고분자의 특성과 응용
플라스틱은 어디에 사용되나요?

폴리머란 무엇입니까?

폴리머는 고분자량을 특징으로 하는 특정 유형의 화학 물질입니다. 더욱이 이들은 특정 구조를 가지고 있습니다. 즉, 메르(mers) 라는 반복 단위로 구성됩니다. 고분자량은 단일 mer의 분리 또는 부착이 화합물의 화학적 및 물리적 특성을 크게 변경하지 않음을 의미합니다. 이는 올리고머(소수의 메르로 구성된 물질)와의 중요한 차이점입니다. 예를 들어 이러한 변화로 인해 녹는점이 달라질 수 있습니다. 폴리머는 주로 플라스틱 과 연관되어 있습니다. 그러나 실제로는 이 화합물 그룹이 훨씬 더 광범위합니다. 플라스틱의 구성 요소인 합성 고분자 외에도 자연에서 흔히 볼 수 있는 천연 고분자 도 있습니다. 그들은 살아있는 유기체의 기본 구성 요소 중 하나입니다.

폴리머의 화학적 성질

각 폴리머는 고유한 개별 특성을 가질 수 있습니다. 그러나 중합체 모두에 공통적인 여러 가지 화학적 특성을 구별하는 것은 가능합니다. 이는 다음과 같습니다:

• 화학 물질에 대한 내성. 예를 들어, 포장 에 사용되는 플라스틱은 그 안에 포함된 화학물질과 반응하지 않습니다.
• 전기 및 단열. 폴리머는 좋은 절연체입니다. 케이블의 보호층이나 전기 소켓에 사용되는 재료는 이들로부터 생산됩니다. 열 저항과 관련된 특성으로 인해 이러한 재료는 냄비 손잡이와 같은 가정에서 사용할 수 있습니다.
• 가벼우면서도 강도가 높습니다 . 일부 플라스틱은 물에 뜰 수도 있습니다.
• 처리가 용이합니다 . 폴리머는 다양한 방법으로 가공될 수 있습니다. 즉, 얇은 층(예: 직물 섬유)과 견고한 백본 구조로 형성될 수 있습니다. 특정 모양으로 쉽게 형성될 수 있습니다.

폴리머는 어떻게 생산되나요?

폴리머 생산은 중합과 축중합이라는 두 가지 방법 중 하나를 사용하여 수행할 수 있습니다. 첫 번째 과정에서는 단량체가 서로 결합하는 연쇄 반응이 일어납니다. 이는 부산물의 형성을 동반하지 않습니다. 중합이 일어나기 위해서는 반응을 시작하고 소비되는 물질인 개시제를 사용해야 합니다. 연결 단량체는 원래 고체, 액체 또는 기체상일 수 있습니다. 중합으로 인한 플라스틱은 다음과 같습니다.

• LDPE 및 HDPE 폴리에틸렌 ,
• 폴리염화비닐(PCV) ,
• 폴리프로필렌(PP) ,
• 폴리스티렌(PS).

중축합은 거대분자, 즉 중합체를 생성하고 부산물로 물, 암모니아 또는 염화수소 와 같은 다른 물질을 생성합니다. 이 반응을 통해 폴리머 사슬은 단계적으로 성장합니다. 중축합으로 생산되는 가장 인기 있는 플라스틱은 다음과 같습니다.

• 폴리아미드,
• 페놀-알데히드 수지,
• 에폭시 수지,
• 특정 폴리에스터 .

플라스틱 생산의 후속 단계에서는 안정제나 개질제와 같은 다양한 유형의 첨가제가 필요한 경우가 많습니다. 이를 통해 특정 특성을 지닌 재료를 생산하는 것이 가능합니다. 제품 포털에서 제공되는 PCC 그룹 포트폴리오에서 다양한 플라스틱용 첨가제를 찾아볼 수 있습니다 .

어떤 유형의 폴리머가 있습니까?

모든 중합체는 기원, 구조, 모양, 분자 배열 등 여러 기준에 따라 분류될 수 있습니다. 폴리머는 기원에 따라 다음과 같습니다.

• 합성 , 즉 단량체로부터 화학적 합성을 통해 전적으로 생산됩니다.
• 자연적 , 즉 살아있는 유기체에 의해 생성됩니다. 여기에는 예를 들어 셀룰로오스 , 단백질 또는 핵산이 포함됩니다.
• 천연이지만 화학 반응에 의해 변형됩니다. 예를 들어 셀룰로오스 아세테이트 또는 변형 전분은 변형 폴리머 입니다.

