종이/페놀수지가 주성분인 동박적층판(Copper Clad Laminate)의 열분해 특성 = Pyrolysis Characteristics of CCL(Copper Clad Laminate) Based Paper/Phenolic Resin Composites

국문 초록 (Abstract)

본 논문의 목적은 최근 발생량이 급속히 증가하고 있으나, 적절한 처리방법이 없는 인쇄회로기판의 원자재인 페놀수지 동박적층판(Phenol Copper Clad Laminate, 이하 p-CCL)의 재활용을 위해 열분해 적용 가능성을 조사하는데 있다. 동역학 특성은 열중량분석기(Thermogravimetric Analyzer, 이하 TGA)를 사용하였다. 또한 280, 350, 600℃의 온도에서 생성된 액체와 고체부산물에 대해서는 원소분석, 공업분석, 발열량 등의 일반적인 특성을 분석하였고, 액체부산물은 GC/MS, FT-IR를 이용하여 구성 성분을 분석하였다. TGA 결과에 의하면 p-CCL의 분해는 세 단계에 걸쳐 일어났다. 첫 번째는 280℃ 이하의 저온 분해구간, 280∼350℃의 중온분해구간, 350℃ 이상의 고온 분해구간으로 구분할 수 있다. 저온, 중온에서의 액체부산물의 주요 성분은 수분과 페놀인 반면에 고온에서는 가지가 있는 페놀류와 퓨란류로 나타났다. 반응온도가 높아짐에 따라 휘발성분의 양은 감소하는 반면 고정탄소의 함량은 증가하였다. 고체부산물의 고위 발열량은 7,400∼7,600 kcal/kg으로 연료로서의 활용 가능성이 있다고 여겨진다. 또한 고체부산물의 고정탄소 함량이 높고, 회분 성분 함량이 낮기 때문에 적절한 개질화 과정을 거친다면 흡착제로서도 활용 가능하다고 판단된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Electronic wastes have increased tremendously. However, any reliable treatment methodologies have rarely been established. Electronic wastes have posed serious disposal problem due to their physico-chemical stability. This paper investigated the application possibility of pyrolysis for the purpose of recycling the p-CCL(phenol based Copper Clad Laminate). Thermogravimetric analysis(TGA) was used to investigate the thermal decomposition pattern of p-CCL. We elucidated the characteristics of pyrolysis by-products at operating temperatures of 280, 350 and 600℃. GC/MS and FT-IR were used to characterize the liquid by-products along with general characterization methods such as Ultimate Analysis, Proximate Analysis and Heating Value, whereas general characterization methods were only introduced for the solid by-products. At a heating rate of 5℃/min, TGA curves exhibited three decomposition stages: (1) low-temperature decomposition region(<280℃), (2) medium temperature region(280∼350℃) and (3) high-temperature region(>350℃). The major compounds of liquid by-products at low- and medium-temperatures were accounted for by water and phenol, whereas branched phenols and furans were major compounds at high-temperatures. As the temperature increases, volatile quantities decreased but the fixed carbon increased. High heating values of solid by-products(7,400∼7,600 kcal/kg) would suggest that the solid by-products could be applicable as fuel. In addition, high fixed carbon but low ash content of the solid by-products offered an implication that they are capable of being upgradable for adsorbent after applying appropriate activating process.

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