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폴리에스터

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1. 개요

폴리에스터는 주쇄의 구성 성분과 분자 구조에 따라 여러 종류로 나뉘는 고분자 물질이다. 지방족, 반방향족, 방향족 폴리에스터로 분류되며, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)가 가장 널리 사용된다. 폴리에스터는 섬유, 페트병, 필름, 엔지니어링 플라스틱 등 다양한 용도로 사용되며, 합성 섬유 생산에 널리 사용된다. 폴리에스터는 내열성, 강도, 염색성, 증산성이 우수하며, 의류, 가정용품, 산업 자재 등 광범위하게 활용된다. 폴리에스터 생산과 폐기 과정에서 미세 플라스틱 발생 및 생분해 어려움과 같은 환경 문제가 발생하며, 재활용 기술 개발 및 생분해성 폴리에스터 연구가 진행되고 있다.

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    폴리에틸렌 테레프탈레이트는 널리 쓰이는 열가소성 플라스틱으로 페트병, 섬유, 필름 등에 사용되며 결정화 정도에 따라 종류가 나뉘고 재활용이 용이하여 관련 연구가 진행 중이다.
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폴리에스터
기본 정보
폴리에스터 반복 단위 구조
폴리에스터 반복 단위 구조
유형중합체
결합에스터 결합
주요 구성 원소탄소
수소
산소
모노머다이카르복실산
다이올
역사
산업 생산 시작1940년대 초
특성
일반적인 특성강하고 내구성이 좋음
내수성이 있음
내화학성이 있음
용도의류
가정용품
산업용 섬유
열가소성 플라스틱
기타 특성탄성이 있음
구김이 잘 생기지 않음
염색하기 쉬움
재활용 가능
단점흡수성이 떨어짐
정전기 발생 쉬움
햇빛에 약함
종류
주요 폴리에스터폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET)
폴리부틸렌 테레프탈레이트 (PBT)
폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 (PTT)
제조
중합 방법에스테르화 반응
에스테르 교환 반응
고리 열림 중합
산업적 응용
섬유 분야
침구
커튼
카펫
플라스틱 분야포장재

전자제품 케이스
코팅 및 접착제페인트
접착제
기타 분야자동차 부품
건축 자재
의료 기기
추가 정보
재활용폴리에스터는 재활용 가능한 플라스틱이지만, 섬유 재활용률은 아직 낮은 편이다.
환경 영향미세 플라스틱 배출
생산 과정에서의 에너지 소비 및 온실가스 배출
주의사항열에 약하므로 고온 건조기 사용을 피해야 함
드라이크리닝을 권장

2. 종류

폴리에스터는 구성 성분 및 분자 구조에 따라 다양하게 나눌 수 있다. 폴리에스터는 폴리히드록시알카노에이트처럼 중합체의 반복 단위당 에스터 결합을 하나 포함할 수도 있고, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 같이 반복 단위당 두 개의 에스터 결합을 가질 수도 있다.

합성 폴리에스터 계열에는 다음과 같은 종류가 있다.[1]


  • 선형 지방족 고분자량 폴리에스터
  • 지방족 선형 저분자량 하이드록시 말단 폴리에스터
  • 과다 가지형 폴리에스터
  • 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이드(PBT) 등을 포함한 지방족-방향족 폴리에스터
  • 완전 방향족 선형 코폴리에스터
  • 불포화 폴리에스터


화학 구조에 따라 폴리에스터는 열가소성 플라스틱 또는 열경화성 플라스틱이 될 수 있다. 가장 일반적인 폴리에스터는 열가소성 플라스틱이다.[10]

폴리에스터는 폴리카프로락톤 디올(PCL)과 폴리에틸렌 아디페이트 디올(PEA)과 같은 텔레켈릭 올리고머일 수도 있다.

폴리에스터의 합성 방법은 기본적으로 폴리알코올(알코올성 작용기 -OH를 여러 개 가지고 있는 화합물)과 다가 카르복시산(카르복시산 작용기 -COOH를 여러 개 가지고 있는 화합물)을 탈수 축합시켜 만드는 것이다. 이때 폴리알코올과 다가 카르복시산이 번갈아 배열된 형태로 중합된다. 따라서 폴리알코올과 다가 카르복시산의 조합을 선택함으로써 다양한 폴리에스터를 합성할 수 있다.

