폴리머 가소제 사용

오유/

고무와 플라스틱은 인간이 살지 못하는 현대 생활의 필수적인 부분이되었습니다. 이 재료는 신발 밑창,정원 의자,모든 종류의 필름,튜브,호스,타이어,포장 및 기타 여러 제품에 사용됩니다.

고급 플라스틱 기술을 추적한다는 것은 개인이 폴리 옥시 메틸렌,폴리 프로필렌,니트릴 고무,폴리 우레탄 등과 같은 이름에 익숙해 져야한다는 것을 의미합니다.-그것은 그들을 상당히 혼란스럽게 만들 수 있습니다. 그러나 대부분의 경우 이러한 모든 효과적인 응용 분야에서 사용되는 귀중한 플라스틱의 우수한 특성은 폴리머 자체에만 국한되지 않습니다.

학교에서 좋은 성적을 거둔 뛰어난 학생처럼 플라스틱도 약간의 도움을 받아 수업의 최상위에 도달했습니다. 그리고 그 도움은 일반적으로 단지,부드러운 유연하고 충격과 날씨에 강한 폴리머를 만들기 위해 고유 한 첨가제를 결합하는 것을 의미한다. 주로,첨가물은 인 무엇 플라스틱을 만드는 그들이다.

가소제

가소제는 독특한 유형의 첨가제입니다. 예를 들어,가소제가 없었다면 폴리 염화 비닐은 매우 깨지기 쉽고 부서지기 쉬워 오늘날 볼 수 있듯이 거대한 시장을 정복하지 못했을 것입니다. 가소제가 없다면,사출 성형 화합물의 대부분은 그 목적을 위해 완전히 부적합했을 것이고,고무의 특정 혼합물은 전혀 생산되지 않았을 것입니다.

가소제는 저온에서 플라스틱을 탄성,확장 성,유연성 및 플라스틱으로 만듭니다. 대부분의 경우,폴리머 제품은 가소제를 통합하여 상업적 기반에서만 생산할 수 있습니다.

사실 가소제의 발명은 주로 플라스틱 산업의 발전을 담당했습니다. 그것이 이것을 위해 이지 않으면,공업은 더 이른 일안에 이었다 단계저쪽에 다량을 개발하지 않을지도 모르지 않는다. 이는 첫 번째 플라스틱과 갈라리스나 니트로셀룰로오스와 같은 변형된 천연 중합체가 취성이고 단단하기 때문에 매일 사용할 수 없기 때문입니다.

가장 확실하게,예를 들어,사람들이 마이센 도자기로 만든 것처럼 자신의 빗을 돌봐야하는 경우,그것은 정확하게 새로운 재료의 시장성을 증가하지 않습니다.

장뇌

그러나 가소제는 모든 것을 변화시켰다. 장뇌는 실제 플라스틱에 사용되는 최초의 하나였다. 그것은 무색의 물질로,그 향기는 많은 차가운 치료법을 연상케하며,시나모 뭄 캄포 라 불리는 중국 월계수 덤불의 나무에서 얻은 작은 결정체를 포함합니다.

그런 다음 1869 년 존 웨슬리 하얏트라는 발명가와 그의 형제는 장뇌와 니트로 셀룰로오스를 혼합하여 니트로 셀룰로오스를 더 가단성있게 만들었습니다.

기타 오일

하얏트는 첨가제 사용을 통해 진화하는 플라스틱 부문의 초기 취성 제품을 쉽게 처리하려고 시도한 최초의 사람이 아니 었습니다. 알렉산더 파크스라는 이름의 똑같이 야심 찬 발명가는 이미 식물성 오일이나 나무 타르를 사용하여 동일한 효과를 얻기 위해 시도했다,예를 들면.

그러나 그는 올바른 제조법을 얻는 데 어려움을 겪었습니다—그의”파케 신”은 적당히 가공하기 쉬웠지만,불과 몇 주 후,이 특정 제품에서 생산 된 여성용 팔찌,빗,귀걸이 같은 품목은 더 이상 사용할 수 없을 정도로 휘어졌습니다. 이것은 아마도 파크스가 사용하는 오일이 너무 빨리 증발했기 때문일 것입니다.

