광쌀 스토어

광쌀

개인인증

팔로워0 팔로우

소개

등록된 소개글이 없습니다.

전문분야 등록된 전문분야가 없습니다.

판매자 정보

학교정보

입력된 정보가 없습니다.

직장정보

입력된 정보가 없습니다.

자격증

입력된 정보가 없습니다.

판매지수

판매중 자료수

4개
전체 판매량

108개
최근 3개월 판매량

0개
자료후기 점수

평균A+
자료문의 응답률

-

전체자료 4개

3D 프린터의 원리와 응용

1. 3D프린터의 원리기존 인쇄 방식이었던 2D프린터의 경우 XY축으로 종이에 2차원 평면 인쇄만 가능한데 반해 3D프린터는 상하운동까지 더해져 Z축까지 활용한 3차원 인쇄물을 얻을 수 있다. 즉 Z축으로 겹겹이 얇은 층(레이어, Later)을 쌓아 올리는데 이 레이어가 얇을수록 더 정밀한 결과물을 얻을 수 있다. 3D프린터는 플라스틱이나 금속 등 고체상태의 재료를 녹여 사용하거나 수지류 등 액체상태의 재료를 사용하여 결과물을 출력하는데 레이어를 만드는 방식에 따라 재료와 출력방식을 기준으로 분류할 수 있는데 그 중 두 가지 3D프린터기술의 원리에 대해 소개하고자 한다.① FDM (Fused Deposition Modeling)가장 흔하게 쓰이는 방식으로 고체의 재료를 가열하여 녹인 후 압출하여 적층하는 방식이다. 주로 사용되는 소재는 ABS(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene)와 PLA(Poly Lactic Acid) 등이 있다. 필라멘트가 공급장치에 의해 핫 엔드로 전달되면 플라스틱 와이어 형태로 녹이고 헤드는 평면에서 이차원적으로 움직여 프린트 베드로 밀어낸다. 이 과정을 압출성형이라고 한다. 3차원 구조를 얻기 위해 두번째 레이어를 프린팅 하는데 헤드를 위로 올리거나 프린터 베드를 아래로 내려 두번째 레이어를 쌓는다.② SLA (Stereo Lithography Apparatus)포토폴리머라 불리는 액체 UV경화성 수지와 자외선 레이저를 사용하여 한 번에 한 층씩 물체의 층을 형성하는 방법이다. 포토폴리머가 담긴 수조의 표면에 자외선을 조사하면 모노머, 올리고머, 광중합개시제는 polymerization과 cross link하며 경화된다. 광중합 개시제는 자외선 흡수를 통해 라디칼 또는 양이온을 생성하여 중합을 시작하게 한다. 올리고머는 수지의 물성을 결정한다. Polymerization에 따라 고분자 결합을 형성해 경화 피막을 이루며 모노머는 반응성 올리고머의 희석제 내지는 가교제 역할을 하며 경화피막을 형성한다. 한 레이어가 완성되면 레이어 두께만큼 하강하고 경화된 레이어 위에 다음 레이어 제작을 위한 포토폴리머는 균등하게 도포된다.2. 3D프린터의 활용① 의료분야다품종, 소규모 생산에 적합하고 맞춤형 제작이 가능하다는 3D프린터의 장점으로 가장 빠른 속도로 실증과 사업화가 진행되고 있는 분야이다. 기존에는 정형화된 크기에 맞춰 보형물이 제작되었는데 이런 경우에는 환자의 신체 크기나 상황에 따라 맞지 않아 불편함이 많았다. 이에 따라 3D프린터를 이용한 맞춤형 보형물, 의료삽입물, 인공장기용 생체친화성 소재 등 다양한 의료기기가 제작, 적용 중에 있다.② 자동차, 항공 등의 고부가가치 부품티타늄 합금, 금속 세라믹 복합소재, 탄소 폴리머 등의 고부가가치 소재로 연구되고 있다. 자동차 분야에서는 초기의 전기차, 컨셉카 뿐 아니라 특장차, 경주용 차량 등 기술적 한계를 극복한 경량화 부품개발 사례가 증가하는 추세이다. 항공 분야에서는 항공용 티타늄 부품인 Brachet 제조 시 기존 방식으로는 절삭되어 손실되는 원료가 많지만 3D프린터로 이를 약 1/30로 줄일 수 있다.③ 바이오프린팅바이오프린팅은 3D프린팅 기술을 활용해 각막, 간, 피부, 혈관 등을 생성해 인간에게 이식하는 기술로 세포나 생체재료로 만든 바이오 잉크를 사용하여 3D프린터로 장기 조직을 쌓아올리는 원리이다. 여기에서 핵심은 바이오잉크이다. 보통 젤 형태의 바이오 잉크는 프린트 된 인공장기가 구조적, 생물학적 기능을 발휘하기 위해선 신체 부위에 따라 그 성분을 다르게 배합한다. 통상 콜라겐이나 펩타이드처럼 세포가 포함된 세포계 재료와 치아, 뼈 등의 인산칼슘, 그리고 연골 재생에 필요한 다당류 등의 비세포계 물질 등을 혼합해 사용한다. 바이오잉크는 열을 가해도 세포가 손상되거나 기질이 변화하면 안 된다.Experimental Eye Research에 발표된 논문에 따르면 3D프린터를 이용해 각막 줄기세포를 알지네이트와 콜라겐 등을 혼합해 바이오잉크를 만든 뒤 인공각막이 탄생하였다고 했다.이스라엘 텔아비브 대학 탈 드비르 교수팀은 환자 고유의 세포와 생체재료를 이용해 심장을 3D로 인쇄하였다. 연구팀에 따르면 우선 환자의 지방조직에서 콜라겐, 당단백질 등의 생체재료와 세포를 분리해, 세포가 줄기세포가 되도록 재프로그래밍한다.생체재료를 인쇄용 잉크 역할을 하도록 하이드로겔 형태로 가공한다. 세포는 하이드로겔과 혼합한 이후 심장세포와 내피세포로 분화시킨 후 베드의 젤라틴 모양의 지지물이 들어있는 정육면체 통에 압출한다. 이렇게 만들어진 인공심장은 신속하게 이식할 수 있는데다 본인의 세포와 생체재료로 제작해 거부 반응 위험이 낮다는 장점이 있다.이 심장은 혈관, 심실을 을 갖추게 되었지만 수축하는 능력이 부족하고 전신에 혈액을 공급하기 위해선 더욱 많은 연구가 필요하다고 하였지만 10년 후에는 3D프린터로 일상적으로 환자에게 심장을 이식할 수 있을 것으로 기대하였다.3. 참고문헌- 3D프린팅 기술 현황(소재산업을 중심으로) /KDB산업은행- 국내외 3D프린팅 활용사례와 시사점 / 서미란 / 정보통신산업진흥원 / 2019- Hyperlink "https://ktech21.com/tech/sls-3d-printing/" https://ktech21.com/tech/sls-3d-printing/- Hyperlink "http://www.dentalzero.com/news/articleView.html?idxno=10592" http://www.dentalzero.com/news/articleView.html?idxno=10592- Hyperlink "https://www.yna.co.kr/view/AKR*************0079" https://www.yna.co.kr/view/AKR*************0079

