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특허(特許)와 논문(論文)으로 본 폐(廢)PCB 유기계(有機界) 잔유물(殘留物) 재활용(再活用) 기술(技術) 동향(動向)
이대수,신세라,조영주,조봉규,Lee, Dai-Soo,Shin, Sera,Cho, Young-Ju,Cho, Bong-Gyoo 한국자원리싸이클링학회 2013 資源 리싸이클링 Vol.22 No.2
오늘날 반도체를 이용하는 가전제품, 컴퓨터, 휴대전화 등 전자 제품들은 모두 인쇄회로기판을 내장하고 있는 공통점을 가지며, 폐전자제품의 PCB는 유용한 금속 성분과 유기계 수지를 포함하고 있는 상태이다. 한국은 대부분의 자원을 외국에서 수입하므로 폐자원으로부터 유가금속은 물론 유기물을 회수하여 재자원화 할 필요가 있다. 본 연구에서는 폐PCB 유기계 잔류물 재활용 기술에 대한 특허와 논문을 분석하였다. 분석범위는 1979년~2012년까지의 미국, 유럽연합, 일본, 한국의 등록/공개된 특허와 SCI 논문으로 제한하였다. 특허와 논문은 키워드를 사용하여 수집하였으며, 기술의 정의에 의해 필터링 하였다. 특허와 논문의 동향은 연도, 국가, 기업, 기술 등에 따라 분석하여 고찰하였다. 이에 국내외에서 상대적으로 중합체 제조 기술의 특허출원 및 논문게재 활동이 부진한 것으로 나타났다. Electronic products such as appliances, computers, and cellular phones have printed circuit boards (PCBs) in common and the PCBs in the waste electronic products contain valuable metals and organic resins. In Korea, recovery and recycling of the organic resins as well as the valuable metallics from the wastes are required indeed as the most of resources are being imported from abroad. In this article, the patents and papers for the recycling of organic residues from the waste PCBs were collected and analyzed. The open patents of USA (US), European Union (EP), Japan (JP), and Korea (KR) and SCI journals from 1979 to 2012 were investigated. The patents and journals were collected using key-words and filtered by the definition of the technology. The patents and journals were analyzed by the years, countries, companies, and technologies and the technical trends were discussed in this paper. It is showed sluggish relatively activity of published papers and patent applications for polymer manufacturing technology in local and abroad.
황 및 가황 촉진제의 함량에 따른 NR / BR 블렌드의 가황과 물리적 , 기계적 특성의 변화
김완영,이대수,김윤섭,김형순,라창운 ( Wan Young Kim,Dai Soo Lee,Youn Sop Kim,Hyung Soon Kim,Chang Woon Nah ) 한국공업화학회 1991 공업화학 Vol.2 No.4
가황계에 따른 NR/BR 블렌드의 물리적 · 기계적 특성의 변화를 가교밀도의 차이로 해석하였다. 경화제의 비율 및 함량이 증가함에 따라 가황속도 및 최대 토오크는 증가를 보였으며, 가교밀도도 증가하였다. 가교밀도의 증가에 따라 경도, 300% 모듈러스, 반발탄성 및 마모특성은 증가를 보인 반면에 발열에 의한 온도 상승 및 60 ℃ 에서의 tan δ는 감소를 보였다. 따라서 높은 하중이 가해지는 트럭/버스 타이어의 트레드 부위에 사용하는 경우 회전저항이 적은 semi-EV 가황계가 가장 적절한 가황 시스템으로 판단되었다. The physico-mechanical properties of NR/BR blend were measured, and the results were interpreted in terms of the crosslink density with cure system. The cure rate, maximum torque and crosslink density increase with the content and ratio of curative for cure system. Hardness, 300% tensile modulus, rebound and wear resistance increase with crosslink density of the vulcanizate but heat build-up and tan δat 60 ℃ decrease. It is expected that semi-EV(efficient vulcanization) cure system is appropriate for application in tire tread of truck/bus in which load bearing property is impotant.
에폭시 수지의 경화 거동에 미치는 반응성 희석제의 영향
김완영,이대수,김형순,김정기 ( Wan Young Kim,Dai Soo Lee,Hyung Soon Kim,Jung Gee Kim ) 한국공업화학회 1994 공업화학 Vol.5 No.6
에폭시 수지의 성형 가공성을 조절하기 위해 반응성 희석제를 사용했을 때의 경화특성 및 경화 후 유리 전이온도의 변화를 조사하였다. 반응성 희석제로 사용한 Butyl gilcidyl ether(BGE) 및 Phenyl glycidyl ether(PGE)함량의 증가에 따라 경화에 따른 발열량과 경화 후 유리 전이온도는 낮아지는 특성이 관찰되었다. 에폭시 수지는 BGE를 사용한 경우 PGE를 사용한 경우보다 더 낮은 유리 전이온도를 보였으며, 희석제의 첨가에 따른 유리 전이온도 변화는 가교점 사이의 분자량 증가 때문으로 해석하였다. 에폭시 수지의 경화 거동을 자촉매 반응에 대한 속도론식으로 해석한 결과 속도상수 k₁, k₂는 희석제의 양에 따라 감소하였다. Curing behavior and glass transition temperatures of epoxy resins into which reactive diluents were added to control processability were investigated. Heat of cure generated of the epoxy resin was reduced with butyl glycidyl ether(BGE) and phenyl glycidyl ether(PGE) contents. T_g of the resin was decreased with the amount of reactive diluents and it was attributed to increased molecular weight between crosslink points. Cure kinetics of the resins was studied employing autocatalytic reaction model and found that reaction constants decreased as the contents of reactive diluent was increased.
