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Poly ethylene terephthalate(PET 폴리에틸렌 테레프탈레이트)
Poly ethylene terephthalate(PET)
HS No. : 3907-60-0000
CAS No. : 25038-59-9
성상 : 비강화 PET는 우수한 기계특성, 전기특성, 내약품성 등을 갖는 반면 충격강도, 내열성, 성형이 어려운 점이 있다. 한편, 유리섬유강화PET는 기계적 강도, 치수정도가 향상되는 것과 함께 유리섬유의 綱狀補强粝果에 의해 내열성이 비약적으로 향상되어 열변형 온도는 약 240℃로서 엔플라 중에서도 최고 부류에 속한다. 강화 PET 본래의 내열성을 얻기 위하여 중요한 점은 성형품을 충분히 결정시키는 것이다. 이 방법으로 종래부터 PET가 결정화하는 금형온도(130~140℃)에서 고온성형 또는 성형 후에 가열냉각이 이루어졌다. 그러나 최근들어 기술혁신의 결과 70℃전후의 금형 온도라도 결정이 이루어져 성형 후 가열냉각이 불필요한 타입인 저온금형상품 등이 개발되어 시장에서 호평을 받고 있다. 그러나 저온금형 상품은 PET의 개질에 의한 원가상승, 저금형 온도성형에 의한 성형품 표면특성의 저하 등 (-)면이 있기 때문에 종전 타입(고온금형 상품)도 버리기 어려움이 있으며 용도에 따라 두가지 상품을 구분해 사용하고 있다. 특성을 보면 내열성은 융점 265℃, 열변형은 온도 240℃, 연속 내열은 UL 150℃이다. 기계적 강도는 강성이 크다. 표준 그레이드의 전기특성은 다른 엔플라와 같은 것이지만 특수 그레이드로써 내아크성, 내크래킹성에 우수한 그레이드가 있다. 내약품성, 치수안정성 및 내후성이 좋고 스트레스 크랙성이 우수하다.
용도 : 비강화 PET(섬유, 식품 및 음료수 용기, 필름 등), 강화 PET(전기, 전자기기, 자동차부품 등)
원료 : 테레프탈산(TPA), 또는 디메틸테레프탈레이트(DMT), 에틸렌글리콜(EG)
제법 : PET수지는 일반적으로 PET melt-phase resin, reactor-grade polyester 칩으로 불리는 고분자이다. PET의 제조에 최초로 비스(2-히드록시에테르) 테레프탈레이트를 합성하고 이것을 진공하에서 중축합시킨다. 이 중간체 비스(2-히드록시에테르) 테레프탈레이트의 합성법은 DMT를 원료로 하는 방법, 테레프탈산을 원료로 하는 방법이 있다. DMT를 원료로 하는 방법은 DMT에 대해서 과잉의 에틸렌글리콜을 가해 에스테르 교환반응에 의해 합성한다. 이 에스테르 교환반응은 가역반응 때문에 생성하는 메탄올을 연속제거한다. 보통 DMT 1몰에 에틸렌글리콜 2~4몰, 촉매를 가해 상압하에서 온도를 160~220℃로 점차 상승시키고 메탄올을 제거하면서 4~6시간후 반응을 끝낸다. 다음에 중합에서는 에스테르 교환반응물을 온도를
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공정 |
구분 |
톤당소요량 |
비용(센트/㎏) |
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(1) |
원료 |
DMT |
1.001ton |
92.09 |
EG |
0.3594ton |
24.25 |
Zinc acetate |
0.0004ton |
0.11 |
Antimony trioxide |
0.0003ton |
0.20 |
Titanium dioxide |
0.0042ton |
1.17 |
By-Product Credits |
Methanol |
0.3375ton |
7.25 |
유틸리티 |
냉각수 |
53㎥ |
0.29 |
스팀 |
1.4ton |
1.32 |
전기 |
165㎾ |
0.71 |
Inert gas |
24㎚3 |
0.22 |
천연가스 |
994T-cal |
1.95 |
|
(2) |
원료 |
TPA |
0.8563ton |
94.56 |
EG |
0.3594ton |
24.25 |
Antimony trioxide |
0.0003ton |
0.20 |
Titanium dioxide |
0.0042ton |
1.17 |
유틸리티 |
냉각수 |
54㎥ |
0.30 |
스팀 |
1.1ton |
1.05 |
전기 |
163㎾ |
0.70 |
Inert gas |
24㎚3 |
0.22 |
천연가스 |
1.556T-cal |
3.04 |
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(3) |
원료 |
DMT |
1.031ton |
94.89 |
EG |
0.3492ton |
23.57 |
Antimony trioxide |
0.0003ton |
0.20 |
Zinc acetate |
0.00039ton |
0.11 |
By-Product Credits |
Methanol |
0.3378ton |
7.25 |
유틸리티 |
냉각수 |
119㎥ |
0.66 |
스팀 |
1.2ton |
1.07 |
공업용수 |
0.56㎥ |
0.01 |
전기 |
104㎾ |
0.44 |
Inert gas |
6.1㎚3 |
0.06 |
천연가스 |
963T-cal |
1.88 |
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(4) |
원료 |
TPA |
0.8794ton |
97.11 |
EG |
0.3492ton |
23.57 |
Antimony trioxide |
0.0003ton |
0.20 |
유틸리티 |
냉각수 |
118㎥ |
0.66 |
스팀 |
0.75ton |
0.69 |
공업용수 |
0.56㎥ |
0.01 |
전기 |
293㎾ |
1.26 |
Inert gas |
31㎚3 |
0.29 |
천연가스 |
1.039T-cal |
2.03 |
주) (1) PET Melt. Fiber Grade, From DMT and EG. (2) PET Melt. Fiber Grade, From TPA and EG.
(3) PET Pellets, Bottle Grade, From DMT and EG. (4) PET Pellets, Bottle Grade, From TPA and EG. |
표1. PET 제조공정의 원료 및 유틸리티 비용(1986)
올림과 함께 서서히 진공으로 하고 에틸렌글리콜을 留去하면서 265~290℃, 1㎜Hg이하에서 가열 반응시킨다. 중합반응이 끝나면 휘저어 섞는 것을 중지하고 밑에서 배출, 냉각, 절단하여 칩으로 한다. 테레프탈산을 원료로 하는 방법은 테레프탈산과 에틸렌글리콜에서 직접 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 제조하는 것에서 고순도 테레프탈산을 원료로 하고 촉매로서 테레프탈산의 알칼리 금속염, 산화티탄, 금속단체 등을 이용하고 있다. 향후에는 상당부분 이 제법이 진행될 것으로 전망된다.
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