써스테라 프로판디올 ( Susterra Propanediol) 옥수수에서추출한순수천연원료 한국대리점 : 주식회사시스켐 (Tel : 031-450-6565)
DuPont Tate & Lyle Bio Products LLC 듀폰은 5 개사업영역으로구성된과학기술회사입니다 : 농업 / 영양, 전자 / 통신, 안전 / 보호, 고기능재료, 코팅 / 칼라소재. 2006 년매출 : 290 억 U$ 테이트앤라일은식음료, 산업계에재생가능한원재료및서비스공급에서세계적인회사로영국런던에본사 2006 년매출 : 50 억 U$ DT&L 합작사설립 파일럿공장가동 (Decatur, IL) Bio-PDO 공장기공식 (Loudon, TN) 2000 2004 2005 2006 Bio-PDO 공장가동 (Loudon, TN) 섬유시장개발 (Kinston, NC) Sorona 브랜드로카펫시장진출 발효기설치 ( Loudon, TN)
바이오 - 피디오프로판디올 (Bio-PDO 1,3 Propanediol) 바이오 - 피디오 (Bio-PDO ) 는옥수수당으로부터발효에의해생산되는 100% 재생가능한원료 초기에는카펫이나의류용으로사용되는소로라 (Sorona ) 폴리에스터섬유 (Polyester fiber) 용원료로사용 여러가지장점으로각종글리콜대체가능함 Ethylene Glycol, 1,2-Propandiol, 1,4-Butanediol, 1,6-Hexanediol 등모든글리콜종류
듀폰테이트앤라일제품 (DuPont Tate & Lyle Bio Products) 합작사설립 : 지속적으로재생가능한옥수수당에서부터프로판디올을생산 미국테네시주라우돈에생산공장 (Loudon, Tennessee) 2006 년 11 월가동시작 년산 5 만톤생산능력 고분자용원료및냉각수및열매체용 (Suterra Propanediol) Loudon, TN
써스테라 프로판디올 (Susterra Propanediol) 써스테라 TM 는듀폰테이트앤라일의첫번째제품임 독점발효기술로제조 USDA 및아이오아주립대에의해 100% 바이오물질포함인증 최근자동차냉각수등열매체및수지용원료로상업화성공 각종글리콜류의화학구조및물성비교 Common Ingredient CAS # Formula Structure Mol. Wt. Bp, oc Mp, oc Density EG 1,2-Ethanediol 107-21-1 C2H6O2 62.1 197.6-12.7 1.116 HO OH PG 1,2-Propanediol 57-55-6 C3H8O2 76.1 187.3-60 1.038 PDO 1,3-Propanediol 504-63-2 C3H8O2 76.1 214-24 1.053 1,4 BDO 1,4-Butanediol 110-63-4 C4H10O2 90.1 230 16 1.017 DEG Diethylene Glycol 111-46-6 C4H10O3 106.1 245-10 1.118 HO HO HO HO O OH OH OH OH
미국라우돈공장제품생산현황 옥수수입고및투입 완성제품 원료경로 부산물경로 습식분쇄 바이오프로판디올 사료용저장고 알콜 l 정제 특성화제품 바이오피디오 -
i 글루코스에서 1,3-프로판디올 천연적생산 : 두가지미생물에의해글루코스에서프로판디올로단계적변환 글루코스글리세롤피디오 효모 박테리아 산업적생산 : 한가지유전자변형된미생물에의해변환 OH OH
바이오촉매란? 유전공학적인방법에의해 1,3- 프로판디올을생산하는특수촉매 ( 미생물 ) 를개발 Cellular Genome
듀폰의바이오 - 피디오를사용한제품군 상품명 직물용섬유섬유 소로나 수지수지 카펫용섬유섬유 소로나 [Sorona ] 수지및필름등 직접적사용용도 써스테라 [Susterra ] 세레놀 수지수지 특수재료원료원료 일레스토머 세레놀 [Cerenol ] 신축성섬유섬유