바나나 오일 또는 심지어 퓨젤 오일(위스키를 증류하는 동안 형성됨)도 다른 발명가들에 의해 사용되었지만,기록이 부족한 경우 많은 성공을 거두지 못했습니다.

츄잉껌처럼 부드럽지만 혼처럼 단단함

하얏트가 개발한 새로운 플라스틱은 최근 부상하고 있는 플라스틱 사업에서 제시한 과제를 더 잘 충족할 수 있도록 갖추었습니다. 그는 화학적으로 니트로 셀룰로오스로 알려진 총면 용액 인 콜로 디온과 결합 된 장뇌의 양을 기반으로 플라스틱을 성공적으로 만들었습니다. 이 플라스틱은 투명했지만 착색 될 수 있습니다. 그것은 조잡한 고무 가동 가능하 그러나 경적 단단했다. 이 플라스틱은 셀룰로이드였습니다.

80 제곱미터에서 90 제곱미터까지의 적당한 온도에서 이 가단성 물질은 하얏트의 향기로운 제형으로 인해 필요한 형태로 생산될 수 있습니다. 이 물질의 첫 번째 용도 중 하나는 틀니였습니다. 그러나,그 결과로,항상 그들의 소유자의 완전한 만족을 충족하지 않았다,장뇌의 작은 양보다 더 많은 빙어. 그러나,재료는 적절한 색상으로 생성 될 수 있기 때문에,그때까지 사용했던 거친 고무 판에 상당한 향상이 있었다. 그 후 동일한 재료가 사진 필름을위한 완벽한 백킹 재료로 인기를 얻었습니다.

현대 플라스틱의 기원

당분간 하얏트가 개발한 셀룰로이드는 건솜과의 긴밀한 연관성으로 인한 수많은 도전을 극복해야 했다는 사실이다. 니트로 셀룰로오스로 구성된 당구 공이 서로 충돌했을 때 작은 폭발이 발생했습니다. 목격자에 따르면,폭발은 카우보이가 자신의 총에 도달하기 위해 당구대 주위에 서 만들 것 너무 거대했다.

한 잡지 기사는 저녁 가운에 고정 된 셀룰로이드 버튼이 벽난로에 매우 가까이 와서 불을 붙 였을 때 더욱 흥미 진진해진 한 여성의 이야기를 인용했습니다. 한 번은 셀룰로이드 공장 전체가 폭발했습니다. 그러나 이러한 사건은 하얏트가 최초의 열가소성 소재를 개발했다는 사실과 오늘날의 플라스틱을 선도하는 데 도움이 되는 가소제라는 사실을 감추지 못했습니다.

그러나 하얏트 이후에도 플라스틱의 역사는 가소제의 역사와 밀접한 관련이 있었다. 그런 다음 1946 년,깨지기 쉬운 셀룰로오스 트리아 아세테이트 플라스틱의 수백 톤에 대한 응용 프로그램이 추구되고 있었다. 이 플라스틱은 다른 것들 중에서도 항공기 창문 제조에 사용되었습니다.

이 플라스틱은 공장의 부지에 사용하지 않고 누워 있었는데,이는 창조적 인 화학자가 그 물질을 가소제와 통합시키는 아이디어를 가지고 있었을 때였다. 이것은 비발한 사출 성형 물자 귀착되었습니다. 1952 년,최근에 가소 화 된 세포그것은”셀 리드”라고 불 렸으며 다 기능성의 완벽한 구체화였습니다. 1950 년대에 셀리도르는 빗,대시 보드,라디오,안경 프레임,스크루 드라이버 핸들,헤어 슬라이드 등의 케이싱을 만드는 데 사용되었습니다.

고무의 가소제

고무 산업은 또한 가소제를 사용하여 제품을 정제했습니다. 광범위한 반죽은 반죽 공정이 폴리머의 장쇄 분자를 분해하기 때문에 껌처럼 부드럽습니다. 그러나 이것은 이 유용한 물자의 다른 중요한 특성이 또한 분실된다는 것을 의미합니다.

