The goal of this study was to develop ecofriendly bioplastics, which could be applicable in beverage packaging, by synthesizing furan-based co-polyesters and incorporating them into bottles. The furan-based co-polyesters were synthesized by a two-step melt polycondensation reaction using ethylene glycol (EG), 1,4-cyclohexanedimethanol (CHDM), and dimethyl furan dicarboxylate (DM-FDCA). The incorporation of CHDM into the main chain of polymers has been found to increase chain mobility due to its ring-conformational transition, and it also affects the co-polyesters. The co-polyesters show not only high elongations at break, but also improved Izod impact strengths compared to that of pure poly(ethylene furanoate) (PEF). Despite these characteristics, however, the molecular weights of the co-polyesters were not sufficient for manufacturing purposes. Thus, some samples were further reacted in the solid state by solid state polymerization (SSP) to generate higher-molecular-weight polymers. The crystallization kinetics of the co-polyesters prepared were analyzed to determine the reaction parameters, and the sample whose intrinsic viscosity was greater than 1.0 dL/g, was successfully processed into bottles. The bottles prepared had higher O2-barrier properties and lower acetaldehyde(AA) contents than those of commercially available PET bottles. The results obtained so far show that furan-based co-polyesters can be used for food-packaging applications.
최근 지구 온난화의 주원인인 이산화탄소 저감과 재생 자원인 식물을 원료로 활용 가능하다는
측면에서 바이오 플라스틱의 필요성이 부각되고 있어 전세계적으로 많은 연구가 진행되고 있다.
본 논문에서는 식음료 포장용기로 활용 가능한 bio furan기반 신규 polyester를 합성하고
특성화하였고 고분자량화를 위한 결정화거동에 대해 연구하였다. 제 2장에서 furan계 polyester의
단점인 낮은 신율과 느린 결정화 속도를 개선하기 위해 Furan-2,5-dicarboxylic acid (FDCA)와
Ethylene glycol (EG), 1,4-Cyclohexanedimethanol (CHDM)으로 이루어진 공중합체를 용융축중합 방법을
통해 성공적으로 합성하였고 그 구조와 물성을 규명하였다. FDCA와 EG로 이루어진 고분자
주사슬에 CHDM이 도입됨에 따라 사슬 움직임의 증가로 인장신율 뿐만 아니라 충격강도가 크게
증가하였다. 합성된 furan계 co-polyester를 bottle로 가공 하기 위해서는 고분자량화가 필요하다. 제
3장에서는 합성된 furan계 co-polyester를 고분자량화 하기 위한 고상중합과 결정화 거동에 대해
연구하였다. 합성된 furan계 co-polyester를 고상중합한 후에 Intrinsic viscosity는 1.0 dl/g 이상으로
bottle로 가공할 수 있었다. furan계 co-polyester의 bottle은 Poly(ethylene terephthalate)(PET) bottle보다
우수한 기체차단성과 낮은 아세트알데하이드 함량을 보임으로써 식음료 용기로 적합하다는 결과를
얻었다
