고분자 화학 1,2장

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(2)

- 자동차 부품 - 생활용품 - 첨단부품 - 의류용품 - 자동차 부품 - 생활용품 - 첨단부품 - 의류용품 - 고분자의 사전적 의미는 1만 이상의 분자량과 100개 이상의 원자 결합의 중합체 - 흔히 플라스틱이라고 부르기도 함. - 단, 고분자로 만든 제품이 플라스틱이며, 즉, 고분자의 플라스틱의 원료이며, 사전적인 의미를 넘어서 더욱 포괄적인 범위의 고분자들이 존재함. - 고분자의 사전적 의미는 1만 이상의 분자량과 100개 이상의 원자 결합의 중합체 - 흔히 플라스틱이라고 부르기도 함. - 단, 고분자로 만든 제품이 플라스틱이며, 즉, 고분자의 플라스틱의 원료이며, 사전적인 의미를 넘어서 더욱 포괄적인 범위의 고분자들이 존재함. 고분자 (플라스틱) 자동차 부품 생활 용품 의류 용품 첨단 부품

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고분자의 고분자의 시초는시초는?? 1863 1863년년 뉴욕의뉴욕의 엘버니엘버니 거리에거리에 나붙은나붙은 광고에서부터광고에서부터 시작된다시작된다.. 칼의 칼의 손잡이부터손잡이부터 작은작은 물건의물건의 부품들을부품들을 모두모두 코끼리의코끼리의 상아로상아로 만들어졌고만들어졌고,, 당시당시 미국에서미국에서 대대 유행했던유행했던 당구에 당구에 쓰이는쓰이는 당구공당구공 역시역시 마찬가지였다마찬가지였다.. 그런데 그런데 여기서여기서 문제가문제가 발생했다발생했다.. 상아의상아의 엄청난엄청난 수요로수요로 인해인해 아프리카아프리카 코끼리의코끼리의 수가수가 점점점점 줄어들자줄어들자,, 1880 1880년대년대 상아의상아의 공급이공급이 크게크게 줄어줄어 미국으로의미국으로의 수출이수출이 거의거의 이뤄지지이뤄지지 않았던않았던 것이다것이다.. 미국의 미국의 가장가장 큰큰 당구공당구공 제조업자는제조업자는 이에이에 위기의식을위기의식을 느껴느껴,, 「「상아의상아의 대용품을대용품을 만든만든 사람에게사람에게 상금상금 11만만 달러를 달러를 드립니다드립니다」」라는라는 광고를광고를 내걸게내걸게 되면서되면서 고분자의고분자의 태동을태동을 이끌어이끌어 내었다내었다.. 이 이 광고를광고를 본본 인쇄공인쇄공 하이어트하이어트((JJ..WW..HyattHyatt))는는 여러여러 실패를실패를 거듭한거듭한 끝에끝에 18691869년년 합성물질을합성물질을 이용하여이용하여 완벽한 완벽한 제품을제품을 만들었으며만들었으며,, 이후이후 이이 물질에물질에 ‘‘셀룰로이드셀룰로이드’’라는라는 이름을이름을 붙여붙여 상용화하는상용화하는 데데 성공하였다성공하였다.. 이후이후 틀니 틀니,, 상자상자,, 단추단추,, 자자,, 필름필름 등등 여러여러 물건의물건의 주재료로주재료로 사용되기도사용되기도 하였으며하였으며,, 이것이이것이 고분자의고분자의 시초가시초가 되었다되었다..

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탄소수 명명법 탄소수 명명법 1 metha 6 hexa 2 etha 7 hepta 3 propa 8 octa 4 buta 9 nona 5 penta 10 deca

※ 단일결합 화합물 : -ane / 이중결합 화합물 : -ene / 삼중결합 화합물 : -yne

예)

C-C C=C C≡C

C-C-C-C C=C-C C≡C-C-C

C-C-C-C-C-C C=C-C-C

C-C-C-C-C-C-C-C-C-C C=C-C-C-C-C-C-C

ethane ethylene acetylene

butane propylene butyne

hexane butene

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PE (poly-ethylene)

- 폴리에틸렌(polyethylene)은 그 중합방법에 따른 분자구조 차이로 HD, LD, LLD 등으로 나눌 수 있다. - HD는 high density, LD는 low density, LLD는 linear low density를 뜻함.

- HDPE는 선형구조 ; mulching film, 상,하수도용 파이프, 대형 플라스틱 용기 - LDPE는 그물망 구조 ; 마요네즈 또는 케첩 병, 과일 포장 비닐 등 투명성 및 유연성을 요하는 분야 ; 라디칼 중합에 의한 특징으로 절연성 피복 등에 사용 - LLDPE는 HD와 유사한 선형구조이나 α-olefin과의 공중합을 통한 곁가지로 인해 밀도를 낮춘 구조를 갖고 있음. PE (poly-ethylene) - 폴리에틸렌(polyethylene)은 그 중합방법에 따른 분자구조 차이로 HD, LD, LLD 등으로 나눌 수 있다. - HD는 high density, LD는 low density, LLD는 linear low density를 뜻함.

