과학연구

파폴리에틸렌테레프탈라트에 기초한 절연와니스용 수용성폴리에스테르수지의 제조와 특성

 2024.4.24.

우리는 파PET와 글리세린, 프탈산무수물(PA)을 리용하여 절연와니스용 수용성폴리에스테르수지(WRPE)를 제조하고 그 특성을 밝히였다.

파PET는 초산아연을 촉매로 하여 230℃에서 파폴리에틸렌테레프탈라트(w-PET)와 글리세린의 몰비를 1.6, 1.3, 1.0로 변화시키면서 해중합하였다. 얻어진 분해생성물은 여러가지 함량의 프탈산무수물(5, 7.5, 10, 12.5, 15%)과 반응시켜 WRPE를 제조하였다. WRPE를 페놀로 용해하고 암모니아수로 pH가 7~7.5가 되도록 중화하였다. WRPE는 헥사메톡시메틸멜라민수지(HMMM)를 경화제로 리용하여 70:30의 질량비로 혼합한 다음 140℃에서 2h동안 경화시킨다.

WRPE의 합성반응식
그림. WRPE의 합성반응식

생성물들의 구조는 적외선흡수스펙트르(FTIR)와 핵자기공명스펙트르(1H NMR)로 분석하였으며 열적성질은 TGA과 DSC로 평가하였다.도막의 열안정성은 프탈산무수물의 함량이 증가함에 따라 증가한다. 프탈산무수물함량에 따르는 절연파괴세기와 체적비저항과 같은 피막의 절연특성들을 조사하였다. 결과는 프탈산무수물의 함량이 10%일 때 전기절연세기가 81.6㎸/㎜, 체적비저항이 상온과 24h동안 물에 잠그었을 때 각각 1.0×1016Ω㎝, 3.2×1015Ω㎝으로서 F급의 절연급수를 가진다는것을 보여주었다.

연구결과는 잡지 《RSC Advances》(2023, Vol. 13, pp 34637–34645)에 《Preparation and characterization of water-reducible polyester resin based on waste PET for insulation varnish》(https://doi.org/10.1039/d3ra06369k)의 제목으로 출판되였다.