로 인해, 이를 처리하기 위한 방법이 필요한 상황이다. 기존의 매립, 소각 등과 같이 자연상태에 노출되는 방법과 달리 최근 미생물을 이용한 친환경적인 방법이 주목받고 있다. 본 연구에서는 PETase 유전자를 가지고 있는 토양 유래 방선균 Streptomyces. javensis Inha503를 선별하고, agar plate diffusion assay를 통해 PU (Polyurethane) 가수분해 능력을 확인하였다. 해당 균주를 PET과 함께 한달 간 배양하였고, 주사전자현미경을 통해 PET 분해능력을 확인하였다. 또한, S. javensis Inha503 유전체 탐색에서 선별된 PETase 유전자를 PET 분해능이 없는 이종숙주 S. lividans와 S. coelicolor 균주에 도입하여 PET 분해능을 확인함으로써, 방선균 유래 PETase 유전자의 활성을 최초로 확인하였다.
본 논문은 PET의 하나인 물질재활용에 대해 전과정평가기법을 이용하여 환경성을 평가하였다. 이를 위하여 국내에서 재생업체를 대상으로 데이터를 수집하여 목록분석을 실시한 후 Eco-Indicator 95의 영향평가방법을 사용하여 각 영향범주별 환경영향을 분석하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 폐플라스틱의 물질재활용공정에서 가장 영향을 미치는 것은 지구온난화로 밝혀졌다. 이는 폐플라스틱인 PET에 대해 물질재활용의 각 단위공정별 환경영향평가 결과에서 전력과 에너지를 가장 많이 사용하는 용융 및 재생원료화공정의 환경부하가 매우 높기 때문인 것으로 나타났다. 환경오염물질 배출량을 살펴보면 $CO_2$가 매우 높은 비중을 차지하였으며, 그 다음은 NOx이었다. 이는 전력사용과 수송과정의 경유사용에 기인한 것이다. 폐플라스틱의 물질재활용에 대한 영향평가결과는 오존층 파괴의 영향을 제외한 거의 모든 영향범주들이 음(-) 값이며 이는 환경성이 매우 좋은 것으로 나타났다. 또한, PET를 물질재활공정과 이를 다시 재생원료로서 사용할 경우를 비교할 때 환경부하삭감효과는 매우 크게 나타났다.
스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌(SEBS) 블록공중합체를 이용하여 선형의 폴리페닐렌설파이드(PPS)와 상용 폴리에틸렌테레프탈레이트 블렌드(PET)의 상용화를 하고자 하였다. 머독 혼련 스크류가 장착된 단축 압출기를 통하여 제조한 블렌드를 성형하여 그 특성들을 살펴보았다. 네 개의 각기 다른 PPS/PET 조성에 대하여 블렌드 수지를 제조한 후 열적, 유변학적, 기계적 특성을 측정하고 모폴로지를 관찰하였다. 평가한 결과 비혼화성계로서 심각한 물성 저하를 관찰할 수 있었다. 이 중 시장성과 경제성을 고려하여 PPS/PET(40/60)을 기초블렌드 조성으로 선정하고 상용화제로서 SEBS를 첨가하여 제조한 삼원블렌드의 물성을 측정한 결과 기초블렌드의 기계적 물성이 개선되었고 모폴로지 관찰결과 PPS 분산상 크기가 감소함을 보인 바 SEBS가 선형 PPS/PET 블렌드의 상용성을 향상시켰기 때문이라 사료된다.
인듐주석산화막/폴리에틸렌 테레프탈레이트(ITO/PET: indium tin oxide/polyethylene terephthalate) 유연 기판 위에 성장된 산화아연(ZnO) 나노로드(nanorods)를 이용하여 형성된 은(Ag) 입자의 광학적 특성 및 소수성 표면에 대해 조사하였다. 시료를 준비하기 위해 스퍼터링법(sputtering)으로 코팅된 산화아연 씨드층(seed layer)을 이용하여 전기화학증착법(electrochemical deposition)으로 산화아연 나노로드를 성장시킨 후, 열증발증착법(thermal evaporation)을 사용하여 은을 증착하였다. 산화아연 나노로드의 불연속적인 표면 특성 때문에 은이 증착되면서 나노크기를 갖는 입자로 형성되었다. 비교를 위해 같은 조건으로 은을 평평한 ITO/PET에 증착하여 시료를 준비하였으며, 증착되는 은의 양을 조절하기 위해 100초에서 600초까지 열증발증착시간을 변화시켰다. 은 증착시간이 증가할수록 산화아연 나노로드 표면에 형성되는 은 입자의 크기와 양이 증가하였으며, 또한 빛의 흡수율이 가시광 영역에서 크게 증가하는 것을 확인하였다. 이는 은 입자의 국소표면플라즈몬공명(localized surface plasmon resonance)에서 기인된 것으로 짐작한다. 또한 물방울 테스트실험에서 평평한 ITO/PET에 증착된 은에서의 접촉각(contact angle)보다 산화아연 나노로드에 증착된 은 입자에서의 접촉각이 크게 증가함을 보여, 개선된 소수성 표면을 가질 수 있음을 확인하였다. 이러한 광학적 특성과 소수성 표면 결과는 산화아연 나노로드의 기반의 염료감응형 태양전지 또는 자정효과(self-cleaning)를 갖는 표면구조로 유연소자에 유용하게 응용할 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구에서는 PET preform, 성형된 PET병, 그리고 PET병 생수에서 HS-SPME GC/MS를 통해 휘발성 물질을 동정하고 HDPE cap으로부터 생수에 이행된 2,4-DTBP의 이행량을 분석하였다. PET preform과 완성된 PET에서 nonanal과 decanal이 확인되었다. 이 물질들은 이취의 원인 물질로서 preform보다 PET병에서 농도가 더 높게 나타났으며, PET병에 대해 온도 증가에 따른 휘발성 물질을 분석한 결과 온도가 증가할수록 물질의 농도가 증가하였다. 특히 nonanal, vinyl benzoate, 그리고 decanal과 같이 온도에 민감한 휘발성 물질이 크게 증가하였다. 그리고 생수병의 HDPE cap에서 항산화제인 Irgafos 168을 정량한 결과 $206{\pm}20.1{\mu}g/g$의 농도를 나타내었다. 2,4-DTBP는 항산화제인 Irgafos 168의 분해 물질이므로 생수에서 검출된 2,4-DTBP는 cap에서 생수로 이행된 휘발성 물질로 확인되었으며 이행량은 $4.8{\pm}0.2{\mu}g/L$로 확인되었다. 따라서 PET병 생수의 관능학적 품질을 높이고 소비자의 안전을 위하여 PET 및 HDPE 제조 공정에서 가능한 온도를 낮게 제어하는 기술이 요구되며, 생수 제품의 유통 및 소비자 취급 시 적절한 온도 유지와 올바른 제품 보관을 통하여 저분자의 이취 원인 물질들을 줄이는 것이 중요할 것으로 판단된다.
