화학물질의 특성 및 분석기법
플라스틱의 특성
1. 강도 ; 비강도가 우수하다.
2. 신도 ; 수%에서 수백%까지 범위에서 광범위하게 변형이 가능하고 유리, 도자기, 금 속 등에 비하여 월등히 우수하다.
3. 소성 ; 실온에서는 거의 없으나 승온(보통 250℃ 전후)을 하면 소성이 증대하여 가공 성이 증대한다.
4. 탄성 ; 고무와 같이 다른 재료에서 얻을 수 없는 수%에서 수백%까지의 탄성변형을 기대할 수 있다.
5. 밀도 ; 보통 0.8에서 2.0정도로 금속에 비하여 매우 작다.
6. 광학적 성질 ; 극히 투명도가 높은 것, 낮은 것, 광택이 좋은 것 착색이 자유로운 것 등 자유자재로 용도에 맞게 설계가 가능하다.
7. 화학적 안정성 ; 내산화성, 내유성, 내약품성, 내수성 등이 우수한 것이 많으며 내열 성은 금속에 비하여 낮다.
8. 분자량의 불균일성 ; 중합 도중에 정지를 한다든가, 사슬이 계속하여 성장한 고분자 들과 섞여 있는 상태로 분자량의 균일성이 떨어진다.
9. 콜로이드성 10. 섬유 및 피막형성 11. 접착성 12. 전기적 절연성 13. 결정성
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플라스틱의 연소과정
1. 열분해과정
가열에 의하여 고분자물질은 함유수분의 증발, 용융과정을 거쳐 열분 해를 일으킨다.
2. 열분해과정
가연성, 불연성의 기체와 탄화잔류물이 생성되고 가연성기체는 공기 와 섞이어 가연성 혼합기를 형성한다.
3. 발염연소과정
가연성 혼합기는 착화원에 착화되어 연기등의 연소생성물은 배출하고 발생된 연소열은 미연소부분의 가열에 사용된다.
4. 무염연소과정
탄화잔류물은 흡입한 공기에 의하여 산화되고, 조건에 따라서는 무염 연소를 일으켜서 미연소부분의 가열에 사용된다.
5. 훈소과정
산소가 부족하거나 가연성가스가 연소범위에 들지 않는 경우에는 연 소가 일어나지 않고, 연소생성물은 직접 외부로 방출되며 특히 산소
부족 시 훈소를 한다. 2
용어
1. 제1차 전이점 ; 상이 변하는 온도로 이 점을 경계로 하여 밀도나 비열이 급 변한다.
2. 녹는점(melting point, Tm) ; 분자는 분자간력에 의해 결합하고 있으나 온도가 상승함에 따라 분자의 열운동은 격렬하게 되며, 어느 온도가 되면 분자 간력을 극복하는 운동에너지를 가지게 되어 자유롭게 움직이게 되어 액체가 되 는 온도.
3. 끓는점(boiling point, Tb) ; 녹는점 이상으로 온도가 상승하면 상호의 분 자간력이 완전히 절단되며 분자는 공간에서의 자유거동을 하는 상태의 온도.
4. 열분해온도(degradation temperature) ; 분자간력이 강하여 분자간력 이 열에너지를 얻어도 잘 절단되지 않고 원자간력 쪽이 먼저 절단하여 분자가 분해되는 온도.
5. 연화온도(softening point;Ts) ; 고분자를 가열해 가면 액체로 상전환이 되기 전에 점차 연해지고 결국 액체로 되는데 명확한 점으로서의 녹는점이 존 재하지 않고 범위로 나타나게 되는 온도.
6. 유리전이온도(Tg, glass transition temperature) ; 비용적 그래프상의 변곡점이 나타나는 온도로서 이온도를 중심으로 플라스틱의 물성이 급변한다.
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액체 탄화수소의 공통적인 성질과 저장 및 취급방법
1. 액체탄화수소의 공통성질
1) 상온에서 액체이며 인화가 용이(이연성이며 속연성) 2) 대부분 물보다 가볍고 물에 녹기 어렵다.
3) 이들의 증기는 공기보다 무겁다.