공학/기술| 2020.07.10| 3페이지| 1,000원| 조회(336)

3d, 프린터, 프린팅

미리보기

닫기
판매자 표지

미세먼지 문제점, 발생원인 및 감소방안

미세먼지의 문제점, 발생 원인 및 감소방안1. 미세먼지의 정의 및 발생원인미세먼지(PM_10)는 지름이 10mum이하의 먼지를 말한다. P는 particulate, M은 matter의 머리글자로 PM은 ‘대기 중에 떠도는 고체나 액체의 작은 입자상물질’을 뜻한다. 미세먼지 중 입자의 크기가 더 작은 지름 2.5mum이하의 미세먼지를 초미세먼지(PM_2.5)라고 부른다. 죈트겐은 먼지를 일으키는 요인으로 세가지를 든다. 우주먼지, 자연의 먼지, 인류가 발생시키는 먼지가 그것이다. 우주먼지와 자연의 먼지는 본래부터 있었지만 문제가 되는 것은 산업화와 생활방식의 변화에 의한 인류가 발생시키는 원인이다. 인류가 배출시키는 미세먼지는 오염원에서 대기로 직접 배출되는 이산화황, 산화질소, 일산화탄소, 휘발성 유기화합물(VOCs)등과 같은 1차 입자가 있다. 그리고 이들이 공기 중의 산소, 수증기 등과 화학반응을 일으켜 만들어지는 이산화질소, 황산염, 유기에어로졸(SOA) 등의 2차 입자가 있다.몇몇 연구에서 미세먼지 농도에 대한 특정 기원을 알아보았는데 주요 기원들은 화석연료의 연소(전기 이용, 내부 엔진연소), 생물기원 연소(주택지에서 연소, 산불, 농업활동으로 인한 연소 등), 그리고 농업활동에 의한 암모니아의 방출이다.1차 입자인 산화질소는 연소과정(열이나 전력생산)과 자동차 관련(엔진의 내부연소)과정에서 직접적으로 방출되는 것 이외에 다른 과정에 의해서도 형성된다. 주로 높은 온도의 대기에서 연소되는 과정 중에서 대기에 존재하는 질소와 산소가 결합하여 산화질소가 방출된다.이산화황은 황을 포함하는 화석연료의 연소로부터 유래된다. 대부분 석탄이나 석유 등으로 알려진 화석연료는 다량의 황을 포함하고 있고 실내난방이나 전력생산, 자동차 이용에 이용된다.일산화탄소는 탄소를 함유한 연료의 불완전한 연소에 의해서, 휘발성 유기화합물(VOCs)은 대기의 수증기 형태로 존재하는 탄화수소, 산소, 할로겐 등으로 자동차 등과 같은 연료탱크에서 누출된 액체 연료의 증발이나 압축된 시스템에서 천연가스나 메탄의 누출 또는 화석연료의 불완전연소 또는 부분적 연소로부터 방출된다.2차 입자인 이산화질소는 산화질소가 대기에 존재하는 오존과의 반응에 의해 발생된다. 이는 건강에 위험을 미치는 뿐 아니라 물과 반응하여 질산과 질소산화물의 기원이 된다. 이산화황이 금속성 촉매나 납이 포함되어있는 입자표면에서 황산이 만들어진다. 이는 암모니아가 적은 지역에선 황산염, 암모니아가 많이 방출되는 지역에선 중화되면 황산암모늄이 된다. 유기에어로졸(SOA)은 대기 중 VOCs의 반응에 의해 산화된 유기화합물로 구성된다. 나무 등에서 방출되는 생물기원 휘발성 유기화합물은 이 과정에서 활성도가 높은 SOA의 근원이 되는데 낮은 휘발성으로 인해 농축되게 된다.2. 미세먼지의 문제점1) 건강에 미치는 영향WHO는 2013년 미세먼지를 1등급 발암물질로 규정했다. 