다른 폴리에스터 합성 방법으로는 다가 카르복시산의 에스터(예를 들어 메틸 에스터)를 사용하여 에스터교환반응을 이용하는 방법도 있다.

가장 많이 생산되는 폴리에스터는 테레프탈산과 에틸렌글리콜로부터 제조되는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)이다.

2. 1. 지방족 폴리에스터

지방족 폴리에스터는 다음과 같이 분류할 수 있다.

유형
호모폴리머폴리글리콜리드 (PGA)
폴리락트산 (PLA)
폴리카프롤락톤 (PCL)
폴리히드록시알카노에이트 (PHA)
폴리하이드록시뷰티레이트 (PHB)
공중합체아디프산 폴리에틸렌 (PEA)
폴리뷰틸렌 숙신네이트 (PBS)
Poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) (PHBV)



선형 지방족 고분자량 폴리에스터 (''Mn'' >10,000)는 녹는점이 낮은(40~80 °C) 반결정성 고분자이며, 상대적으로 기계적 성질이 좋지 않다. 가수분해에 약해 생분해되는 특징이 있어, 환경적 영향이 고려되는 포장, 일회용품, 농업용 멀칭 필름[6], 생의학 및 제약 분야[7] 등에 적합하다.

지방족 선형 저분자량 (''Mn'' < 10,000) 하이드록시 말단 폴리에스터는 폴리우레탄 생산을 위한 고분자 단량체로 사용된다.

지방족 폴리에스터는 매우 온화한 조건에서 락톤으로부터 합성될 수 있으며, 음이온, 양이온, 유기금속 또는 효소를 기반으로 하는 촉매를 사용할 수 있다.[22][23] 락톤과 락티드의 개환 중합은 산업 규모로도 활용된다.[24][25]

2. 2. 반방향족 폴리에스터

폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이드(PBT), 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT)를 포함하는 지방족-방향족 폴리에스터는 고융점 반결정성 재료(녹는점 160~280 °C)이며, 엔지니어링 열가소성 플라스틱, 섬유 및 필름에 사용되어 왔다.[1]

반방향족 폴리에스터[1]
폴리에스터설명
폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET)가장 널리 사용되는 폴리에스터로, 섬유, 페트병, 필름 등에 활용된다.
폴리부틸렌테레프탈레이드 (PBT)엔지니어링 플라스틱의 일종으로, 열 안정성, 치수 정도, 전기적 특성이 우수하여 전기·전자 부품, 자동차 부품 등에 널리 이용된다. PBT 섬유는 신축성이 우수하며, Teijin Limited(帝人(株))에서 파인셀(ファインセル), Kuraray Co., Ltd.(クラレ(株))에서 아트론(アートロン®), Unitika Ltd.(ユニチカ(株))에서 원다론(ワンダロン®)의 상표로 상품화되고 있지만, 생산량은 적다.
폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT)프탈산디메틸 또는 테레프탈산과 1,3-프로판디올로부터 제조된다. PTT 섬유는 일본에서는 유니플러스(주)에서 모노필라멘트를, 테이진에서 소로텍스(Sorotex)로서 멀티필라멘트·단섬유를 제조하고, 도레이에서 T-400 또는 피티(Fitty)로서 상품화하고 있으며, 높은 신축성과 형태 안정성·부드러운 촉감 등을 특징으로 한다.
폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN)


2. 3. 방향족 폴리에스터

벡트란은 고강도, 고탄성 섬유로, 특수 용도에 사용되는 방향족 폴리에스터이다.

3. 합성

폴리에스터는 일반적으로 디카르복실산과 디올의 축합 반응을 통해 합성된다. 일반적인 반응식은 다음과 같다.