4) 증기는 공기와 약간 혼합되어도 연소한다.
2. 석유화학 제품의 저장 및 취급
1) 인화점 이하로 유지, 용기 밀폐, 통풍이 되는 곳 보관 2) 액체 및 증기의 누출에 주의
3) 점화원으로 부터 격리 보관 4) 정전기 발생에 유의
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화학화재와 관련 용어의 정의
1. 자연발화
- 물과 습기 혹은 공기 중에서 물질이 발화온도보다 낮은 온도에서 화학변화에 의해 자연발열하고, 그 물질 자신 또는 발생한 가연성 가스 연소하는 현상
2. 화합발화
- 두 종 혹은 그 이상의 물질이 서로 혼합 또는 접촉해서 연소하는 현상
3. 인화
- 인화 : 물질자신으로부터 발화하는 것이 아니라 전기 스 파크, 불꽃 등의 화원에 의해 착화되어 연소하는 현상 4. 폭발
- 정지상태인 물질이 급격히 팽창하는 현상으로 빛과 소 리 , 충격적 압력을 수반하고, 순간적 연소를 완료 현상
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셀룰로이드의 물리, 화학적 성질과 화재조사 시 감식 요령
1. 성질과 성상 ; 니트로셀룰로스에 가소제(알콜에 장뇌를 용해한 용액)을 첨가하여 경화시킨 후 알코올 을 증발시킨 최초의 플라스틱이다.
2. 물리적 성질
강도, 탄성, 표면경도, 치수안정성이 우수하고 열에 대하여 예민하고, 75℃에서 경화, 165~170℃에서 발화하고 급격히 연소
3. 화학적 성질
1) 상온에서 완만하게 자연분해한다.
2) 자연분해는 주로 원료 니트로셀룰로스의 품질에 근거한 것으로 반은 산화의 정도․ 질화 때의 잔존황 산의 양이 원인이다.
3) 메틸알콜, 에틸알콜, 아세톤, 초산에스테르에 용해, 물, 벤젠, 톨루엔에 불용.
4. 자연분해시의 특징
1) 발화하기 이전에는 특유의 장뇌냄새가 나서 발화 시에는 자갈색의 분해생성가스를 발생한다.
2) 셀룰로이드의 연소속도는 분자 중에 니트로기를 갖고 있으므로 급격히 반응하고, 밀폐용기 중 혹은 개구부의 좁은 곳에서 발화하는 경우에는 폭발적으로 연소한다.
3) 밀폐용기 내에서도 분자 중의 산소를 소비하여 연소한다.
5. 감식요령
1) 표면이 그물눈 형태로 화재손실의 잔류물이 발견되었을 때는 셀룰로이드가 자연발화에 의하여 발화 한 것이라고 유추 가능.
2) 감정방법으로서는 화학분석에 의한 질산이온의 검출, 내열시험, 분광분석, 현미경에 의한 관찰 등을 종합하여 판단.
3) 일반적으로 화재 손실한 잔류물은 표면이 그물눈형태이고 중심부를 나이프 등으로 절단하면 내부에 서 장뇌냄새가 나는 타르상의 노랑, 보라, 백색 등의 심지모양이 발견된다.
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플라스틱의 중합 시 화재가 발생할 수 있는 가능성
1. 중합의 정의 : 동종의 분자가 반복적으로 결합해서 거대 분자의 화합물이 되는 현상을 중합이라 하고 이 때에 생긴 고분자화합물을 중합체라고 한다.
2. 단량체의 종류
초산비닐[CH2=CH(OCOCH3)], 아크릴로니트릴[CH2=CH- CN], 액화시안화수소[H-CN], 스틸렌 [C6H5-CH=CH2], 아 크릴산에스테르 [CH2=CHCOOR] 등
3. 화재 발생 가능성
1) 중합방지제가 활성을 잃으면 중합반응이 폭발적으로 일 어나 중합열에 의해 용적이 팽창하고 용기가 파열하거나 폭 발하는 경우가 있다.
2) 산화방지제가 부족하면 비정상적으로 중합이 진행되고 자연발화할 가능성도 있다.
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