폴리에틸렌(Polyethylene)산업의 현황과 전망

소개글

폴리에틸렌(Polyethylene)산업의 현황과 전망에 대한 보고서 자료입니다.

목차

I. HDPE
1. HDPE란?
2. HDPE 제조공정
3. HDPE의 물리적 성질
4. 용도
4. HDPE산업의 현황

II. LDPE
1. LDPE란 ?
2. LDPE 제조공정
3. LDPE 산업현황

III. LLDPE
1. LLDPE란 ?
2. HDPE, LDPE, LLDPE의 형태
3. LLDPE 제조공정
4. LLDPE 성질
5. LLDPE 용도
<필름용>

IV. Polyethylene 산업의 전망

V. 참고문헌

본문내용

로 크게 나뉘고 기상법을 저밀도폴리에틸렌을 제조하는 고압법과 비교한다면 상당히 낮은 압력과 온도에서 중합할 수 있고 액상법은 보통 고밀도 폴리에틸렌을 제조하는 저압법과 같이 지글러(Zigeler) 촉매계에서 중합이 실시되고 중합조건은 온도 100℃, 압력수기압이다.
모든 경우 정제된 에틸렌에 소량의 α-올레핀 코모노머를 첨가하여 중합을 실시하며, 선상저밀도폴리에틸렌(LLDPE)는 슬러리 중합(Phillips), 용액중합(Dow chemical, DuPont of Canada, Mitsui) 유동층을 사용한 기상중합(union Carbide\'s Uipol and Himon\'t Spherilene process) 또는 교반층을 이용한 기산중합(Amoco)에 의해 제조된다.
4. LLDPE 성질
선상저밀도폴리에틸렌(LLDPE)은 보통 저밀도폴리에틸렌(LDPE)과 비교해서 분자크기의 불균일이(분자량분포라고 부름) 작다.
일반적으로 사출성형용이나 필름 성형용으로 선상저밀도폴리에틸렌(LLDPE)의 분자량 분포가 고밀도폴리에틸렌(HDPE)의 분자구조와 유사하며 가열할 때 용융점성도가 비교적 높다. 결정성은 보통 저밀도폴리에틸렌(LDPE)보다 좋기 때문에 강성이나 내스트레스크랙성도 좋고 인열저항이 크며 표면경도도 비교적 크므로 광택이 좋은 성형품을 얻을 수 있다.
투명성은 분자량이 커지면 저하하는 경향이 있어 성형성도 나빠지므로 비교적 분자량이 적고 투명성이 좋은 성형재료가 사용되고 있다. 선상저밀도 폴리에틸렌은 인열강도에 있어 보통 저밀도폴리에틸렌과 비교하면 약 2배 되며 필름원료로서 좋은 재료가 된다.
5. LLDPE 용도
<필름용>
-일반 포장용(General Purpose)
요구특성: 기계적물성, 개구성, 열봉합성, 투명성 등
-농업용(Agricultural)
요구특성: 기계적 강도, 내후성 등
최근 고강도의 장점을 갖는 LLDPE가 출현함에 따라 LLDPE가 계속적으로 시장 침투 중에 있다.필름용은 일반 포장용(General Purpose) 농업용(Agricultural) 및 중포장용(Heavy Duty)으로 세분하는데 일반 포장용은 쇼핑백, 의류포장용 폴리백(Poly-bag), 펠렛(Pellet) 포장용,수축필름용 등이고 농업용은 온상용, 텐넬용, 보온못자리 및 멀칭 필름 등이며 중포장용은 비료 수지 소금 및 세제 포대용 등이 있다.
필름용 LDPE와 LLDPE의 요구특성은 최종제품 물성면에서는 우수한 기계적물성, 광학성,열봉합성 등이 필요하고, 가공성 측면에서는 우수한 버블 안장성, 낮은 압출부하 등이 요구된다. LLDPE의 경우 LDPE와는 다르게 용융지수(MI)가 낮은 제품의 광학성이 우수하다.