MDI-페놀 부가물과 Diethylenetriamine으로 구성된 경화제 조성물에 의한 에폭시 수지의 경화 거동
김대중(Daejung Kim),이대수(Dai-Soo Lee),이연식(Youn-Sik Lee) 한국고분자학회 2018 폴리머 Vol.42 No.1
에폭시 수지를 이용한 탄소섬유강화 플라스틱의 재활용을 위해 탄소섬유를 회수하기 위한 열분해에서 생성되는 유기물들 가운데 페놀류가 가장 큰 비중을 차지한다. 본 연구에서는, 이들을 재활용하는 방안에 대한 연구의 일환으로 페놀(P)과 4,4"-디페닐메탄디이소시아네이트(MDI)로부터 부가물 PMDI를 제조하고, 디에틸렌트리아민(DETA)과 PMDI로 구성된 경화제 조성물을 제조하여 비스페놀계 에폭시 수지의 경화거동을 연구하였다. PMDI의 함량이 0에서 20 wt%로 증가함에 따라, 경화 개시온도는 59 oC에서 72 oC로 증가하였고 경화반응 활성화에너지가 감소하였으며 경화속도는 증가하였다. 그러나 가교밀도의 감소로 인해 경화된 에폭시의 유리전이온도는 141 ℃에서 135 ℃로 감소하였고, 고무상 탄성영역에서의 탄성률은 19.5 MPa에서 8.8 MPa로 감소하였다. 이러한 연구결과로부터 PMDI 부가물이 경화제 조성물 형태로서 에폭시 경화제로 사용될 수 있음을 알 수 있었다. Phenols are one of major organic components generated on pyrolysis of carbon fiber reinforced plastics (CFRP) based on epoxy resins for recycling. In this study, phenol (P) was reacted with 4,4"-diphenylmethane diisocyanate (MDI) to give a PMDI adduct. Then curing behavior of a bisphenol A based epoxy resin with formulated hardeners composed of diethylenetriamine and PMDI was studied. As the PMDI content increased from 0 to 20 wt%, the curing onset temperature increased from 59 to 72 ℃, and the curing rate also increased with decrease in the activation energy of the cure. However, the glass transition temperature of the resulting cured epoxy decreased from 141 to 135 oC, and the storage modulus in the rubbery plateau region decreased from 19.5 to 8.8 MPa, due to decrease in the crosslinking density. This study indicates that PMDI and possibly any other phenols-MDI adducts can be used as hardeners when formulated with other common hardeners.
냉장고 단열재 스크랩 재활용 재생 폴리올 이용 난연성 경질 폴리우레탄 폼 제조 기술
신세라 ( Se-ra Shin ),이대수 ( Dai-soo Lee ),김형주 ( Hyoung-joo Kim ),박원배 ( Won-bae Park ),김유석 ( You-seok Kim ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2018 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2018 No.-
사용이 끝난 냉장고를 회수하여 리싸이클링 센터에서 재활용하는 공정에서 단열재로 사용한 경질 폴리우레탄 폼 스크랩 발생량은 우리나라의 경우 연간 2만톤에 달하고 있다. 이러한 단열재 스크랩은 소각하는 경우 연소 과정에서 독성과 부식성이 강한 시안화수소 및 일산화탄소 발생이 문제되어 다양한 재활용 방안이 검토되고 있다. 본 연구에서는 경질 폴리우레탄 폼 냉장고 단열재 스크랩을 화학적으로 처리하고 재생 폴리올을 제조하여 다시 경질 폴리우레탄 폼을 제조하는 기술을 개발하였다. 이러한 화학적 재활용 기술의 공정들은 아래 그림에 나타낸 바와 같이, 경질 폴리우레탄 폼 해중합으로 저분자량화하는 액상화 공정, 이물질들을 분리하는 여과공정, 얻어진 화학 원료의 부가반응 공정 등을 포함한다. 여기서 얻어지는 재생 폴리올들은 방향족 구조 화합물 함량이 일반적으로 높은 특징을 가지게 된다. 따라서 다시 단열재용 등 경질 폴리우레탄 폼 제조에 사용하는 경우, 폼들은 난연성이 우수하고 열전도도가 낮아져 단열성능이 우수한 장점을 보임을 확인하였다. 본 연구는 실험실적 연구 단계에서 얻어진 결과가 실증 규모 파일롯 공장에서도 가능함을 확인하였다. 그리고 경제성도 무리가 없어 상업적 생산이 가능하게 되어, 소각 처리되던 폐기물을 단열제품 제조에 재사용하는 자원 순환 시스템 구축이 가능하였다.