고분자의 종류와 성질, 폴리락트산에 대한 조사자료

소개글

고분자의 종류와 성질, 폴리락트산에 대한 조사자료에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 서론
2. 분해성 고분자
2.1 분해성 고분자의 정의 및 종류
2.2 생분해성 고분자
2.3 생붕괴성 고분자
2.4 광분해성 고분자
3. 폴리락트산계 고분자
3.1 폴리락트산의 생산
3.2 폴리락트산의 물리화학적 성질

본문내용

시작되며 60도의녹는점(Tm)를 갖고 -6O도의 유리 전이온도(Tg)를 갖는 결정성 폴리에스터이다. 폴리카프로락톤은 폴리에텔렌 글리콜과 마찬가지로 유연성이 매우 크고 폴리락트산과 혼화성이 매우 높은 물질이다. 그러나 카프로락톤의 함량이 증가할 수록 공중합체의 분자량은 떨어지는 경향을 나타내고 있다. 폴리 락트산-PCL 공중합체는 폴리락트산 단독중합체에 비해적 은 함량의 카프로락톤 첨가에도 불구하고 유연성 이 상당히 개선되었다. 따라서 PLA-PCL 공중함체의 적절한 비율 조정에 의해 여러가지 물성을 갖는 중합체의 제조가 가능할 것이다.
2. 폴리락트산의 물리화학적 성질
폴리락트산(PLA)은 기계적 강도나 탄성,복원력 등에서 보면 합성의 열가소성 폴리머와 비슷하다. PLA는 생물학적 분해성이나 착색성 등에서 여타의 바이오계 폴리머와도 비슷하다. 또한 PLA는 접히는 성질이나 뒤틀리는 성질등에서 종이처럼 폴리머 아닌것과도 비슷하다. 그러므로 전통적인 폴리머의 특성으로는 파악하기 어렵다.
PLA의 분자량과 분자 구조 및 결정화 정도는 중합 과정의 반응 정도에 따라 달라진다. PLA의 분자량은 100,000 내지 300,000으로 PET(170,000~300,000)와 비슷하다. 분자량이 증가함에 따라 강도와 용매 저항성 및 융점도 증가한다. PLA의 세가지 단량체 중에서, poly(L-latic acid)과 poly(D-lactic acid)은 중간정도의 결정성을 갖고 있고, poly(meso-latic acid)와 poly(d,1-lactic acid)은 비결정성을 갖고 투명하다.
PLA의 비중은 1.25g/cm3로서 PET의 1.34g/cm3보다는 가벼우나, 통상적인 고분자의 비중 0.8~1.05g/cm3 보다는 크고 무겁다. PLA는 투명하고 광택이 높다. PLA의 결정성이 낮아지면 투명성은 높아지고, 광학적 성질은 좋아진다. PLA의 충격강도는 PET와 거의 같으므로 음료수용의 플라스크에 사용 할 수 있다.
PLA의 유리전이 온도는 섭씨 60 정도로 비교적 낮고, 이온도 이상에서 습도가 높아지면 쉽게 분해된다. PLA의 융점은 85~170 이다. PLA는 그리스와 기름에 대한 저항이 크므로, 고점도의 유성액체 포장재료로 이용 할 수 있다. 또한 PLA는 건조 상태의 제품이나 저장 수명이 짧은 제품의 포장에도 적합하지만, 산소와 탄소 및 수분에 약하여 탄산 음료 등의 포장 재료로서는 적합하지 않다. PLA는 광유나 지방질 분자에 대한 화학적 성향이 강하고, 산 과 염기에 관한 저항성은 보통 이하이고, UV(자외선)에의한 저항성도 양호하다. PLA는 극성 재료이므로 표면에너지가 커서 인쇄와 염색이 쉽다.