이러한 이유로 고무 조사관은 오일,피치,콜타르,파라핀,테르펜(장뇌와 같은),심지어 바셀린과 같은 모든 유형의 액체 성분을 검은 색 제제에 결합하여 일찍 시작했습니다. 이것은 조잡한 고무의 혼합물이 고무 분자의 크기가 상당히 감소되지 않을 때라도 각종 단단한 성분을 위해 충분히 끈적이었다는 것을 의미했습니다. 카본 블랙은 믹서에서 쉽게 함께 반죽 할 수있는 고체 성분의 예입니다.

이러한 요소들은 폴리머 가공과 관련하여 이러한 눈에 거슬리지 않는 가소제의 중요성과 원래는 상대적으로 매력적이지 않은 폴리머 재료의 특성을 어떻게 완전히 변형시킬 수 있는지를 보여줍니다. 역설적이게도,이 특별한 힘은 저명한 화학 역사가조차도 현재 가소제 기술에 관한 정보를 얻는 것이 어렵다는 사실을 보여줍니다.

“올바른”가소제는 수년 동안 플라스틱의 성능에 대해 수집 된 정보가 폴리머를 사용하는 회사의 금고로 사라졌다는 점에서 중요합니다. 시간이 지남에 따라 이것은 가소제가 상대적으로 익명의 실용적인 물질이되었다는 것을 의미했습니다.

장뇌의 현대 후손

그러나 하얏트 외에도 다른 사람들도 장뇌를 사용하기 시작한 것은 알려진 사실입니다. 실제로,전 세계에 걸쳐 합성 된 모든 장뇌의 3 분의 2 는 오늘날에도 셀룰로이드 생산에 사용됩니다.

“가소제”라는 제목의 장을 가진 1931 년 화학 백과 사전에는 글리세롤 에스테르,프탈레이트 및 트리 크레실 포스페이트와 같은 유기 인산염 외에도 테르펜이 나열되어 있습니다.

이들 화합물은 플라스틱을 유연하게 만들고 또한 셀룰로이드의 후계자 인 셀룰로오스 아세테이트가 원래 플라스틱의 주요 단점 중 하나를 극복 할 수있을 정도로 난연성 잠재력을 향상시킵니다. 이 인산염과 장뇌의 조합으로 탄성 후 예를 들어,플라스틱의 가연성을 방지 하였다.

첨단 기술은 약 400 가지 물질,즉 이국적인 물질과”월드 비터”를 한 형태 또는 다른 형태로 가소제로 활용합니다. 이 물질 중 약 100 개가 주요 상업적 가치가 있습니다.

가소제 수량

1990 년대 중반에는 420 만 톤 이상의 가소제가 사용되었다. 오늘날,모든 가소제의 약 90%가 폴리 염화 비닐에 사용됩니다.이 플라스틱은 기본 형태로 유리처럼 깨지기 쉽고 가소제가 그 내용의 약 55%를 차지하지 않으면 대부분의 응용 분야에서 완전히 쓸모가 없습니다. 경질 폴리 염화 비닐 조차도 가공성을 향상시키는 것으로 알려진 약 12%의 가소제를 가질 수 있습니다.

적용 유형에 따라 다른 폴리머는 가소제를 다양한 양으로 사용합니다. 종이는 가소제의 대략 5%,10%까지 열가소성 물자,및 탄성 중합체를 60%만큼 때때로 포함합니다%; 특정 플라스틱에는 가소제의 95%가 있습니다.

가소제의 작동 원리

본질적으로,모든 가소제는 동일한 원리와 실질적으로 자명 한 것을 기반으로하며,개인은 내부에 어떤 플라스틱이 구성되어 있는지 이해할 수 있습니다. “플라스틱”은 항상 매우 높은 배율의 긴 실처럼 보이는 매우 긴 사슬 분자를 포함합니다. 이러한 스레드가 느슨하게 서로 얽혀 때 플라스틱은 유연하게된다.

