학술논문

심공융혼합용매를 통한 혼방 섬유 속 PET의 손쉬운 분해 / Facile Decomposition of PET from Blend Fabric by Using Deep Eutectic Solvent
Document Type
Dissertation/ Thesis
Source
Subject
DES
PET
혼방 직물
Language
Korean
Abstract
PET/Cotton 혼방 직물에서 PET 부분만을 녹이기 위해 친환경용매인 심공융혼합용매에 소량의 NaOH를 넣고 만든 용액에 혼방 직물을 넣고 마이크로웨이브파를 조사하여 손쉽게 PET/Cotton 직물의 조성을 파악할 수 있는 방법에 대해 연구하였다. 본 연구는 기존에 사용되는 시험법보다 환경 친화적인 용매를 사용함과 마이크로웨이브파 조사를 통해 PET/Cotton 혼방 직물에서 Cotton을 보존하고 PET 섬유를 분해하는 시간을 단축하였다. 친환경용매로 알려진 심공융혼합용매는 Ethylene glycol - choline Chloride (EGC) 용액과 Glycerol - choline Chloride (GC) 용액을 사용했다. EGC와 GC 용액에는 각각 5% NaOH (w/v)를 넣고 마이크로웨이브에 60-140초 처리하였다. PET/Cotton 혼방 직물은 65/35와 50/50을 사용했다. EGC_N 용액으로 처리했을 때, 65/35 직물에 있는 PET를 다 제거하기까지 140초 정도가 소요되었고 50/50직물에 있는 PET를 제거하기까지는 120초 정도 소요되었다. GC_N 용액으로 처리했을 때에는 EGC_N로 처리했을 때 보다 혼방 섬유 내 PET를 분해하는데 걸린 시간이 각각 40초 정도 줄었다. 이후 처리된 직물을 다양한 기기로 분석하여 혼방섬유에서 Cotton을 남기고 PET는 대부분 분해한 것을 확인하였다. 필터 과정을 통해 PET가 분해되고 남은 잔여물을 분석해서 PET가 분해되는 메커니즘을 제시하였다. 추가로 위 방법에서 실행한 실험이 실제 상황에도 적용되는 것을 확인하기 위해서 시중에서 판매되는 PET/Cotton 45/55 직물을 가지고 추가 실험을 진행하였고, 기대했던 결과를 얻었다.
In this study, we proposed a new analysis method to decompose PET portion within PET/Cotton blend fabric. This method employed an environmentally-friendly deep eutectic solvent system along with microwave irradiation. Existing methods require time-consuming and hazardous organic materials. Ethylene glycol - choline Chloride (EGC) solution and Glycerol - choline Chloride (GC) solution were used as eutectic mixtures. Two types of PET/Cotton blend fabrics, 65/35 and 50/50, were treated by EGC and GC solutions containing 5% NaOH under 60-140 sec of microwave irradiation. When treated with EGC solution, it took 140 seconds to remove all of the PET in the 65/35 fabric and 120 seconds to remove the PET in the 50/50 fabric. When GC solution was used, the time required for treatment with EGC was reduced to 40 seconds. Through various analysis of the equipment, it was confirmed that cotton remained in the blend fiber and PET was mostly decomposed. The mechanism of PET degradation by analyzing the remainder of the PET degradation through the filter process was presented. In addition, additional experiments were conducted with commercially available PET/Cotton 45/55 fabrics to confirm that the new method could apply to commercial samples. this new method can be used both identification and recycling of PET within 100% PET and blend fabric.