써스테라 TM 제품특성 기본물성 ( 분서보고서에기재됨 ) 1 Property Units Limits Min Max 1,3-Propanediol GC area% 99.70 100.00 Color Hazen/APHA 0 15 Water ppm 0 1000 Appearance Free of Suspended Matter Visual pass/fail 기타물성 ( 분석보고서에기재안됨 ) 1 Property Units Limits Min Max ph, neat ph 5.0 9.0 Iron ppm 0.0 0.5 Chlorides ppm 0 10
환경학적독성비교치 에틸렌글리콜 1,2 ethanediol 프로필렌글리콜 1,2 propanediol 써스테라 1,3 propanediol 수용해도 완전용해 완전용해 완전용해 Log Kow -1.36-0.92-1.33 COD t (mg/l) 1.29 x 10 6 1.56 x 10 6 1.52 x 10 6 1.24 x 10 6 BOD s (mg/l)* 0.7 x 10 6 1.36 x 10 6 - literature 1.14 x 10 6 1.16 x 10 6 생물학적분해 분해됨 분해됨 분해됨 물고기 LC50 (mg/l) 22,800 72,860 >5,000 >9,720 물벼룩 EC50 (mg/l) >10,000 >10,000 >7,417 녹조류 EC50 (mg/l) 9,500 No data 1,600
써스테라 프로판디올의용도 제빙액 페인트및코팅 열전달체및특수용매 부동액및엔진냉각수 수지및섬유
써스테라 프로판디올 산업적용도로생산된써스테라 프로판디올은품질과성능을필요로하는수지와특수용매를위한고순도의천연에서나오는재료 균일한순도및물성 우수한저온특성 낮은독성 우수한안정성 100% 재생가능한원료
써스테라 프로판디올의액상용도 다음과같은용도로사용됨 비행기날개및활주로제빙액 열전달용액 자동차부동액및냉각수Automotive Antifreeze & Coolants 특징 : 제빙액또는열전달용액에서향상된저온성능 EG alc PG대비향상된열내분해성 낮은독성 100% 천연원료 ( 아이오와및 USDA 인증 )
엔진냉각수적용예 자동차및트럭 엔진냉각수분야 ASTM 국제 D15 위원회 엔진냉각수로피디오사용을조사하기위한 D15.07 소위원회결성 스폰서 존디어 (John Deere) 냉각수용도의피디오에대한산업표준승인 향후계획 적용테스트 신규피디오기준마련
AcrobatDocument 써스테라 점도비교 1600 글리콜점도비교 1400 1200 Ethylene Glycol Propylene Glycol 점도, cps 1000 800 600 1,3-Propanediol Each glycol was Newtonian over the tested Shear Rate range, 1-1000 (1/s). 400 200 0-20 -10 0 10 20 30 온도,
글리콜수용액의빙점강하비교 글리콜수용액의빙점 60.0 40.0 20.0 0.0-20.0 EG Degrees F -40.0-60.0-80.0 ASTM D1177 method is limited below -60 o F. Products become slushy. PG PDO -100.0-120.0-140.0 0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 120.0 Percent Glycol
글리콜분해비교시험일정한압력과온도에서생성된산농도를이온크로마토그래피로측정 1600 1400 1200 EG PG PDO 1000 PPM 800 600 400 200 0 0 25 50 75 100 125 150 175 200 시간
써스테라 1,3- 프로판디올 여러가지화학제품에서수지용원료또는반응물로써스테라 는다음과같은특징이있음. 100% 재생가능한원료로여러가지수지의천연소재부분을높임 양말단기가두개의수산화기 (-OH) 로되어있어열가소성폴리우레탄및성형용일레스토머의경화제등우레탄제조에사용 천연에서생산되어수지제조공정에품질안정적임
써스테라 프로판디올의수지용용도 불포화폴리에스터 (Unsaturated Polyester Resins) 패널및부품 폴리우레탄 (Polyurethanes) 시트용폼 코팅 폴리올 열가소성제품 섬유 고기능성부품