그러나 대부분의 플라스틱의 경우 이러한 실은 포장 된 스파게티처럼 서로 위에 놓이는 경향이 있습니다. 사실,때 누군가가 부담 없이 요리 하는 동안 그것을 교 반 하지 않고 팬에 스파게티를 던졌습니다,그리고 나중에 그것을 체,느슨하게 함께 얽힌 파스타 가닥을 제외 하 고,또한 있을 것입니다 지역 어디 파스타 가닥 여전히 함께 연결 된 그들은 가방에 있던. 이러한 덩어리는 파스타 자체가 완전히 조리되고 부드럽지만 나머지 덩어리보다 약간 더 단단하게 나타납니다.

비슷한 일이 플라스틱의 사슬 분자에 대해 발생합니다. 엄격 하 게 일반 구성 결정 유사한 뻣 뻣 한 구조 외부 측면에서 뻣 뻣 한 보고 플라스틱 수 있습니다. 테스트 튜브와 팬 모두에서 규칙은 다음과 같습니다:단단한 구조는 단단하고 느슨하게 얽힌 것은 유연합니다.

화학

가소제가 재생하는 역할을 곳이다. 대부분의 경우,미네랄 오일이나 장뇌가 논의되고 있는지 여부에 관계없이 분자는 고분자 재료의 사슬 분자보다 상대적으로 작습니다. 그들은 플라스틱을 가공 할 때 스파게티 같은 구조로 인터레이스됩니다.

이 분자들은 이후 플라스틱 분자의 이웃 스레드 사이에 자신의 길을 밀어 서로 떨어져 그들을 설정합니다. 그들은 파스타 물가를 서로 지나서 미끄러지는 가능하게 하는 스파게티의 격판덮개에 기름이 처럼 동일한 방식으로 행동한다. 이 느슨하고 자유롭게 이동 구조를 생성 할 수 있음을 시사한다—플라스틱은 유연한 것으로 판명 더 가소제를 추가 할 때,그것은 훨씬 더 유연하게된다. 이 간단한 상관 관계는 플라스틱 화학자의 작업에 필수적인 제품의 전체 범위를 설명합니다.

재료 개발자의 전문성은 활용되는 플라스틱에 적합한 물질을 식별하는 데 있습니다. 친수성 물질을 발수성 분자(예:불화 고무)로 혼합하는 것은 불가능한데,두 물질은 기름과 물처럼 물처럼 분리되기 때문이다.

또한 자체 분자 구성 및 표적 플라스틱 사슬 분자와 관련하여 이상적인 적합성을 제공하는 가소제를 선택하는 것이 중요합니다. 체인 분자는 스파게티 가닥으로 서로 비교할 수 없습니다-다른 사람들이 얇은 와이어와 함께 연결된 두꺼운 네온 튜브의 사슬처럼 보인다 동안 특정 폴리머,평면 파스타를 닮은,또는 지그재그 모양을 가질 수 있습니다. 그러나 다른 사람은 극단적인 뚱뚱한 진주로 만든 목걸이 같이 보인다. 그럼에도 불구하고 하얏트의 셀룰로이드는 성공을 거둔 사람이었습니다. 이 때문에 녹나무 분자 진주 목걸이 처럼 성형 했다 총 면 분자 사이 아주 잘 장착.

그러나,모든 가소제가 모든 중합체에 적합한 것은 아니다. 또 다른 사실은 각 가소제가”호스트 분자”에 다른 영향을 미친다는 것입니다.”1 개의 가소제가 저온에 융통성의 훌륭한 수준을 제안하는 동안,또 다른 한개는 플라스틱이 고열에 액체화하는 것을 막기 위하여 특히 개발됩니다. 그 사이에,플라스틱을 더 가동 가능하게 만들고 또한 그들의 아주 처음 단계에 있는 화염을 끌 수 있는 통합 소화기의 종류로 행동하는 다른 가소제가 있습니다. 가소제는 화염에 저항하는 물질을 창조하기 위하여 열의 면전에서 궤란해서 이것을 달성한다.

한 가지 문제—많은 해결책

수년에 걸쳐 플라스틱 분야의 가소제 주문서는 조직화되지 않은 화학 물질 덩어리로 발전했습니다. 그러나 여러”주요 제품군”에 의해 관리됩니다.