다양한 유형의 폴리머는 사슬 구조에 따라 구별될 수도 있습니다. 그 중에는 선형, 분지형, 사다리형 또는 가교형 폴리머가 있습니다. 더욱이, 고분자 분자는 사슬 연결이나 나무와 유사한 특이한 모양을 가질 수 있습니다. 또 다른 분류는 한 체인에 있는 서로 다른 메르의 수를 기반으로 합니다. 단일 유형의 메르로 사슬이 형성되면 이는 호모폴리머 입니다. 둘 이상이 존재하는 경우 이러한 화합물을 공중합체 라고 합니다. 대부분의 폴리머는 유기 화합물입니다. 그러나 상당히 큰 그룹의 무기 고분자 , 즉 탄소 화합물을 포함하지 않는 고분자가 있습니다. 여기에는 폴리설파이드, 폴리실록산 또는 폴리포스파젠이 포함됩니다. 구조의 다른 특성을 기반으로 다음 유형의 폴리머를 구별할 수 있습니다.

• 탄소와 수소로만 구성되고 긴 탄소 사슬을 포함하는 폴리올레핀 ; 이 그룹에는 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리프로필렌 등이 포함됩니다.
• 긴 탄소 사슬을 포함하지만 탄소 원자 사이의 결합이 끊어져 형성되는 비닐 중합체 ; 이 그룹의 예로는 폴리염화비닐이 있습니다.
• 폴리에테르 : 에테르 결합을 함유한 중합체;
• 폴리아미드 : 아미드 결합을 갖는 중합체(-NH-C(O)-);
• 폴리우레탄 : 우레탄 결합을 함유한 중합체(-NH-C(O)-O-);
• 폴리에스테르 : 에스테르 결합을 갖는 중합체(-C(O)-O-);
• 폴리카보네이트 : 카보네이트 결합을 갖는 폴리머(-O-C(O)-O-).

폴리머의 응용에 영향을 미치는 중요한 특징은 분자 배열입니다. 일부 물질은 구조나 질서가 없이 무정형일 수 있습니다. 이는 일반적으로 투명하므로 예를 들어 포장이나 콘택트 렌즈 제조에 사용할 수 있습니다. 다른 유형의 폴리머에서는 원자가 결정 구조를 형성하는 패턴으로 배열됩니다. 이러한 재료는 불투명합니다. 일부 폴리머의 결정화도는 어느 정도 제어될 수 있으며, 이로 인해 강도, 강성 및 내화학성이 증가하여 특성이 변경됩니다.

폴리머 – 산업 및 건설 분야의 플라스틱 응용 사례

가장 일반적인 폴리머(폴리에스테르, 폴리아미드 또는 폴리에틸렌)는 이미 위에서 언급되었습니다. 이제 정보를 정리하고 다양한 유형의 폴리머가 어떤 용도로 사용되는지 보여줄 차례입니다. 오늘날 폴리머를 사용하지 않는 분야는 사실상 없습니다. 그들은 의학, 전자제품, 화장품에 활용되며 아마도 여러분의 가정에도 있을 것입니다. 그러나 가장 자주 사용되는 분야는 산업과 건설입니다. 다음은 이러한 산업 분야에서 선택된 폴리머 응용 사례입니다.

• 페노플라스틱(phenoplastics) – 페놀과 포름알데히드의 중합으로 형성된 수지를 기반으로 한 플라스틱으로 공구 핸들, 브레이크 및 클러치 라이닝 제조에 사용되며 바니시, 접착제, 바인더의 첨가제로 사용됩니다.
• 에폭시 수지 – 라미네이트, 금속 접착제, 부식 방지 및 절연 바니시 생산에 사용되는 열경화성 플라스틱.
• 폴리에틸렌 – 필름, 우유팩, 일회용 봉지 등 다양한 포장재의 구성 요소입니다.
• 폴리프로필렌 – 배선, 의료 장비, 기술 직물, 바닥재, 파이프, 장난감의 인기 있는 구성 요소입니다.
• 폴리염화비닐 – 특히 바닥 패널, 파이프, 호스 생산에 사용되며 접착제와 바니시의 성분으로 사용됩니다.
• 폴리아미드 – 나일론 섬유, 기어, 압력 파이프 및 기타 기계 부품, 포장 필름, 바닥재 생산에 사용됩니다.
• 폴리카보네이트 – 강도가 높아 투명 유리 생산에 적합합니다. 삼엄한 건물, 항공기, 우주 헬멧 또는 포뮬러 1 자동차;
• 폴리우레탄 – 가구, 자동차, 섬유 산업은 물론 건설 산업의 씰링에 사용되는 폼을 만드는 데 사용됩니다.

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