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고분자의 물성 - 2) 고무탄성 및 물리적 성질 1. 고무탄성 (Rubber elasticity) 고무줄을 수백% 늘렸다가 놓으면 거의 원래의 길이로 회복됩니다. 그러나 이와는 대조적으로 강철선은 몇 %의 범위에서만 가역적으로 변형될 뿐이며, 이 범위를 넘으면 비가역적 변형, 즉 소성변형을 하게 되고 결국 끊어지게 됩니다. 이와 같이 큰 인장 범위 내에서 가역적으로 탄성을 지키는 것을 고무탄성 (rubber elasticity)이라 하며, 이는 고무상 물질의 중요한 특성입니다. 이러한 성질 외에도 고무는 늘이면 온도가 올라가고, 줄어들 때 온도가 내려가게 됩니다. 또한 일정한 하중을 가한 상태에서, 늘어난 길이는 가열하면 감소하고 냉각시키면 증가하게 됩니다. 이것은 금속과는 반대되는 성질입니다. 천연에서 채취된 고무는 polyisoprene으로서 선형.. 2024. 1. 1.
고분자 중합공정 - 1) Bulk 중합 Bulk 중합은 단량체와 촉매 등 중합에 필요한 필수성분만을 반응조에 투입하여 중합하는 방법입니다. 이 중합은 발열량이 많고 중합에 따르는 점도의 증가가 현저하므로 bulk 중합을 하려면 이러한 문제점을 고려한 공정의 설계가 필요합니다. 1. 연쇄중합 Bulk 중합은 고분자 합성공정 중 가장 단순하고 직접적인 방법입니다. 단량체와 소량이 개시제, 그리고 경우에 따라 분자량 조절제만을 반응조에 투입하며, 반응이 진행됨에 따라 단량체와 고분자만이 반응계의 구성요소가 됩니다. 이 점은 bulk 중합의 최대의 장점인 순수한 고분자의 생성을 보장합니다.반응조에 투입되는 물질은 직접 반응에 참여하지 않더라도 생성되는 고분자에 포함될 수 있으며, 대부분의 경우 생성된 고분자는 반응 후 증류, 추출, 결정화 등에 의한.. 2023. 12. 30.
그 밖의 고분자 가공 (섬유가공, 표면코팅, 발포가공) 1. 섬유가공 섬유는 고분자 성형품 중에서 가장 중요한 것 중 하나입니다. 고분자를 섬유로 가공하기 위해서는 일반적으로 용액방사법 (solution spinning)과 용융방사법(melt spinnin)을 사용합니다. 용액방사법은 고분자를 용매에 녹여 점도가 높은 용액을 만든 후 주사기와 같은 작은 구멍을 통하여 방사합니다. 용액방사법은 방사된 고분자 용액을 비용매에 통과시킴으로써 용매를 제거하여 섬유를 제조하는 습식법과 열풍으로 용매를 건조 시키는 건식법으로 구분됩니다. 용융방사법에서는 고분자를 압출기를 사용하여 직접 섬유로 가공합니다. 방사가 끝나면 생성된 섬유의 물성을 향상시키기 위하여 섬유를 연신합니다. 연신에 의하여 분자가 일정한 방향으로 배향하게 되고 그 결과 섬유의 물성이 개선됩니다. 2. .. 2023. 12. 30.
고분자 가공 - 3) 성형품 가공 고분자 물질은 다양한 방법으로 성형품으로 가공됩니다. 이러한 가공 성형품은 생활의 각 부분에 사용되며 가공품의 형태는 각종 용기, 톱니 및 생활용품 등 수없이 많으며 기계, 전기, 전자, 자동차 부품 등 거의 전 산업분야에 사용됩니다. 성형가공방법은 매우 다양하며 가장 대표적이고 생산성이 높은 방법은 사출성형법 및 압출법이라고 할 수 있습니다. 성형의 생산성을 높이기 위해서는 대단히 복잡하고 가격이 높은 생산설비를 필요로 하는 경우가 있습니다. 따라서 대부분의 실험실적 가공을 위해서는 casting 및 압축성형 등 많은 투자를 필요로 하지 않는 성형법을 적용하게 됩니다. 1. Casting Casting은 액상의 단량체 또는 prepolymer를 금형에 주입하여, 금형 내부에서 중합 경화 시킴으로써 성형.. 2023. 12. 30.
고분자 가공 - 2) 필름가공 방법 열가소성 또는 열경화성 수지는 여러 가지 형태의 생활에 필요한 가공제품의 생산에 활용됩니다. 가공제품의 형태는 필름, 섬유, 각종 형태의 성형품 등 수없이 많습니다. 가공 방법의 종류도 사출, 압출, calender 가공 등 많은 방법이 있습니다. 고분자 물질의 가장 특이한 점 중 하나는 필름을 형성할 수 있다는 것입니다. 필름가공 방법은 주로 용액 casting법과 용융가공의 형태로 나누어질 수 있습니다. 그 외의 가능한 방법으로는 소결(Sintering)등이 있습니다. 실험적으로 casting이 매우 유용한 방법이며, 용융가공은 설비에 대한 많은 투자가 필요하므로 상업생산에 주로 이용되어 있습니다. 1. 용액 Casting법 고분자 물질을 용매에 용해시키면 점성이 높은 용액을 얻을 수 있습니다. 이 .. 2023. 12. 30.
고분자의 가공 - 1) 첨가제 (Additive) 고분자를 그대로 가공하는 경우도 많으나 첨가제(additive)를 섞어 함께 가공하여 최종제품을 얻는 경우가 많습니다. 목적에 따라 여러 종류의 첨가제가 사용되는데, 첨가제를 쓰는 첫번째 이유는 물론 원하는 물성을 얻기 위해서 입니다. 그러나 가공을 용이하게 하기 위하여 또는 가공 중 발생할 수 있는 물리적 성질의 저하를 방지하기 위하여 첨가제를 가하는 경우도 있습니다. 1. 가소제 (Plasticizer) 가소제(plasticizer)는 고분자 물질에 유동성을 주어 소성 유동(plastic flow)을 유발시켜 압출, 압축성형 등의 가공을 용이하게 하며 또한 고분자 물질의 딱딱한 정도를 감소시켜 유연성을 증가시킨다. Poly(vinyl chloride)(PVC)와 cellulose ester등에 널리 .. 2023. 12. 30.
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