:(n+1) R(OH)₂ + n R'(COOH)₂ → HO[ROOCR'COO]nROH + 2n H₂O

폴리에스터는 다양한 반응을 통해 얻을 수 있는데, 그중 가장 중요한 것은 산과 알코올의 반응, 저분자량 에스터의 알코올분해 또는 산분해, 아실 클로라이드의 알코올분해이다.[1]

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주요 합성 방법

  • 공비 증류 에스터화: 알코올과 카르복실산의 반응으로 생성된 물을 공비 증류로 제거한다. 단량체의 녹는점이 낮으면 진공으로 반응수를 제거하며 직접 에스터화로 폴리에스터를 형성할 수 있다.


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  • 에스터교환반응: 알코올 말단 올리고머와 에스터 말단 올리고머가 축합하여 에스터 결합을 형성하고 알코올이 제거된다.


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  • 아실 클로라이드법: 반응성이 높은 아실 클로라이드를 사용하여 저온에서 반응을 진행한다.


그 외에도, 이염기산염과 이알킬 할라이드 반응, 비스케텐과 디올 반응 등 실험실 규모의 합성 방법이 있다.[26]

1,1'-카르보닐디이미다졸, 디시클로헥실카르보디이미드 등의 활성화제를 사용하기도 한다.

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폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 합성폴리에틸렌 테레프탈레이트는 시장 점유율이 가장 높은 폴리에스터로, 정제 테레프탈산(PTA) 또는 그 디메틸 에스터 디메틸 테레프탈레이트(DMT)와 모노에틸렌글리콜(MEG)로 만들어진다.[1]

PET 생산의 경우, 직접 공정은 더 높은 반응 속도, 더 높은 분자량 달성, 메탄올 대신 물 방출, 에스터에 비해 산의 저장 비용 감소 등 여러 장점을 가진다.[1]

폴리에스터 합성은 기본적으로 폴리알코올(알코올성 작용기 -OH를 여러 개 가진 화합물)과 다가 카르복시산(카르복시산 작용기 -COOH를 여러 개 가진 화합물)을 탈수 축합시켜 만든다. 다가 카르복시산의 에스터(예: 메틸 에스터)를 사용해 에스터교환반응을 이용하기도 한다.

가장 많이 생산되는 폴리에스터는 테레프탈산과 에틸렌글리콜로 제조되는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)이다. PET의 수지 식별 코드(SPI 코드)는 1이다.

4. 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET)

폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)는 테레프탈산과 에틸렌글리콜의 축합 중합으로 생성되는 대표적인 폴리에스터이다. 정제 테레프탈산(PTA) 또는 그 디메틸 에스터 디메틸 테레프탈레이트(DMT)와 모노에틸렌글리콜(MEG)를 원료로 사용하여 만들어진다. 생산된 모든 플라스틱 소재의 18% 시장 점유율을 차지하며, 폴리에틸렌(33.5%)과 폴리프로필렌(19.5%)에 이어 3위를 차지하고 일반 플라스틱으로 분류된다.[1]

PET는 다음과 같은 특징을 가진다.


  • 비교적 쉽게 구할 수 있는 원료(PTA 또는 DMT와 MEG)를 사용한다.
  • 합성이 간단하고, 모든 원료 및 부산물의 독성 수준이 낮다.
  • 낮은 배출량으로 폐쇄 루프에서 생산이 가능하다.
  • 뛰어난 기계적 및 화학적 특성을 지니고 재활용이 가능하다.


PET 생산 공정은 다음과 같다.

1. 폴리축합 반응: PTA 또는 DMT와 MEG를 고온에서 반응시켜 폴리에스터 중합체 사슬을 생성하고, 부산물인 물 또는 메탄올을 제거한다.

2. 압출: 용융된 폴리에스터를 긴 가닥으로 압출한 후 냉각하여 작은 펠릿이나 칩으로 절단한다.

3. 방사: 섬유를 만들기 위해 칩을 녹여 스피너렛을 통해 압출하여 가는 필라멘트를 형성하고, 이를 가공하여 직물을 만든다.

4. 재활용: 소비자 사용 후 플라스틱 병 등에서 PET를 재활용하여(rPET) 섬유 생산에 사용함으로써 환경적 영향을 줄인다.

