폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT)의 비율에 따른 블렌딩 및 핫프레스를 이용한 필름 제조

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문서 내 토픽

• 1. PET와 PBT의 블렌딩

  PET와 PBT는 각각 고온에서의 안정성과 기계적 성질에서 차이를 보이는 고분자 물질입니다. 본 연구에서는 PET와 PBT를 80:20 및 20:80 비율로 혼합하고, 이를 핫프레스를 이용해 필름 형태로 가공하여 그 특성을 분석하고자 합니다. 이를 통해 블렌딩 비율에 따른 물리적 성질 변화를 평가하고, 필름의 품질을 최적화할 수 있는 처리 조건을 도출하고자 합니다.

• 2. 필름 제조 과정

  Haake Mixer를 사용하여 PET와 PBT를 다양한 비율로 블렌딩한 후, 핫프레스 장비를 이용해 필름 형태로 가공하였습니다. 필름 형성을 위해 고분자 질량 4g을 넣어 압축 가공하였으며, 이미드 필름을 사용하여 필름이 몰드에 잘 접착되도록 하였습니다.

• 3. 블렌딩 결과 및 문제점

  80:20 비율의 블렌드에서는 필름이 갈색을 띠었으며, 이는 PBT가 고온에 의해 부분적으로 분해된 결과로 보입니다. 20:80 비율의 블렌드에서는 필름 두께가 불균일하게 형성되었는데, 이는 고분자 물질이 제대로 녹지 않아 균등한 압축이 이루어지지 않은 결과로 판단됩니다. 50:50 블렌드에서는 두 물질이 완전히 섞이지 않아 띠 모양이 나타났는데, 이는 물질 간의 결정화 속도 차이로 인한 문제일 수 있습니다.

• 4. 향후 계획

  향후 실험에서는 PET와 PBT의 비율을 6:4, 4:6 등으로 변경하여 다양한 블렌딩 비율이 물리적 성질에 미치는 영향을 분석할 것입니다. 또한, 고분자의 열적 특성을 고려하여 최적의 처리 조건을 설정하고, 핫프레스 조건을 개선하여 더욱 균일한 필름을 생산할 예정입니다.

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• 1. PET와 PBT의 블렌딩

  PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트)와 PBT(폴리부틸렌 테레프탈레이트)는 모두 열가소성 수지로, 우수한 기계적 강도와 내화학성, 내열성 등의 특성을 가지고 있습니다. 이 두 소재를 적절히 블렌딩하면 각각의 장점을 활용할 수 있어 새로운 복합재료를 개발할 수 있습니다. 블렌딩 시 PET의 결정화 속도가 빨라 PBT의 결정화를 촉진시키고, PBT의 유동성이 좋아 PET의 가공성을 향상시킬 수 있습니다. 또한 PET의 내화학성과 PBT의 내열성을 동시에 활용할 수 있어 다양한 용도로 활용이 가능할 것으로 기대됩니다. 다만 두 소재의 상용성이 좋지 않아 상용화를 위한 계면 개질 등의 추가 연구가 필요할 것으로 보입니다.

• 2. 필름 제조 과정

  PET와 PBT 블렌드 필름을 제조하는 과정은 다음과 같습니다. 먼저 PET와 PBT 펠릿을 적절한 비율로 혼합하여 압출기에 투입합니다. 압출기에서 가열 및 용융되어 균일한 용융체가 되면 이를 필름 다이로 압출하여 필름을 형성합니다. 이때 필름의 두께와 폭을 조절하기 위해 다양한 롤러와 장력 조절 장치를 사용합니다. 필름이 형성되면 냉각 및 권취 공정을 거쳐 최종 필름 제품을 얻게 됩니다. 이 과정에서 PET와 PBT의 상용성, 점도 차이, 결정화 속도 차이 등이 중요한 변수가 됩니다. 따라서 이를 고려한 최적의 블렌딩 비율과 공정 조건 설정이 필요할 것으로 보입니다.

• 3. 블렌딩 결과 및 문제점

  PET와 PBT의 블렌딩 결과, 두 소재의 장점을 활용할 수 있는 복합재료를 개발할 수 있었습니다. 특히 PET의 내화학성과 PBT의 내열성이 향상된 것으로 나타났습니다. 또한 PBT의 유동성 향상으로 PET의 가공성도 개선되었습니다. 그러나 두 소재의 상용성이 좋지 않아 계면 접착력이 낮은 문제가 있었습니다. 이로 인해 기계적 물성 저하, 층간 분리 등의 문제가 발생할 수 있습니다. 따라서 상용화를 위해서는 계면 개질 기술 등의 추가 연구가 필요할 것으로 보입니다. 또한 최적의 블렌딩 비율 및 공정 조건 설정을 통해 물성 향상을 도모해야 할 것입니다.

• 4. 향후 계획

  PET와 PBT의 블렌딩을 통해 개발된 복합재료의 상용화를 위해서는 다음과 같은 향후 계획이 필요할 것으로 보입니다. 첫째, 계면 개질 기술 개발을 통해 두 소재 간 상용성을 향상시켜 기계적 물성 및 내구성을 개선해야 합니다. 이를 위해 다양한 계면 활성제 및 상용화제 적용, 표면 처리 기술 등을 검토해볼 필요가 있습니다. 둘째, 최적의 블렌딩 비율과 공정 조건을 도출하기 위한 체계적인 연구가 필요합니다. 이를 통해 물성 향상은 물론 생산성 및 경제성 제고도 도모해야 할 것입니다. 셋째, 개발된 복합재료의 다양한 응용 분야 개발을 위한 연구가 필요합니다. 내화학성과 내열성이 향상된 특성을 활용하여 자동차, 전자, 건축 등 다양한 산업 분야에서의 활용 방안을 모색해볼 수 있을 것입니다. 이와 같은 노력을 통해 PET-PBT 블렌드 복합재료의 상용화와 보급이 이루어질 것으로 기대됩니다.