- HDPE는 선형구조 ; mulching film, 상,하수도용 파이프, 대형 플라스틱 용기 - LDPE는 그물망 구조 ; 마요네즈 또는 케첩 병, 과일 포장 비닐 등 투명성 및 유연성을 요하는 분야 ; 라디칼 중합에 의한 특징으로 절연성 피복 등에 사용 - LLDPE는 HD와 유사한 선형구조이나 α-olefin과의 공중합을 통한 곁가지로 인해 밀도를 낮춘 구조를 갖고 있음. 5대 범용고분자 : 일상에서 가장 많이 사용되는 5개의 고분자를 일컫는 말

•HDPE (high density polyethylene) •LDPE (low density polyethylene) •PVC (poly vinyl chloride) •PP (polypropylene)

•PS (polystyrene)

5대 범용고분자 : 일상에서 가장 많이 사용되는 5개의 고분자를 일컫는 말

•HDPE (high density polyethylene) •LDPE (low density polyethylene) •PVC (poly vinyl chloride) •PP (polypropylene)

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C C C C CC CC CC CC CC CC CC CC CC CC CC CC CC C C C C CC CC CC CC CC CC CC CC CC CC CC CC CC

HDPE

C C C C C C C C C C C C CC CC CC CC CC CC CC CC CC CC

LDPE

C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C

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C C C C C C C C CC CC CC CC CC CC CC CC CC CC CC

LLDPE

C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C CC CC CC CC CC CC CC CC CC CC CC CC C C C C C C C C C C C C C C C C C C CC CC CC CC CC CC CC CC CC CC CC CC C C C C C C C C C C C C C C C C C C CC CC CC CC CC CC CC CC CC CC CC CC C C C C C C C C C C

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PP

PP(polypropylene)는 입체규칙성이 중요하며, 입체규칙성에 따라 isotactic, sydiotactic, atatic PP 로 나뉜다. H₂ C HC H₂ C CH₃ H C CH₃ H₂ C HC CH₃ H₂ C HC CH₃ H₂ C HC H₂ C CH₃ C H H₂ C HC CH₃ H₂ C C H CH₃ CH₃ H₂ C HC H₂ C CH₃ C H H₂ C HC CH₃ H₂ C HC CH₃ CH₃ isotactic PP syndiotactic PP atactic PP - 입체규칙성에 따라 물성이 다르게 나타남. - 밀도 0.91g/㎤로 매우 가벼움. - 용융온도가 160℃로 열탕소독이 가능 - 높은 인장강도로 로프, 포장용 끈으로 사용 - 필름용으로는 담배 포장지, 내수성 스카치 테이프 사용 ※ 대부분의 상업용 PP는 isotactic PP임.

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PS

PS(polystyrene) 역시 side group으로 인해 PP와 같은 입체규칙성을 가짐. - 덩치가 큰 side group으로 인해 투명도가 매우 높음

- 유리 전이 온도가 높아 용도가 다양하지만, 그 만큼 취성도 높아 합성고무 등과의 blend를 통해 사용하는 것이 대표적

- ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene), SAN(Styrene Acrylonitrile Copolymers) 수지 등이 이에 속함

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PVC

PVC는 미국 Union Carbide사에서 1936년에 처음으로 사업적 생산이 이뤄짐. - PP, PS와 마찬가지로 입체규칙성을 띄는 side group이 존재하나 라디칼 중합을 통해 제조됨으로써 atatic 형태의 PVC만 존재 - PVC는 투명할 뿐만 아니라 기체 투과도가 낮아 농촌의 비닐하우스용 필름으로 LDPE, LLDPE와 함께 많이 사용 - PVC의 대표적인 제품은 흔히 알고 있듯이 Pipe용이 가장 많이 사용되지만, 가소제가 첨가된 연질 PVC는 실내 바닥재, 벽지 필름이나, sheet, mat, 포장재 등으로도 사용 - 단, PVC 소각시 HCl을 방출하여 소각로 벽면을 부식시키거나, 확인되진 않았지만, 소각시 dioxin을 생성할 수 있는 것으로 의심되어, 세계 각국에서 사용기간이 짧은 일회용품 등에 PVC를 사용할 수 없도록 하기 위한 법안을 채택 - 그러나 아직 PVC의 물성과 가격에 견줄 수 있는 재료가 100% 개발되지 않았기 때문에 여러 분야 에서 대체소재를 찾기 위한 노력이 끊임없이 진행 중에 있음