세계 폴리에스터 생산량은 2008년 기준 연간 5900만 톤에 달하며, 섬유용 PET, 수지, 병/A-PET, 필름 PET, 특수 폴리에스터 등으로 구분된다.[1]

연도별 세계 폴리에스터 생산량
제품 유형2002 (백만 톤/년)2008 (백만 톤/년)
섬유용 PET2039
수지, 병/A-PET916
필름 PET1.21.5
특수 폴리에스터12.5
합계31.259


4. 1. 역사

1926년, 미국에 본사를 둔 듀폰(DuPont)은 거대 분자와 합성 섬유에 대한 연구를 시작했다. 월리스 캐러더스(Wallace Carothers)가 이끈 이 초기 연구는 최초의 합성 섬유 중 하나인 나일론으로 이어졌다.[29] 캐러더스의 연구는 미완성이었고, 에틸렌 글리콜과 테레프탈산을 혼합하여 생성되는 폴리에스터에 대한 조사까지는 진행되지 않았다. 1928년, 폴리에스터는 영국에서 인터내셔널 제너럴 일렉트릭(International General Electric)사에 의해 특허를 받았다.[30] 캐러더스의 프로젝트는 영국의 과학자 윈필드와 딕슨에 의해 재개되었고, 그들은 1941년 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate)(PET 또는 PETE)를 특허받았다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트는 닥론(Dacron), 테릴린(Terylene), 폴리에스터와 같은 합성 섬유의 기초를 형성한다. 1946년, 듀폰은 임페리얼 케미컬 인더스트리스(Imperial Chemical Industries, ICI)로부터 모든 법적 권리를 매입했다.[1]

1941년에 영국의 캘리코 프린터스(Calico Printers)가 ‘테릴렌(Terylene)’이라는 이름으로 발표했고, 1953년에 미국의 듀폰(DuPont)이 특허를 취득하여 산업화했다.

일본에서는 1957년에 테이진(Teijin)도레이(Toray)가 영국의 ICI(Imperial Chemical Industries)사와 기술 도입 계약을 맺고, 1958년부터 생산을 시작하여 “테트론(Tetoron)”이라는 브랜드명으로 판매했다. 이미 도입되어 있던 나일론보다 범용성이 높은 폴리에스터는 의류용 합성섬유로서 곧 널리 보급되었고, 곧 유니치카(ユニチカ), 도요보(東洋紡), 아사히 카세이(Asahi Kasei), 미쓰비시 레이온(Mitsubishi Rayon), 클라레(クラレ), 가네보(カネボウ)도 시장에 진출했다.[46]

4. 2. 용도

폴리에스터는 다양한 용도로 널리 사용되는 합성 고분자 화합물이다. 주요 용도는 다음과 같다.

  • '''섬유:''' 의류용 섬유의 절반 가까이를 차지할 정도로 널리 사용되며, 다양한 기능성 섬유로 개발되고 있다.
  • 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(PET)가 대표적이다.
  • 내열성, 강도가 우수하고 염색성과 증산성에도 뛰어나다.
  • 용융 방사법으로 방적할 때 실의 형태를 변화시키거나 항균 소재를 섞어 다양한 특성을 가진 합성 섬유를 만들 수 있다.
  • 셔츠, 바지, 재킷, 모자, 침대 시트, 담요, 가구 커버, 컴퓨터 마우스 패드 등 다양한 제품에 사용된다.
  • 산업용으로는 자동차 타이어 보강재, 직물 컨베이어 벨트, 안전벨트, 코팅 직물, 고에너지 흡수 플라스틱 보강재 등에 사용된다.
  • 스테이플 섬유(PSF), 필라멘트(POY, DTY, FDY), 산업용 원사 및 타이어 코드, 부직포 및 스펀본드, 모노필라멘트 등 다양한 형태로 가공된다.
  • '''페트병:''' 음료 용기로 널리 사용된다.
  • 탄산음료, 물, 맥주, 주스, 세제 등의 병에 사용된다.
  • '''필름:''' 포장재, 절연 필름 등에 사용된다.
  • A-PET 필름, 열성형, 이축 배향 필름(BO-PET), 스트래핑 등에 사용된다.
  • 방수포, (데크론(Dacron)), 카누, 액정표시장치, 홀로그램, 필터, 축전기유전체 필름, 전선절연 테이프의 필름 절연을 만드는 데 사용된다.


