Chemistry/생활 속 화학

공업 화학 | 고분자의 미래

곰뚱 2020. 2. 1.

최근 화학자들은 새로운 고분자들을 합성하기 위하여 많은 노력을 하고 있다. 우주시대를 맞아 전자부품의 보호와 고온에서 견딜 수 있는 특수코팅을 위하여 새로운 고분자들에 대한 필요성이 요구되고 있다. 새로이 만들어진 것들 중에서 폴리아미드는 이산 무수물과 디아민의 다중 축합반응으로부터 만들어진다. 이 고분자들 중에서 어떤 것들은 고온에서 견딜 수 있는 특성을 갖고 있다.

 

 

플라스틱 물질들은 끊임없이 연구되는 가운데 개선되고 있다. 어떤 것은 강철 밀도의 15% 내지 20%에 불과하면서도 강철의 강도와 견고함에 못지 않은 것들도 있다. 앞으로는 플라스틱의 강도 개선으로 금속보다도 플라스틱을 더 선호하게 될 것으로 기대한다.

 

용매의 사용이 필요 없는 새로운 저온 고분자도 개발되고 있다. 그 용도는 “spray-on” 옷을 만드는 것으로서 간단하게 마네킹 위에 그 단위체를 뿌리면 옷이 될 것으로 기대한다. 어떤 플라스틱들은 인쇄 종이를 대체시키기 위하여 개발되고 있다. 이러한 종이들은 종이의 연마 과정 없이도 부드러운 표면을 제공할 수 있고 특히 마이크로 필름으로 찍을 때 화질의 향상을 가져올 수 있다.

 

최근 전기전도성 플라스틱을 개발하는 작업은 가장 흥미로운 것들 중의 하나이다. 전도성 고분자는 실리콘 도핑에 의하여 반도체를 만드는데 사용되는 개념과 비슷하다. 즉 이것은 소량의 특정 화학물질을 고분자에 도핑하여 만들어진다. 전도성 고분자로서는 아세틸렌 고분자가 가장 유망하다.

 

아세틸렌(C2H2)은 촉매 존재하에서 고분자화되어 탄소원자들의 사슬이 콘쥬케이트된 이중-단일 결합 시스템을 가진 고분자를 형성할 수 있다. 이 첨가 고분자화 반응은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

 

 

이 고분자는 보통 실험실에서 제조할 때 검은 분말로 얻어지고, 1970년 이전까지만 해도 거의 주목을 받지 못하였다. 그러나 그 후 이것은 금속처럼 보이는 은색 필름을 만들 수 있었으며 더욱 중요한 것은 이 플라스틱 물질이 전류를 통과시킨다는 것이었다.

 

금속과 유사한 폴리아세틸렌은 결정성 구조에 잘 맞는 아주 길게 연결된 콘쥬게이트 고분자에 의하여 설명될 수 있다. 또한 오랫동안 콘쥬게이트 탄소 시스템은 그 시스템을 따라 원자에서 원자로 전하를 통과시키는 데 적당한 것으로 알려졌었다.

 

폴리아세틸렌에 이어서 유용한 전기적인 성질을 가진 많은 비슷한 플라스틱들이 이론적으로 구상되었으며 현재 다수가 만들어지고 있다. 이와 같은 플라스틱의 응용성은 이 분야에 있는 연구자들을 매우 흥분시키고 있다. 예를 들면 플라스틱 부품을 가진 가벼운 전지들이 만들어졌으며 현재 상업적으로 이용할 수 있는 것들도 등장하였다.

 

따라서 미래에는 전기 자동차의 최대 결점인 납 전지의 무게 문제도 이러한 플라스틱으로 해결할 수 있을 것이다. 모터, 발전기, 전선, 자석 그리고 전기 부품들은 모두 신물질의 응용이 가능한 것들이다. 합성 섬유가 비단과 양모를 부분적으로 대체한 것처럼 미래에는 플라스틱 전도체가 금속 전도체를 대체할 가능성이 높다.

 

 

 

 

 

 

 

 

[일반화학]공업화학 레포트

1. 합성 유기 고분자 자연의 생태계는 식물의 셀룰로오즈와 동물의 단백질 등과 같이 다양한 고분자(polymer)들을 만들고 있다. 근대 화학의 발달로부터 인간의 삶에 가장 큰 영향을 미친 것 중의 하나는 석유로부터 유도된 분자에서 고분자를 합성할 수 있었던 것이다. 그리고 오늘날에는 합성 고분자를 사용하지 않고서는 생활할 수 없을 정도에까지 이르렀다. 의복의 대부분이 합성 고분자이고 음식은 고분자 물질에 의해 포장되며 많은 기구나 설비 및 자동차들도 고

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