Polyamide의 구조와 물성, 용도와의 관계 - Methyl기에 따른 Polyamide의 물성 변화

소개글

우리가 앞으로 기존의 나일론 6, 나일론 66보다 우수한 성능을 가진 새로운 나일론을 생산하기 위해서는 위에서 언급한 바와 같이 나일론의 메틸기(-CH2) 수에 따른 물성 변화에 주목해야 한다. 메틸기가 많아지면 고분자 사슬의 길이가 길어지므로 분자 간 결합력의 저하로 인해 강도 감소 및 신도 증가, 융점이 낮아지는 결과가 나타남을 알 수 있었다. 강도가 약한 취약점을 기술적으로 보완할 수 있다면 나일론 3 또는 나일론 4 등 융점이 높은 나일론을 이용해 내열성이 우수한 소재를 생산할 수 있을 것으로 예상되며 각종 산업용 재료 특히 우주·항공 산업 분야에서 유용하게 쓰일 수 있을 것이라 판단된다.

목차

1. Nylon의 80년 역사와 현재

2. Methyl기에 따른 Polyamide의 물성 변화
2.1 Nylon 형 Polyamide
2.2 Nylon 형 Polyamide

3. 앞으로의 Nylon

참고문헌

본문내용

1. Nylon의 80년 역사와 현재
1934년 이른바 ‘나일론(Nylon)’이라고 불리는 폴리아미드계 섬유가 duPont사에 의해 처음 개발된 이후 섬유 시장에 엄청난 지각변동을 일으켰다. 매우 가늘고 마찰에도 강하지만 가볍고 탄력성 및 보온성까지 겸비하고 있어 의류용뿐만 아니라 산업용에까지 다양한 분야에서 널리 사용되고 있다. 나일론은 디카르복시산(dicarboxylic acid)와 디아민(diamine)이 반응하여 아미드기를 형성하는 나일론 및 아민기와 카르복시산기를 동시에 갖는 단량체로부터 형성되는 나일론의 두 가지 형태로 나눌 수 있다.[1] 현재 전 세계 합성섬유 소비량의 약 21%를 차지하고 있는 나일론은 상업화에 성공한 최초의 합성 섬유라고 할 수 있으며 이 중 가장 많이 사용되고 있는 나일론의 종류로는 나일론 66과 나일론 6이 있다. 과 의 숫자는 나일론 내부의 탄소의 수를 나타내며 이는 단순히 나일론의 이름을 결정하는 것이 아닌 나일론 고분자 사슬의 길이 그리고 이에 따른 구조적 성질의 변화와 상관이 있는 것이므로 중요하게 보아야 할 필요가 있다.
정리하자면 아미드 그룹 대비 탄소 숫자 즉, 메틸기(-CH2)의 수는 나일론의 물성 변화에 큰 영향을 주기 때문에 결과적으로 용도를 결정하는 요인이 되는 것을 의미하며 이는 나일론 연구에 있어서 매우 중요하다고 할 수 있다.

1. Methyl기에 따른 Polyamide의 물성 변화
나일론은 분자 내 메틸기의 수에 따라 물성의 변화가 나타난다. [표 1]에서 확인할 수 있듯이 메틸기의 수가 많아질수록 융점 감소, 수분흡수율 감소, 비중 감소 등이 나타난다는 것을 알 수 있다. 고분자의 사슬이 길어짐에 따라 결합력 저하에 의한 유연성 증가 등이 주된 원인이라고 할 수 있다. 이런 구조적 차이에 의한 물성 변화 그리고 나일론의 용도를 나일론과 나일론으로 나누어 알아보았다.

참고 자료

한국섬유공학회 편, “최신합성섬유”, 형설출판사, 2001, p.161
최남석. “천연섬유와 합성섬유 - 나이론 3과 나일론 4를 중심으로”, 폴리머 제1권 1호 (1977), pp.29~36.
Park, E. H.; Joo, H. J.; “Physical Properties of Graphite Nanofiber Filled Nylon6 Composites”, Carbon Science, 2006.
이선희, 조현혹. “나일론 4 공중합물 소재의 구조와 물성(2) - 열처리 온도에 따른 영향”, 한국섬유공학회지, 제48권 6호 (2011), pp.340~346
한국섬유공학회 편, “최신합성섬유”, 형설출판사, 2001, p.177
이민호, 구자훈, 민병훈, 김정호, “PET/Nylon66/Clay 나노복합재료의 열적물성 및 표면특성”, 공업화학 Vol.22 No.5, (2011), p.490