폴리에스터의 주요 용도
용도세부 품목
섬유의류 (셔츠, 바지, 재킷, 모자 등), 침구류 (시트, 담요 등), 가구 커버, 마우스 패드, 타이어 보강재, 컨베이어 벨트, 안전벨트, 코팅 직물 등
페트병음료 용기 (탄산음료, 물, 맥주, 주스, 세제 등)
필름포장재, 절연 필름, 방수포, , 카누, 액정표시장치, 홀로그램, 필터, 축전기유전체 필름, 전선 절연, 절연 테이프


5. 기타 폴리에스터

합성 폴리에스터 계열에는 다음과 같은 종류가 있다.[1]

합성유형
지방족호모폴리머폴리글리콜리드 (PGA)
폴리락트산 (PLA)
폴리카프롤락톤 (PCL)
폴리히드록시알카노에이트 (PHA)
폴리하이드록시뷰티레이트 (PHB)
공중합체아디프산 폴리에틸렌 (PEA)
폴리뷰틸렌 숙신네이트 (PBS)
Poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) (PHBV)
반방향족공중합체폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET)
폴리부틸렌테레프탈레이드 (PBT)
:en:Polytrimethylene terephthalate (PTT)
:en:Polyethylene naphthalate (PEN)
방향족공중합체벡트란


  • 선형 지방족 고분자량 폴리에스터 (''Mn'' >10,000)는 녹는점이 40~80 °C인 반결정성 고분자이며, 기계적 성질이 좋지 않다. 가수분해 불안정성으로 인한 생분해성 때문에 포장, 일회용품, 농업용 멀칭 필름[6], 생의학 및 제약 분야[7]에 적합하다.
  • 지방족 선형 저분자량 (''Mn'' < 10,000) 하이드록시 말단 폴리에스터는 폴리우레탄 생산을 위한 고분자 단량체로 사용된다.
  • 과다 가지형 폴리에스터는 낮은 점도, 우수한 용해도, 높은 기능성[9] 때문에 열가소성 플라스틱의 유변학적 개질제 또는 코팅의 가교제[8]로 사용된다.
  • 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이드(PBT), 폴리헥사메틸렌 테레프탈레이트(PHT), (PTT, 소로나) 등 지방족-방향족 폴리에스터는 녹는점이 160~280 °C인 고융점 반결정성 재료이며, 엔지니어링 열가소성 플라스틱, 섬유, 필름에 사용된다.
  • 완전 방향족 선형 코폴리에스터는 우수한 기계적 성질과 내열성을 가지며 여러 고성능 응용 분야에 사용된다.
  • 불포화 폴리에스터는 다기능 알코올과 불포화 이염기산으로 만들어져 가교 결합되며, 복합재료의 매트릭스로 사용된다. 알키드 수지는 다기능 알코올과 지방산으로 만들어지며, 산소 존재 하에서 가교 결합될 수 있어 코팅 및 복합재료 산업에서 널리 사용된다. 열가소성 폴리에스터 엘라스토머(에스터 TPE)라고 하는 고무와 같은 폴리에스터도 존재한다. 불포화 폴리에스터(UPR)는 열경화성 수지이며, 주조 재료, 시트 성형 화합물, 섬유 유리 적층 수지, 비금속 자동차 차체 충전재로 사용된다. 프리프레그의 열경화성 고분자 매트릭스로도 사용되며, 유리섬유 강화 불포화 폴리에스터는 요트 선체 및 자동차 차체 부품에 널리 사용된다.


화학 구조에 따라 폴리에스터는 열가소성 플라스틱 또는 열경화성 플라스틱이 될 수 있다. 경화제로 경화되는 폴리에스터 수지도 있지만, 가장 일반적인 폴리에스터는 열가소성 플라스틱이다.[10]

폴리에스터는 폴리카프로락톤 디올(PCL), 폴리에틸렌 아디페이트 디올(PEA)과 같은 텔레켈릭 올리고머일 수도 있다.

