[화학 보고서] 산-염기 반응, 산화-환원 반응, 에너지와 탄화수소, 유기화합물과 고분자

소개글

[화학 보고서] 산-염기 반응, 산화-환원 반응, 에너지와 탄화수소, 유기화합물과 고분자에 대한 보고서 자료입니다.

목차

• 산-염기 반응 Acid-Base Reactions

• 산화-환원 반응 Oxidation-Reduction Reactions

• 에너지와 탄화수소 Energy and Hydrocarbons

• 유기화합물과 고분자 Organic Chemicals and Polymers

본문내용

||
nHO-C-(CH₂)₄-C-OH + nH₂N-(CH₂)-NH₂ → -N-(CH₂)-N-C-(CH₂)₄-C- + nH₂O
| |
H H n
아디프산 헥사메틸렌다이아민 나일론6,6
이 물질은 천연섬유보다는 훨씬 강하고 화학적으로도 더 비활성인 섬유로 쉽게 뽑아낼 수 있었다. 나일론의 발견은 알맞은 시기에 미국의 직물공업에 큰 영향을 주었다. 천연섬유는 20세기 미국인들의 욕구를 만족시키지 못했다. 비단은 내구성도 없고 값도 비쌌으며, 양모는 쉽게 긁히고, 아마포는 쉽게 구겨졌고, 면은 그 자체로 고급의상에 적합하지 못했다. 네 가지 모두 세탁 후에는 다리미질을 해야 했다. 1930년대 중반 여성들의 치맛단이 올라감에 따라 비단 스타킹이 대량으로 필요했지만, 그 값은 매우 비쌌고 수명이 짧았다. 나일론은 거의 하루 밤새 모든 것을 변화시켰다. 나일론은 여성들이 원했던 투명한 스타킹을 만들어 낼 수 있었으며, 비단보다 훨씬 더 튼튼했다. 나일론스타킹의 최초 대중판매는 1939년 10월 24일 델라웨어주의 월밍턴시(듀폰 본사가 있는 곳)에서 이루어졌다. 제2차 세계대전이 발발함에 따라 나일론 공장이 낙하산과 다른 전쟁 물자들을 만드는 데로 바뀜에 따라 1945년까지 나일론을 사용할 수 없었다. 1952년이 되어서야 나일론 공업은 양말류 공업의 수요를 충족시켜 주고, 다른 용도로도 나일론을 이용할 수 있게 되었다.
[새로운 고분자 재료]
오늘날 생산되는 플라스틱 중에서 어떤 종류의 변형이 없이 최종 용도에 쓰이는 것은 거의 없다. 예를 들면 GM새턴과 코르벳 자동차의 자체 패널은 강화 플라스틱으로 만들어지는데, 여기에는 고분자의 기질 내에 섬유가 들어 있다. 이러한 것들을 흔히 복합재(composites)라고 한다. 고체에서 가장 강한 구조는 선 또는 섬유조직이며, 고분자 기질의 용도는 이런 섬유 조직을 구부림이나 뒤틀림으로부터 보호하는 것이다. 결과적으로 강화 플라스틱은 같은 무게에서 강철보다 더 강하다. 더구나 복합재는 알루미늄의 3g/cm³, 강철의 7.9g/cm³, 콘크리트의 2.5g/cm³와 비교하면 낮은 밀도(1.5~2.25g/cm³)를 가지고 있다. 이보다 더 낮은 밀도를 가진 유일한 구조재는 평균 0.5g/cm³의 목재이다. 게다가, 고분자는 부식되지 않는다. 복합재는 작은 비중, 높은 강도, 높은 화학적 저항성 때문에 자동차와 비행기 구조물, 스포츠용품 산업에 사용이 증가하고 있다.
유리섬유는 현재 강화플라스틱 내에 사용되는 섬유재료의 90%이상을 차지하고 있다. 그 이유는 유리가 값싸며, 유리섬유는 고강도 저밀도이며, 뛰어난 화학적 저항성, 좋은 절연성을 가지고 있기 때문이다. 원칙적으로 모든 고분자는 기질 재료로 사용될 수 있다. 폴리에스터는 오늘날 가장 좋은 고분자기질이다. 유리강화 폴리에스터 복합재는 선체, 비행기, 미사일 틀, 자동차차체 패널 같은 구조용품에 사용되고 있다.
