| 학회 | 한국고분자학회 |
| 학술대회 | 2004년 가을 (10/08 ~ 10/09, 경북대학교) |
| 권호 | 29권 2호, p.170 |
| 발표분야 | 고분자 합성 |
| 제목 | 해도형 극세 폴리에스터사의 도성분인 poly(ethylene terephthalate-co-trimethylene terephthalate)의 합성 및 물성 |
| 초록 | PET의 섬도가 0.01d이하가 되면 단위 무게당 표면적이 매우 커서 염료의 흡착량은 증가하지만 표면의 광산란 현상으로 진한색으로 보이지 않게 된다. 따라서 이 문제를 해결하기 위해서는 더 많은 염료가 흡착될 수 있도록 PET를 개질하여 PET 섬유의 염료 흡착량을 증진시킬 필요가 있다. 따라서, 본 연구에서는 랜덤공중합을 통하여 분산염료가 흡착되는 비결정영역의 양의 증가시켜 분산염료의 흡착량을 크게 하기위하여 dimethyl terephthalate(DMT)/ethylene glycol(EG)를 단량체로 하는 PET중합에 1,3-butanediol(PDO)를 가입하여 다양한 공중합 조성을 갖는 poly(ethylene terephthalate-co-trimethylene terephthalate) [P(ET/TT)로 약기] 공중합체를 DMT법에 의한 PET중합에서 널리 사용되는[1] 에스터교환 촉매로 magnesium acetate tetrahydrate와 중중합촉매로 Sb2O3를 사용하여 합성하였다. 이렇게 EG/PDO 가입 mole비를 달리하여 합성된 P(ET/TT)의 고유점도, 용융거동, 용융결정화 거동 등을 측정하고, 용융방사하여 얻은 filament사로 제편된 시험포의 분산 염료에 대한 염색성 및 세탁견뢰도를 평가하고, 강신도를 측정함으로써 해도형 극세 폴리에스터의 도성분에 적합한 조성의 P(ET/TT)를 제시하였다. 그림 1은 P(ET/TT)의 고상중합 후의 첫 번째 승온과정에서의 DSC열곡선을 나타낸 것인데 TT의 함량이 증가함에 따라 용융점은 극도로 감소하여 PDO의 공급몰비를 20%이상으로 하는 경우에는 용융점이 200oC이하로 되고, 용융결정화 속도도 극도로 지연되는 것으로 나타났다. 따라서, filament로 사용하기위한 공중합체 조성은 PDO의 공급몰비가 15% 이하가 적당하다고 판단되었다. 표 1은 염색성을 측정하기 위해 pilot scale의 중합기에서 제조한 P(ET/TT) chip으로 방사하여 연신한 필라멘트사의 고유점도와 강･신도를 나타낸 것이다. TT의 함량이 증가할수록 대체적으로 고유점도와 강도는 감소하며, 파단신도는 증가하였다. 이것은 TT가 들어가면서, 분자쇄의 규칙성이 떨어져 비결정영역이 증가하는 것에 기인한 것으로 해석되어진다. 그림 2는 P(ET/TT)의 염색거동을 Lumacron black SE-RD 염료를 사용하여 시간과 온도에 따라 P(ET/TT)의 조성별로 나타낸 것이다. P(ET/TT)의 염색거동은 PET의 염색거동과 마찬가지로 S자 곡선의 형태를 나타내었고, P(ET/TT)의 유리전이온도를 지나면서 염착이 급격히 일어났다. TT의 조성비가 증가할수록 염착이 시작되는 온도와 흡착률이 거의 평형에 도달하는 온도는 TT의 함량이 증가할수록 감소하는 것으로 나타났다. 이로써 TT의 조성비가 증가할수록 순수 PET의 경우보다 낮은 온도에서 염착이 가능한 것으로 판단된다. 그리고, PDO의 공급몰비가 최소 15%는 되어야 P(ET/TT)를 검정색 분산염료로 염색한 경우 lightness가 14이하로 얻을 수 있었으며, 시편물의 세탁견뢰도의 등급은 염료 Lumacron black SE-3G와 Lumacron black SE-RD를 사용한 경우 모두 4급 이상의 우수한 견뢰도를 보였고, TT의 조성비가 증가할수록 세탁견뢰도의 등급이 약간 낮아지는 것으로 나타났다. 해도형 폴리에스터인 경우는 알칼리 수용액으로 ‘해’성분을 가수분해시켜 제거하는 과정에서 ‘도’성분은 가수분해가 최소화 되어야 하므로 이를 평가하기 위하여 공중합조성에 따른 P(ET/TT) 연신필라멘트사의 95oC에서의 알칼리 감량특성 변화도 조사하였다. 참고문헌 1) T. Rieckmann, S. Völker, "Chapter 2. Poly (Ethylene Terephthalate) Polymerization - Mechanism, Catalysis, Kinetics, Mass Transfer and Reactor Design", in "Modern Polyesters: Chemistry and Technology of Polyesters and Copolyesters(J. Scheirs and T. E. Long Eds.)", John Wiley & Sons, Ltd., 2003. 이 연구는 2003년 산업기술개발사업의 HUVIS 위탁연구(해도형 초극세 폴리에스터 섬유 개발에 적합한 새로운 조성의 중합체 합성 및 물성 연구)로 행하여졌음을 알림. |
| 저자 | 이종순1, 김갑진1, 최영근2, 김도균2 |
| 소속 | 1경희대, 2(주) Huvis 수원 (연) |
| 키워드 | poly(ethylene terephthalate); trimethylene terephthalate; P(ET/TT); 합성; 심색성; 극세사; 해도형 |
