고분자 합성 및 첨가제에 대한 기술적 검토

식물성 플라스틱

원래 플라스틱 수지는 목화의 셀룰로오스, 귀리 껍질의 푸르푸랄, 종자의 오일 및 다양한 전분 유도체를 포함한 식물성 물질로 만들어졌습니다. 합성 성분으로 만든 최초의 플라스틱 중 하나인 베이클라이트(페놀 포름알데히드 수지)는 벨기에 태생의 화학자 Leo Backeland가 1907년 뉴욕에서 개발했습니다. 베이클라이트는 페놀과 포름알데히드의 제거 반응을 통해 만들어집니다. 원래 전기 절연체, 라디오 및 전화 케이스의 전기적 비전도성 및 내열성 속성 때문에 사용되었습니다. 보기 좋은 모양을 하고 있어 장신구와 같은 소비재를 만드는 데에도 사용되었습니다. 그러나 오늘날 대부분의 플라스틱은 천연 가스를 비롯한 석유 화학 물질로 만들어집니다.

고분자 합성:플라스틱이 어떻게 만들어지는지

플라스틱은 탄소(C), 수소(H), 질소(N), 염소(Cl), 황(S)과 같은 원소를 포함하는 유기 물질입니다. 그들은 일반적으로 석유, 천연 가스 및 석탄과 같은 원료로 만들어집니다. 플라스틱을 만드는 첫 번째 단계는 단량체라고 하는 원료의 중합입니다.

크래킹 단계

탄화수소는 "분해 단계"에서 가열됩니다. 이 과정에서 촉매의 존재 하에 더 큰 분자는 에틸렌(에탄) C2H4 프로필렌(프로판) C₃와 같은 더 작은 분자로 분해됩니다. H₆ , 부탄 C₄ H₆ 및 기타 탄화수소. 생성된 에틸렌의 수율은 크래킹 온도에 의해 제어되며 850°C의 온도에서 30% 이상일 수 있습니다. 스티렌과 염화비닐은 후속 반응에서 생성될 수 있습니다.

중합의 두 가지 주요 유형은 추가 및 축합 반응입니다. 이러한 과정은 기체, 액체 및 때로는 고체 상태의 단량체에서 발생할 수 있습니다.

응축 반응

축합 반응에서 , 두 분자는 물, 알코올 또는 산과 같은 더 작은 분자의 손실과 결합합니다. 이러한 유형의 반응에서 단량체 1과 단량체 2는 모두 수소(H)와 히드록실기(OH)를 가지고 있습니다. 그들이 촉매와 함께 오면 한 단량체는 수소 원자를 잃는 반면 다른 단량체는 히드록실기를 잃습니다. 수소와 수산기가 결합하여 물(H₂ ). 남아 있는 전자는 단량체 사이에 공유 결합을 형성하여 공중합체의 긴 사슬을 형성합니다.

생성된 단량체는 중합체라고 하는 화학 사슬로 결합될 수 있습니다. 각각의 특성과 특성을 지닌 서로 다른 단량체의 사슬에 의해 다양한 중합체가 생성됩니다. 가변성을 통해 플라스틱은 내열성, 내화학성, 강도 등과 같은 응용 분야 요구 사항을 충족하는 제품으로 성형될 수 있습니다.

추가 반응

부가 반응에서 , 이중 결합을 가진 전자는 단량체 내에서 재배열되어 다른 단량체와 단일 결합을 형성합니다. 아래의 에탄 분자와 염소 분자 사이의 부가 반응은 폴리머의 형성을 보여줍니다.

ㅇ ㅇ 음

\ / │ │

C =C + Cl – Cl → H ― C ― C ― H

/ \ │ │

ㄱ ㄴ

여기에서 탄소 원자 사이의 이중 결합은 염소 원자가 각 끝에 추가되어 단일 결합이 됩니다.

첨가물

기본 폴리머가 형성된 후 특정 특성을 개선하기 위해 화학 첨가제를 포함할 수 있습니다. 여기에는 폴리머를 오존이나 산소로 인한 분해로부터 보호하기 위한 산화방지제, 난연제, 정전기 방지 첨가제 및 폴리머 유연성을 높이기 위한 윤활제가 포함됩니다. 또한 유연성 향상을 위한 가소제, 자외선에 의한 열화 방지를 위한 자외선 안정제, 착색을 위한 안료 등이 포함되어 있습니다. 합성물은 수지에 유리, 탄소 및 기타 섬유를 추가하여 만들 수 있습니다. 플라스틱은 강산, 염기 및 알칼리를 견디고, 가정용 가구의 화재를 지연시키며, 베어링용 윤활유를 함유하거나 열대 태양을 견딜 수 있는 합성될 수 있습니다.

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