Polyethylene terephthalate(PET) 필름 시편을 약 0.5~500 mm/min의 속도까지 단계적으로 연신시켰을 때, 플라스틱 변형이 일어나는 동안에 투명 및 불투명 밴드들이 존재하는 넥킹영역이 형성되었다. 상기 시편의 응력-변형 곡선을 살펴보면, 응력 진동이 뚜렷하게 발생하였음을 확인할 수 있었다. 한편, 열처리된 시편의 응력-변형 곡선을 살펴보면, 응력 진동이 발생하지 않았음을 확인할 수 있었다. 시편들의 미세구조는 광학 현미경을 통하여 동적으로 관찰하였고, 시편들의 열적 특성은 시차 주사 열량기를 사용하여 10 ${\circ}C$/min의 승온 속도에서 측정하였다. 또한, 시편들의 배향화 및 결정화 정도는 단색-핀홀법을 이용하여 측정하였고, 시편들의 탄성계수는 동적 기계 분석기를 통하여 -150~70 ${\circ}C$의 온도 범위에서 1 Hz의 주파수 대에서 측정하였다. PET 펠렛을 전기로에서 약 83${\circ}C$에서 30분 동안 열처리하여 투명한 PET 제품을 제작하였다.
본 연구에서는 초임계메탄올 내에서 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)의 분해실험을 하여 반응조건에 따른 디메틸테레프탈레이트(DMT)의 수율변화를 살펴보았다. $240^{\circ}C$이하의 아임계상태에서는 수율이 50% 정도로 매우 낮았지만, 초임계상태인 $260^{\circ}C$이상에서는 80%로 급격히 증가하였으며, 그 이상의 온도에서는 증가속도가 크게 둔화되었다. 압력에 대해서도 아임계상태인 6.89 MPa에서는 DMT의 수율이 50% 정도로 매우 낮았으나 초임계상태인 10.34 MPa에서는 85%로 급격히 증가하였고, 그 이상의 압력에서는 거의 변하지 않았다. 반응 시작 후 10분 안에 수율이 80%에 이르러 상당 부분의 반응이 진행되었으며, 그 이후에는 서서히 수율이 증가하였다. 메탄올/PET의 비는 미미하나마 8에서 최고 수율값을 나타냈다. 따라서 최적반응조건은 온도 $300^{\circ}C$, 압력 10.34 MPa, 반응시간 40분, 메탄올/PET의 비 8임을 알 수 있었다.
In this paper, we have investigated the physical, dielectric and electrical conduction properties of polyethylene terephthalate(PET) film due to temperature variation. From FT-IR spectrum as an analysis of physical properties, the strong absorption in wavenumber 1019[$cm^{-1}$], 1266[$cm^{-1}$], and 1752[$cm^{-1}$] observed by the C=O and benzene ring. the characteristics of volume resistivity used to highmegohm meter is measured from 1 to 10 minutes when the specimen applied the voltage according to the step voltage appling method. and dielectric characteristics were measured in the temperature range from room temperature to 120[$^{\circ}C$] due to frequency variation.. also we measured in the voltage rang of 1[V] to 20[V] according to the voltage application method.
비혼화성인 선형의 폴리페닐렌설파이드(PPS)와 상용 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)의 블렌드 물성에 미치는 상용화제의 구조에 따른 영향을 조사하였다. 머독 혼련 스크류가 장착된 단축 압출기를 통하여 제조한 블렌드를 성형하여 그 특성들을 살펴보았다. 물성과 경제성을 고려하여 PPS/PET(40/60)을 기초 블렌드로 선정한 후 여기에 도메인 크기감소와 계면접착력 향상을 위하여 상용화제로 styrene-ethylene/butylene-styrene(SEBS), modified SEBS(m-SEBS), modified polystyrene(m-PS) 등을 사용하였다. 이들을 기초블렌드에 첨가하여 삼원블렌드를 제조한 후 열적, 유변학적, 기계적 특성을 측정하고 모폴로지를 관찰하였다. 기계적 물성은 각각 m-SEBS와 m-PS 첨가량 1 phr 부근에서 최대값을 보였는데 그 값이 이론적인 혼화성계의 값에 거의 근접하였으며 m-PS가 가장 뛰어난 성능을 보였다. m-SEBS와 m-PS는 선형 PPS와/또는 PET와의 부분적인 반응을 통해 상용성을 증대시켜서 더 큰 효과를 보인 것으로 판단된다. 이러한 삼원블렌드는 경제성있는 PPS 알로이로서 적용이 가능하리라 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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