불포화폴리에스터 (UPR) 제조에서의써스테라 TM 제조 폴리에스터주쇄의글리콜부분을대체함으로 UPR 에서의재생가능한원료부분을획기적으로개선 생산 짧은작업시간 적은글리콜손실 빠른폴리에스터반응시간 최종제품물성 무색투명한제품 유연성향상 경직성및취성감소 양호한유리전이온도 양호한표면경도 인조석용도
UPR 제조에서써스테라 끓는점차이 써스테라 TM 1,3- 프로판디올의끓는점 (213 ) 은 1,2- 프로판디올 (187 ) 보다높아제조시간이짧거나응축기에서원료손실적음 CAS # Propylene Glycol 1,2 propanediol 57-55-6 Susterra 1,3 propanediol 504-63-2 Structure Molecular Weight H 3 C-CH-CH 2 -OH OH 76.1 HO-CH 2 -CH 2 -CH 2 -OH 76.09 Form Boiling Point ( o C) Colorless Liquid Mild Odor 187.3 Liquid 214 Melting Point ( o C) -60-24
시간에따른온도및산가 value [-] 300 250 200 150 100 50 0 0 200 400 600 time [min] Temperature [C] 1,2-PG Acid Number [mg KOH/g] 1,2-PG Temperature [C] 1,3 PDO Acid Number [mg KOH/g] 1,3-PDO 폴리에스터반응은 1,2-PDO 에서와마찬가지로 1,3-PDO 에서도같은속도로진행.
씨스 - 트랜스이성질체화속도 이성질체화는재료특성에결정적영향을주는수지화학구조의성상 퓨마르기는스틸렌이나말레인기에비해반응성이큼 퓨마르기가많은수지가가교밀도가높음. 많은퓨마르기를가지는수지의재료특성이경화시간및가수분해성등차이가있음. + O O O O O O O O O O styrene (STY) O fumaric fragment (FA) maleic fragment (MA)
씨스 - 트랜스이성질체화및산가 (Cis-Trans Isomerization versus Acid Number) Cis-Trans Isomerization (T=205 C) 100 90 80 UPR w. 1,2-PG: 97% at AN = 26 UPR w. 1,3-PDO: 77% at AN = 8.5 70 60 50 40 30 20 Isomerization [%] 250 200 GPF with 1,3-PDO 150 100 Acid number GPF with 1,2-PDO 50 0 10 0 1,3-PDO 를포함한폴리에스터의씨스 - 트래스이성질체화는 12-PG 에비해느림. 이것은이미알려진사실과일치함.
수명주기평가 수명주기평가 (LCA) 는전체공급체계의환경에주는영향에대해평가하는유일한표준방법임. 에너지소비와온실가스 (CO 2 ) 발생이환경에주는영향을결정하는데주요요소. CO 2 생산에서폐기까지 제품의생화학적분해는 CO2 의발생을시키지않음 생산에서폐기 원료 에너지 재생 운송 운송 원료채취 제조 사용 / 재사용보수 폐기처리 병산품 (Co-products) 가스발생 수용성폐기물 고체폐기물
써스테라 수명주기분석 6 5 온실가스방출재생불가능한에너지 5.00 111.00 103.60 120 100 온실가스방출 (kg CO2 equiv / kg) 4 3 2 2.18 3.75 온실가스방출 - 프로판디올보다 56% 감소 - 프로필렌글리콜보다 42% 감소 63.90 재생불가능한에너지사용 - 프로판디올보다 42% 감소 - 프로필렌글리콜보다 38% 감소 80 60 40 재생불가능한에너지 (MJ/kg) 1 20 0 0 써스테라 프로판디올 ( 석유화학공법 ) 프로필렌글리콜 써스테라 프로판디올 ( 석유화학공법 ) 프로필렌글리콜
결론 써스테라 TMg 프로판디올은 100% 천연에서제조된원료로환경친화적임 천연원료로품질이매우안정적임 기존글리콜을대체하여우수한특성나타냄 1,4 BD 및 1,6-HD 등일부글리콜대비적은량사용 소량의사용에도수지에획기적인유연성부여 저온특성이매우뛰어남 경직도및취성이개선되며표면경도가유지됨