폴리에스터 수지는 용도에 따라 다음과 같이 분류된다.

1. 섬유나 페트병 등에 사용되는, 테레프탈산과 에틸렌글리콜을 주성분으로 하는 것(PET, 펫). 섬유에서는 다크론(미국 듀폰의 상표), 테트론(帝人과 東レ의 공동 상표) 등으로 불린다.

2. 버튼 등의 성형품, 유리섬유 등으로 강화하여 선박·보트 등에 사용되는 것. 불포화 폴리에스터라고 한다.

3. 알키드 수지. 유지나 다른 수지(예: 에폭시 수지)도 반응에 더하여 변성(성질을 조정)시킨 폴리에스터 수지.

5. 1. 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 (PTT)

1,3-프로판디올과 프탈산디메틸 또는 테레프탈산으로 제조되는 폴리에스터의 일종이다. PTT 섬유는 높은 신축성과 형태 안정성, 부드러운 촉감을 특징으로 한다.

PTT의 구조식


일본에서는 유니플러스(주)에서 모노필라멘트를, 테이진(주)에서 소로텍스(Sorotex)라는 이름으로 멀티필라멘트 및 단섬유를 제조하고 있으며, 도레이(주)에서는 T-400 또는 피티(Fitty)라는 상품명으로 판매하고 있다.[1]

5. 2. 폴리부틸렌테레프탈레이트 (PBT)

폴리부틸렌테레프탈레이트 구조식


폴리부틸렌테레프탈레이트(Polybutylene terephthalate, PBT)는 1,4-부탄디올과 테레프탈산으로 제조되는 폴리에스터의 일종이다.[1] 엔지니어링 플라스틱 중 하나로, 열 안정성, 치수 안정성, 전기적 특성이 우수하여 전기·전자 부품이나 자동차 부품 등에 널리 이용된다.

PBT 섬유는 신축성이 우수하지만, 생산량은 적다. Teijin Limited(테이진)에서는 파인셀(ファインセル), Kuraray Co., Ltd.(구라레)에서는 아트론(アートロン®), Unitika Ltd.(유니티카)에서는 원다론(ワンダロン®)이라는 상표로 상품화되고 있다.

5. 3. 폴리에틸렌나프탈레이트 (PEN)

2,6-나프탈렌디카르복실산과 에틸렌글리콜로 제조된다.[1]



폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)보다 가스 및 자외선 차단성, 기계적 강도가 높고, 가스(산소, CO2, 수증기) 투과율이 낮기 때문에, 맥주의 소위 페트병에 PEN이 재료로 사용된 적이 있다. 테이진듀폰필름(주)에서 테오넥스®(テオネックス®)라는 상표로 상품화되었으며, APS 사진 필름, 전자 부품용 소재로도 이용되고 있다.

5. 4. 폴리부틸렌나프탈레이트 (PBN)

2,6-나프탈렌디카르복실산과 1,4-부탄디올로 만들어진다.
PBN의 구조
내마모성이 우수하여 주로 엔지니어링 플라스틱으로 사용된다.

6. 응용 분야

폴리에스터는 다양한 분야에 널리 사용되는 합성 고분자 물질이다. 주요 응용 분야는 다음과 같다.


  • '''섬유:''' 폴리에스터 섬유는 의류, 침구, 산업용 섬유 등 다양한 제품에 사용된다. 특히 셔츠, 바지, 재킷, 모자, 침대 시트, 담요, 가구 커버, 컴퓨터 마우스 패드 등에 광범위하게 사용된다. 산업용으로는 자동차 타이어 보강재, 직물 컨베이어 벨트, 안전벨트, 코팅 직물, 고에너지 흡수 플라스틱 보강재 등에 사용된다. 또한 베개, 이불, 봉제 인형 및 캐릭터, 쿠션 패딩의 쿠션 및 단열재로도 사용된다.[15] 폴리에스터는 얼룩에 강하고, 세탁 시 주름 및 수축에 강한 특성이 있어 아동복에 자주 사용되며, 면과 같은 다른 섬유와 혼방되어 사용되기도 한다.