프탈레이트는 폴리 염화 비닐 필름 및 케이블,셀룰로오스 접착제 및 코팅에 사용됩니다. 디카보네이트를 사용하면 낮은 온도에서 유연한 폴리 염화 비닐이 탄성이됩니다. 인산염은 유압 유체와 방연제로 둘 다 이용됩니다. 마가린의 먼 친척 인 지방산 에스테르는 고무 및 비닐 수지 바닥 깔개를 가소 화하는 데 사용됩니다. 몇몇 신청을 위해,플라스틱 기술자는 또한 타르타르산 및 구연산의 에스테르로 돕니다.

위험

가장 확실하게,그것은 플라스틱 기술에 가소제의 유익한 효과에도 불구하고,그들은 또한 자신의 단점을 가지고 있음을 기억해야한다. 최근 과거에는 프탈레이트가 건강에 해로운 것으로 의심되었습니다. 결정적인 증거는 아직 얻을 수 있지만 연구는 현재 진행 중입니다.

다행히,에 관계없이이 논의의 결과,결코 그것은 모든 가소제가 비난해야한다는 것을 의미:결국,하나의 가소제는 천연 제품으로 발생 장뇌에 의해 입증 된 바와 같이,다음 동일하지 않습니다.

대안

한편,프탈레이트 대신 사용되는 매우 유용한 제품이 만들어졌습니다. 이와 같은 제품은”알킬 설포 네이트”라고 불리는 일련의 물질의 형태를 취합니다.”알킬 술포네이트는 부작용이 없으며 대부분의 국가에서 식품 사용에 안전한 것으로 승인 된 것으로 오랫동안 알려져 왔습니다.

물 침대 장갑,장난감 인형,인형,멤브레인에 논란이 프탈레이트의 장소에서 이미 사용되는 알킬 술폰산염은 건설 부문의 밀봉 제에서 찾을 수 있으며,웰링턴 부츠와 수영 보조 장치에 사용됩니다. 또한,재료는 추가 혜택의 전체 범위를 제공합니다-예를 들어,그것은 다른 많은 가소제와 다른 물 및 요소에 의해 공격되지 않으며,또한 인쇄에 도움이되는 제품을 초래한다. 그것은 다른 것들 사이,폴리 염화 비닐 필름에서 생산 생생하게 색깔의 어린이 얕은 풀을 만들기에 올 때 이것은 중요한 요인이다.

폴리염화비닐 원료는 깨지기 쉽고,사실상 유리 같은 플라스틱이며,가소제가 아니었다면 거의 쓸모가 없을 것이다. 알킬 술포 네이트는 합성 수지 탄성을 가지며 비누화 및 날씨에 강합니다.

표류 가소제 분자

최근 업계 연구자들은 표류 가소제 분자 문제에 대한 해결책을 제시했습니다. 플라스틱 내에서 개최 가소제의 분 입자는 믿을 수 없을만큼 모바일 있습니다. 특정한 상황에서,입자는 갯솜에 있는 꿀 같이 다만 주변에 움직입니다. 플라스틱 내에서 특정 가소제 분자의 움직임은 표면에 도달하여 매력없는 기름기 많은 필름을 만들 때 조만간 끝납니다.

이 사실을 아는 주부 만이 아닙니다. 폴리머 내부의 한 곳에 머물도록 훈련 된 독특한 가소제(예:긴 사슬 분자 제공)는 고무 및 플라스틱이 기름기가 많거나 둔한 표면을 발생시키는 것을 방지 할 수 있습니다.

또한 연구자들은 전자 회로 기판 용 무 할로겐 가소제를 주문 제작하여 보드를 뚫고 구멍을 뚫고 납땜 할 때 깨지기 쉬운 플라스틱이 파손되지 않도록했습니다.

산업의 성장과 발전

가소제 부문은 주로 기존 제품과 관련이 있습니다. 이 제품 개발에 너무 많은 노력을 헌신하는 것은 매우 이례적인 일이지만,그것은 확실히 떨어져 지불한다.

