Article
  • Effect of Melt Shearing on the Crystallization Rate of Poly(ethylene terephthalate)

  • Su Jung Cho, Kyeong Mun Kim, and Kwang Hee Lee†

  • Department of Polymer Science and Engineering, Inha University, 100 Inha-ro, Nam-gu, Incheon 22212, Korea

  • 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)의 결정화 속도에 대한 용융 전단의 효과

  • 조수정 · 김경문 · 이광희†

  • 인하대학교 고분자공학과

Abstract

In order to enhance the molding efficiency for poly(ethylene terephthalate) (PET) resins in injection molding, the increased crystallization rate of PET should be required. In this study, we investigated the effect of melt shearing on the crystallization rate of PET before and after injection molding. For the samples before injection molding, the effect of melt shearing on the crystallization rate was superior to that of nucleating agent. On the contrary, the effect of melt shearing was not significant for the samples after injection molding.


폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(PET)의 사출 성형을 효과적으로 수행하기 위해서는 결정화 속도를 증대시키는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 PET의 결정화 속도에 대한 용융 전단의 효과를 사출 전후로 나누어 조사하였다. 사출 전 시료의 경우에는 용융 전단의 효과가 핵제의 효과보다 우세한 것으로 관찰되었다. 반면에, 사출 시편의 경우에는 용융 전단의 효과가 뚜렷하게 나타나지 않았다.


Keywords: poly(ethylene terephthalate), injection molding, crystallization rate, melt shearing

서 론

대표적인 결정성 고분자인 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) (PET)는 물성이 우수하여 산업전반에 널리 사용되고 있다.1-5 그러나 PET는 느린 결정화 속도로 인해 짧은 사이클 내에 사출품을 제조하기 어려운 단점을 가진다. 빠른 결정화를 유도하기 위해서는 높은 금형 온도가 필요하나, 상업적인 측면에 있어서 제한이 있다. PET의 결정화 속도에 영향을 주는 인자로는 분자량, 핵제 첨가 유무, 용융 상태에서의 에스테르교환반응에 의한 분자 구조의 변화 등이 있으며, 이와 관련하여 많은 연구 결과가 보고되었다.6-13 Medellin-Rodriguez 등은8 유기 핵제가 PET의 1차 핵 형성 에너지 장벽을 낮출 뿐만 아니라 사슬 절단에 의한 분자 운동성 향상을 통하여 빠른 결정화를 유도함을 보고하였다. Chun 등은14 상호에스테르 교환반응을 통해 야기되는 이종소재간 상용성의 증가가 도메인의 크기를 감소시켜 결정화 거동에 큰 영향을 미친다는 연구결과를 발표하였다. 반면에, PET의 결정화 속도에 대한 용융 전단(melt shearing) 효과에 대하여서는 별반 보고된바가 없다. 본 연구에서는 PET의 결정화 속도에 대한 용융전단 효과를 조사하였다. 또한 용융 전단 효과로 결정화 속도가 대폭적으로 증가한 PET 시료를 대상으로 사출 특성을 조사하였다.

References
  • 1. S. A. Jabarin, Polym. Eng. Sci., 29, 1259 (1989).
  •  
  • 2. E. J. Hyun, S. H. Lee, K. Y. Kim, Y. S. Gal, S. H. Jang, H. K. Choi, and B. S. Kim, Polym. Korea, 26, 335 (2002).
  •  
  • 3. M. H. Rahman and A. K. Nandi, Polymer, 43, 6863 (2002).
  •  
  • 4. J. Bian, S. R. Ye, and L. X. Feng, J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys., 41, 2135 (2003).
  •  
  • 5. L. A. Baldenegro-Perez, D. Navarro-Rodriguez, F. J. Medellin-Rodriguez, B. Hsiao, C. A. Avila-Orta, and I. Sics, Polymers, 6, 583 (2014).
  •  
  • 6. S. A. Jabarin, Polym. Eng. Sci., 32, 1341 (1992).
  •  
  • 7. L. W. Barrett, L. H. Sperling, J. Gilmer, and S. G. Mylonakis, J. Appl. Polym. Sci., 48, 1035 (1993).
  •  
  • 8. F. J. Medellin-Rodriguez, P. J. Phillips, J. S. Lin, and R. Campos, J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys., 35, 1757 (1997).
  •  
  • 9. V. E. Reinsch and L. Rebenfeld, J. Appl. Polym. Sci., 52, 649 (1994).
  •  
  • 10. J. P. Jog, J. Macromol. Sci. Part C, 35, 531 (1995).
  •  
  • 11. M. Ye, X. Wang, W. Huang, J. Hu, and H. Bu, J. Therm. Anal., 46, 905 (1996).
  •  
  • 12. X. F. Lu and J. N. Hay, Polymer, 42, 9423 (2001).
  •  
  • 13. X. L. Jiang, S. J. Luo, K. Sun, and X. D. Chen, eXPRESS Polym. Lett., 1, 245 (2007).
  •  
  • 14. S. W. Chun, J. O. Pack, and H. J. Kang, Polym. Korea, 22, 943 (1998).
  •  
  • 15. W. R. Moore and D. Sanderson, Polymer, 9, 153 (1968).
  •  
  • 16. I. Pillin, S. Pimbert, J. F. Feller, and G. Levesque, Polym. Eng. Sci., 41, 178 (2001).
  •  
  • 17. S. A. Jabarin, J. Appl. Polym. Sci., 34, 85 (1987).
  •  
  • 18. J. Rault, Crit. Rev. Sol. St. Mat. Sci., 13, 57 (1986).
  •  
  • 19. J. D. Hoffman, Polym. Eng. Sci., 4, 315 (1964).
  •  
  • 20. Y. P. Khanna, R. Kumar, and A. C. Reimschuessel, Polym. Eng. Sci., 28, 1607 (1988).
  •  
  • 21. R. S. Stein and M. B. Rhodes, J. Appl. Phys., 31, 1873 (1960).
  •  
  • 22. Y. P. Khanna, Polym. Eng. Sci., 30, 1615 (1990).
  •  
  • 23. S. Jose, P. S. Thomas, S. Thomas, and J. Karger-Kocsis, Polymer, 47, 6328 (2006).
  •  
  • Polymer(Korea) 폴리머
  • Frequency : Bimonthly(odd)
    ISSN 0379-153X(Print)
    ISSN 2234-8077(Online)
    Abbr. Polym. Korea
  • 2022 Impact Factor : 0.4
  • Indexed in SCIE

This Article

  • 2018; 42(5): 788-792

    Published online Sep 25, 2018

  • 10.7317/pk.2018.42.5.788
  • Received on Feb 27, 2018
  • Revised on Apr 8, 2018
  • Accepted on Apr 13, 2018

Correspondence to

  • Kwang Hee Lee

  • Department of Polymer Science and Engineering, Inha University, 100 Inha-ro, Nam-gu, Incheon 22212, Korea

  • E-mail: polylee@inha.ac.kr
  • ORCID:
    0000-0002-1303-2066