PLA는 상온에서 토양 및 하수의 미생물 공격에 강하고, 58 이상에서 가수분해 되므로, 조경 예원용의 퇴비 속에서 분해되지 않는다. PLA/PHA의 혼합물 및 PLA/전분의 혼합물은 그 분해 속도와 투과 특성및 열적/기계적 특성이 향상되므로, 전반적인 가공성은 향상되고, PLA의 적용 범위는 넓어진다. PLA와 천연 섬유의 혼합물은 내구성과 열저항성이 증가하므로 PLA만의 이용에 비해 무게 비율에 대한 코스트가 낮아진다.
폴리락트산의 용도
생산되는 폴리락트산의 75%는 포장용으로 사용되고 있다. 포장 재료로부터, 섬유재료, 직물재료, 수송 재료 및 전자 재료로의 대 전환이 모색되고 있다. PLA는 투명성, 기계적 성질, 수분 투과도의 적절성으로 인해 빵 등의 음식물 포장재료로 널리 이용 되고 있다. 인쇄성이 좋아 치즈 포일 포장에서는 4가지 색깔의 프린트도 가능하다. 또한 PLA는 알코올 저항성이 있으므로, 향기나 향료품 포장에도 넓은 시장성을 가질 수 있다. 그러나 계면 활성제의 포장에서는 응력 파열의 문제점을 가지고 있다.
PLA 및 PLA/섬유 혼합물은 20년이상의 수명을 가지는 건축재료로써 생명력을 가 질 수있다. 농업 분야로써는 작물 재배용의 뿌리 덮개와 시트 등의 용도로 이용 할 수 있다. 수송 분야 에서는 카펫이나 깔개 등의 자동차 인테리어용으로 많이 사용되고 있으나 , 외장용으로 사용되지는 않고 있다. 섬유 분야에서는 의류용으로 가능하므로 폴리에스테르/면직물을 대체해 갈 것으로 보고 있다.
전자 분야에서는 컴팩트 디스크용으로 이용 되고 있다. 1개의 디스크에 85개의 옥수수 낟알이 필요하므로, 이론적으로는 1송이의 옥수수로서 10개의 디스크를 만들 수 있다. CDdml 플라스틱 케이스나 필름 싸개로도 이용 되고 있다. 이 외에도 전자제품에는 폭 넓게 이용 되고 있다. 이 외에도 전자 제품에는 폭 넓게 이용 되고 있다. 또한 PLA 는 화염 저항성이 있으므로, 가구 분야와 주방 분야에도 그 이용성이 넓다.
폴리락트산의 시장성과 환경성
PLA는 현재 1kg당 3.40정도로 판매되고 있다. 대량생산이 시작되면 1kg당 2.20정도 까지 가격이 낮추어질 수 있다. PLA 포일은 1kg당 5.50-6.00정도로 셀로판 포일의 가격과 비슷하나, 1kg당 1.50~2.50인 PP포일 가격의 3배 정도이다. PLA의 최종가격은 주로 락트산 모노머를 만드는 초기의 발효공정 효율에 달려 있다. 그러므로 락트산의 가격이 총 코스트의 40내지 50%를 점하고 있다. 엔지니어링 기술의 발전에 따라 락트산의 가격이 석유화학 기본 연료인 에틸렌 수준으로 저하할 것으로 예상되고 있다. 2010년 이후에는 재생 에너지 및 각종 바이오 매스의 이용 증가에 따라 PLA가 가격 경쟁력을 가질 것으로 보고 2030년에는 200,000 내지 300,000톤/년의 생산량으로 1kg당 1.20내지 1.30유로의 가격을 유지 할 것으로 Hycail사는 추진 하고 있다.
폴리락티드에 대한 환경성 평가자료나 라이프 사이클(LCA)평가 자료는 거의 없다. PLA의 에너지 석유화학계 폴리머의 에너지 소용량에 비해 분명히 낮다. 또한 락트산의 생산 기술이 발전하고 최적화 되게 되면 에너지 절감이 더욱 가속화 될 것으로 보고 있다. 더욱이 유장과 같은 생산 과정의 폐기물을 이용하게 되면, 호밀이나 옥수수와 같은 재배 작물을 이용한 생산에 비해 35%까지의 에너지 절감이 가능 할 것으로 예측하고 있다.

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