다른 종류의 섬유와 고분자들도 사용되고 있으며, 그 추세는 자동차와 비행기에 들어가는 복합재의 사용이 증가하는 쪽으로 진행하고 있다. 예를 들면, 고분자기질 내에 탄소섬유를 넣은 복합재는 F-117스텔스전투기의 구조물에 이용된다. 탄소고분자 복합재는 골프클럽 샤프트, 테니스라켓, 낚싯대, 스키와 같은 수많은 스포츠용품에 사용된다. 탄소고분자 복합재가 최초로 F-16전투기에 사용되었으며, 그 기술은 발전하여 F-18과 같은 많은 비행기에서 탄소 복합재가 사용되고 있다.
자동차 외장 패널은 플라스틱으로 만들어진 것이 거의 없지만, 많은 부품은 플라스틱으로 만들어진다. 자동차 범퍼, 트림, 조명렌즈, 그릴, 계기판, 좌석커버, 운전대가 있으며, 자동차 한 대당 평균 250파운드 정도는 플라스틱이다. 연료효율성의 중요성이 증가하면서 앞으로는 자동차 생산에 내장 구성용품과 외장 차체 패널 모두 플라스틱의 양이 점점 증가할 것이다.
[재활용 플라스틱]
알루미늄, 철, 납과 같은 금속의 재활용은 오래전부터 시행되고 있다. 그러나 사용된 플라스틱을 종류별로 분리하고 그것을 재생산하기 위한 경비 때문에 플라스틱을 재활용하기 위한 프로그램의 개발 속도는 매우 느리게 진행되고 있다. 각 지방자치단체의 쓰레기 매립지 확보가 점점 어려워짐에 따라 플라스틱의 처리 문제는 논란거리가 되고 있다. 가장 많은 쓰레기는 종이류인데 전체 매립지 부피의 약 40%정도를 차지한다(신문지는 16% 점유하고 있음). 그 다음이 플라스틱류인데 약 20%정도를 차지한다. 이러한 쓰레기의 성공적인 재활용을 위해 수집, 분리, 재생, 최종이용의 4단계가 필요하며, 재활용 플라스틱의 성장은 1988~1993년 사이에 매년 32%가 증가하였지만, 그 이후에는 느려지고 있다. 이것은 주로 재활용 플라스틱을 수집하고 분류하는 비용이 꾸준히 증가하기 때문이다.
플라스틱 용기에는 기호가 인쇄되어 있는데 이는 소비자가 재활용 플라스틱을 구별하고 분리하는데 도움을 주기 위해서이다. 청량음료 병으로 널리 사용되는 테레프탈산 폴리에틸렌(PET)과 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)은 가장 광범위하게 재활용되는 플라스틱이다. 미국 플라스틱협회에 의하면 2003년에 모든 PET병의 20%이하, HDPE병의 25%이하만이 재활용되었다. PVC, LDPE, 폴리프로필렌으로 만들어진 병은 재활용되는 정도가 훨씬 낮아서, 세 가지 중 가장 많이 재활용되는 폴리프로펠렌 병도 3.4%에 불과하다. 전체적으로 2003년에 플라스틱 병의 약 21%가 재활용되었다. 재활용되는 PET병은 주로 카펫, 의류, 가구에 사용되며, 음식용기와 공업용 끈으로 사용되는 것도 상당히 많다. HDPE도 유사한 용도로 재활용되며 쓰레기통, 하수관, 쓰레기 봉지, 플라스틱 목재를 만드는데도 사용된다.
기호
재료
1 PETE
폴리(테레프탈산 에틸렌)(PETE)
2 HDPE
고밀도 폴리에틸렌
3 V
폴리(염화 바이닐)(PVC)
4 LDPE
저밀도 폴리에틸렌
5 PP
폴리프로필렌
6 PS
폴리스타이렌
7 OTHER
모든 다른 수지와 복합재
[참고문헌]
생활 속에 숨겨진 화학의 이해 / MELVIN JOESTEN, Mary E. Castellion, JOHN L. HOGG / 사이플러스

키워드

화학 보고서,   산-염기 반응,   산화-환원 반응,   에너지와 탄화수소,   유기화합물과 고분자