  • '''필름:''' 폴리에스터 필름은 포장재, 절연 필름, 액정표시장치, 홀로그램, 필터, 축전기유전체 필름, 전선절연 테이프의 필름 절연 등 다양한 용도로 사용된다.[16]

  • '''기타:''' 폴리에스터는 접착제, 코팅제, 의료용품, 고급 목제품(기타, 피아노, 차량/요트 내부)의 마감재[16] 등에도 사용된다.


다음 표는 폴리에스터의 주요 응용 분야를 요약한 것이다.

폴리에스터의 주요 응용 분야
분야세부 용도
섬유의류, 침구, 산업용 섬유, 자동차 타이어 보강재, 컨베이어 벨트, 안전벨트, 쿠션 및 단열재 등
플라스틱페트병, 포장재, 전자 제품, 자동차 부품 등
필름포장재, 절연 필름, 홀로그램, 필터, 축전기 필름, 절연 테이프 등
기타접착제, 코팅제, 의료용품, 목제품 마감재 등


7. 환경 문제 및 재활용

폴리에스터는 생산과 폐기 과정에서 여러 환경 문제를 야기한다. 특히 세탁 시 발생하는 미세 플라스틱은 심각한 오염원으로 작용한다. 영국 플리머스 대학교 연구에 따르면, 6kg 세탁물에서 폴리에스터는 약 496,030개의 미세 섬유를 방출하여 플라스틱 오염을 유발한다.[33][34][35]

폴리에스터는 자연 분해가 어렵지만, 푸투로(Futuro) 주택의 경우 시아노박테리아와 고세균에 의해 분해된 사례가 보고되었다.[31][32]

7. 1. 재활용 기술

폴리에스터는 다양한 방법으로 재활용될 수 있으며, 이는 플라스틱 폐기물 문제를 해결하는 데 중요한 역할을 한다. 주요 재활용 방법은 다음과 같다.

  • 기계적 재활용: 폐 폴리에스터를 분쇄하고 세척하여 다시 섬유나 플라스틱으로 생산하는 방법이다.
  • 화학적 재활용: 폴리에스터에 존재하는 에스터 결합을 가수분해(산성 또는 염기성 조건), 메탄올 분해, 글리콜 분해 등의 방법을 통해 화학적으로 분해하여 원료 물질로 되돌리는 방법이다.[43]
  • 생물학적 재활용: PETase, 큐티나아제, 에스터라제, 리파제 등의 효소를 사용하여 PET를 분해하는 방법이다.[44] PETase는 PET와 유사한 방향족 에스터 결합을 포함하는 다른 합성 폴리에스터(PBT, PHT, Akestra™ 등)의 효소적 분해에도 사용될 수 있다고 보고되었다.[45]


특히, 폴리에스터 PET는 가장 많이 재활용되는 플라스틱 중 하나이며,[41][42] 재활용 PET(

플라스틱 생산 및 사용이 지속적으로 증가함에 따라 고분자 재활용이 매우 중요해졌으며, 이러한 추세가 계속될 경우 2060년까지 전 세계 플라스틱 폐기물이 거의 3배가 될 수 있다.[40]

8. 안전성

폴리에스터는 자체로는 인체에 유해하지 않다고 알려져 있다. 그러나 일부 폴리에스터 합성 과정에서 비스페놀 A 같은 첨가제를 사용하기도 하는데, 이러한 첨가제는 내분비계를 교란할 수 있다는 연구 결과가 있다.[39]

참조

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[2] 서적 Home Comforts: The Art and Science of Keeping House https://books.google[...] Simon and Schuster 2005-05-17
[3] 웹사이트 Thermal Spray Abradable Coatings https://www.gordonen[...] 2018-12-12
[4] 논문 Natural Polyesters: Dufour's Gland Macrocyclic Lactones Form Brood Cell Laminesters in Colletes Bees https://www.science.[...]
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