그 이유는 LDPE와 LLDPE의 광학성(반투명의 정도)을 발생시키는 반응식(Mechanism)의 차이로서 LDPE필름은 총 불투명도(Total Haze)[외부의 불투명도(Internal Haze)+ 내부의 불투명도(External Haze)]중 LDPE의 용융 탄성(Melt elasticity)에 의해 좌우 되는 내부의 불투명도(External Haze)가 중요한 요소가 된다.
즉 필름표면의 거칠기에 의한 빛의 산란이 필름내면의 결정에 의한 빛의 산란보다는 훨씬 크므로 용융지수(MI)가 높을수록 용융탄성(Melt Elasticity)이 작아져서 광학성이 향상된다. LLDPE는 LDPE와의 유변학적 특성 및 결정구조의 차이에 의해 내부의 불투명도(Internal haze)가 중요한 요소가 된다.
따라서 용융지수(MI)가 낮을수록 LLDPE의 분자량이 커져서 사슬 이동성(Chain Mobility)가 줄어들어 작은 구조의 결정성을 갖게 되므로 광학성이 향상된다.
LLDPE는 LDPE에 비해 우수한 물성을 나타내는 반면 광학성은 LDPE가 상대적으로 우수하다. 또한 공업용 필름에서 중요한 물성인 열봉합성 측면에서도 LLDPE가 LDPE에 비해 용융점이 높으므로 열봉합 온도는 높지만 열봉합 강도는 우수한 특성을 나타낸다.
가공성 면에서는 전술한 바와 같이 LLDPE의 전단특성 및 연신 특성이 LDPE와 판이하게 다르므로 LLDPE는 LDPE에 비해 압출부하가 높고 버블 안정성이 떨어진다. 따라서 정상적인 LLDPE의 필름가공을 위해서는 기존 LDPE의 압출기에 스크류 및 다이 구조를 LLDPE에 적합하도록 변경하는 것이 필요하다.
IV. Polyethylene 산업의 전망
공정/촉매 개발을 통한 제품의 다변화 이외에도 생산된 제품의 성능향상을 귀한 기술 개발 지속되고 있다. 차단성 HDPE, 기체투과성(gas barrier)의 다층필름, 가교계를 이용한 온수,온돌용 파이프, 무공해 필름 및 광분해 수지, 통신 사업의 개방에 따른 foam-skin 수지등이 개발중에 있으며, 초고강도ㆍ고탄성율 폴리에틸렌 섬유는 자재 용도에서 수요가 신장되고 있고, 향후에도 수산자재를 중심으로 수요 확대가 기대되고 있다. 보강재 용도에 있어서도 콘크리트 보강 등 토목자재 개발이 활발히 진행되어 실용화 단계에 이르고 있다. 최근에는 부팽창성, 고전기절연성, 고열전도성, 저마찰계수 등 다른 소재에는 없는 특징이 주목 받고 있는 등 기대가 매우 큰 소재이다. 향후에도 초고강도ㆍ고탄성율 폴리에틸렌 섬유가 갖는 특징을 활용한 용도개발을 중심으로 활발한 기술 개발이 기대되고 있다. 이와 같이 초고강도ㆍ고탄성율 폴리에틸렌 섬유는 적용 형태에 따라 원사의 형태로 사용되어 지거나, 혹은 제품형태로 산업용 자재에서 첨단 소재 분야까지 광범위하게 사용되어지고 있으며, 산업의 첨단화에 부응하여 적용 범위 및 분야는 계속적으로 확대되어 갈 것으로 예상하고 있다. 이에 국내에서도 초고강도·고탄성율 폴리에틸렌 섬유를 조속한 시일내에 국산화할 수 있도록 기술개발이 이루어져 섬유산업의 새로운 전환점을 마련해야 한다고 생각한다.
V. 참고문헌
-LG화학 홈페이지
-대림코퍼레이션 홈페이지
-석유화학공업 (저자 : 박정환)
-한국산업공단 HDPE/LDPE공정
(www.kosha.or.kr/cms/board/Download.jsp?fileId=58539)
-고분자화학(김재문, 1996년)
-네이버 백과사전
-구글 백과사전

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