지난 2 년 동안 플라스틱 시장은 4%의 성장을 달성했지만,이 사실에도 불구하고 특정 전문 가소제의 판매는 같은 기간에 약 15%증가했습니다. 혼자이 그림은 가소제의 오랜 역사의 마지막 장이 아직 작성되지 않았 음을 보여주기에 충분하다: 혁신적인 플라스틱과 끊임없이 만들어지는 제품에 대한 최신 요구 사항은 새로운 솔루션이 필요합니다. 여기서 플라스틱 전문가의 집단적 지력 만이 이들을 정의 할 수 있습니다.

천연 가소제

그러나 가소제로 돌아 가면 화학 분야의 도가니와 플라스크에서 나오는 가소화 화학 물질 만이 세계에서 발생하는 유일한 것은 아닙니다. 자연은 부분적으로 폴리머를 포함하고 있기 때문에,그것은 또한 이러한 폴리머가 유연 계속 있는지 확인하기 위해 물질을 필요로한다.

전분,유전자,단백질,나무,심지어 돌까지도 본질적으로 길고 때로는 공간적으로 상호 연결된 사슬 분자를 포함하고 있다. 자연 물 주요 가소제로 사용 합니다. 면,양모 또는 실크와 같은 천연 섬유는 물 함량이 없으면 깨지기 쉽습니다.

또한 과도한 물 근육 단백질을 유연하게 유지합니다. 고급 나이,물 콘텐츠 감소,지방 더 많거나 적은 가소제의 역할을 성공적으로 재생 하는 동안. 플라스틱 산업은 가소제에 의존하는 유일한 산업은 아니지만,심지어 대자연도 가소제 없이는 관리 할 수 없습니다. 근육 섬유는 플라스틱에서 발견되는 것과 유사한 사슬 분자로 구성됩니다. 현대 폴리머와 마찬가지로 근육 섬유는 지방 분자와 물 형태로 자체 가소제를 함유하고 있습니다.

또한 물을 사용하여 매우 단단한 물자로 알려진 석영을 부드럽게 할 수 있습니다.이 물질은 단단한 천연 석영은 물 0.01%만 함유하고 기술적 인 이유로 인공 석영은 그 양의 약 10 배를 함유하고 있습니다. 2759>

이것은 기술에서 가소제의 사용이 반드시 플라스틱에만 국한되지 않는다는 사실의 훌륭한 예입니다. 자신의 우산의 곡선 핸들에 대해 열심히 생각하는 개인은 절차의 어떤 종류의 나무를 유연하게하는 데 사용되는 것을 알 것이다.

뜨거운 물 증기는 실제로 목재를 부드럽게하는 데 사용할 수 있지만 액체 암모니아는 테트라 히드로 푸란,디메틸 술폭 시드 또는 폴리에틸렌 글리콜과 같은 유기 용제와 혼합하면 더 잘 작동합니다. 이와 같은 특정 제형은 심지어 개인이 지팡이에 매듭을 묶을 수있게합니다. 암모니아가 증발 한 후 나무는 원래 상태,즉 갓 절단 된 상태로 돌아갑니다.

플라스틱에서 등장 중세

100 년 전,플라스틱은 하얏트의 발명품을 통해 알려졌습니다. 따라서,그것은 지금까지 골동품 안료의 보존과 관련 된 직업 가소제 문제 조건에 지금 오고 있다 놀라운 일이 아니다. 예를 들어,복원 자들은 현재 달에 아폴로 우주 비행사가 착용하고 손상되지 않은 지구로 온 우주복을 유지하기 위해 싸우고 있습니다.

그 우주복에는 프탈레이트의 도움으로 가소 화 된 합성 수지 튜브가 들어있었습니다. 박물관에서 30 년 이상을 보낸 후,이 액체 물질은 모든 표류 가소제의 전형적인 방식으로 폴리머 밖으로 확산되었습니다. 그 결과로,공급 관은 과민하게 되었습니다. 한때 우주복 기술의 절정이라고 믿었던 것은 이제 수백 년 된 기사단의 하네스와 비교할 때 내구성이 떨어졌습니다. 이러한 관점에서 사물을 보면,따라서 인간은 여전히 소위 중세 플라스틱 기술에 있다고 결론 지을 수 있습니다.