미세먼지로 인해 기대수명보다 일찍 사망한 사람이 한해 약 700만 명이라고 밝혔다. 먼저 미세먼지는 호흡기에 치명적이다. 초미세먼지는 몸 속 폐포까지 스며들 수 있다. 호흡기질환에 미세먼지 등의 대기오염물질이 영향을 미친다. 폐 기능을 떨어뜨리고 폐암을 비롯한 호흡기 질병의 발병과 악화, 사망위험을 높인다. 미세먼지 노출기간이 길수록, 어린이와 노인일수록 더 크게 영향을 받는다.또한 임산부에게 위험한데 미세먼지에 노출된 태아는 장애 가능성이 있고 어린이는 자폐증이 발생할 가능성이 높아진다고 한다.그 외에도 천식, 심장마비, 암, 치매, 신장질환 등을 유발한다.2) 산업 및 공업에 대한 영향반도체와 디스플레이 산업은 0.1mug의 미세먼지 입자에도 매우 민감하다. 그렇기 때문에 반도체를 만들 때에는 절대 미세먼지에 노출되지 않은 환경에서 만들어야 한다. 반도체와는 다른 면이지만 자동차 산업도 적지 않은 영향을 받는 것으로 판단된다. 미세먼지가 많다면 도장 공장에서 영향을 받을 수 있으며 그 외 자동차 생산의 자동 설비에서도 미세먼지로 인한 각종 피해가 발생할 수 있다. 그 외에도 미세먼지로 인한 가시거리가 떨어지게 되면 비행기나 여객선 운항에도 차질이 빚어질 수 있다.3) 생태계 및 농업에의 영향미세먼지는 성분이 다양한 만큼 인간의 건강 뿐 아니라 생태계 전반에 영향을 주는 것으로 알려지고 있다. 대기 중 미세먼지의 주요 구성성분인 이산화황이나 이산화질소를 많이 포함하고 있는 미세먼지는 자연적 강우에 산성비를 가져오게 됨으로써 토양과 물을 산성화시키고 토양을 황폐화하거나 생태계에도 피해를 주는 것으로 보고되고 있다. 미세먼지에는 각종 유해한 미세 중금속이나 카드뮴 등이 포함되는 경우도 있는데 이런 경우 또 다른 미세먼지와 결합하거나 비와 결합하였을 경우 농작물, 토양, 수생식물에 큰 피해를 줄 수 있고 미세먼지 입자 크기에 따라 식물의 잎에 부착하여 기공을 막고 광합성을 저해할 수 있고 형태적 혹은 성장에 큰 피해를 입는 것으로 보고된다.4) 해양생태계의 영향육지기원의 먼지는 먼 거리를 이동하여 해양으로 전달되며 해양생태계에도 영향을 미치는데 한 연구에서 사하라 사막에서 모래폭풍이 일어나면 카리브해에서 플랑크톤의 대량증식이 일어난다고 보고되었다. 이는 플랑크톤의 성장에 도움이 되는 철 등의 영양염류를 많이 공급하여 해양에서 기초생산이 활발하게 일어나게 되고 생물생산(광합성)이 증가하여 대기 중 이산화탄소를 낮추는 역할을 하게 된다. 이는 빙기-간빙기의 지질학적 시간에서 생물생산이 증가하는 경우가 보고되었는데 이런 황사의 공급이 빙기-간빙기의 주기적 변화에 영향을 줄 수 있다고 하였다.3. 미세먼지 감소방안1) 광촉매 기술최근 광촉매 페인트를 이용해 아파트의 외벽에 시공했다고 한다. 40가구 아파트 1개동 외벽 950m^2에 광촉매 페인트를 칠하면 연간 3.4kg의 미세먼지 저감효과를 얻을 수 있다고 한다. 이산화티타늄은 빛에 노출될 때 유기 혼합물을 분해할 수 있는 강력한 광촉매 물질로 광촉매 페인트가 칠해진 아파트 벽면에 미세먼지가 붙게 되면 미세먼지 속 질소산화물이 광촉매제와 화학반응을 일으키며 질소화합물은 없어지고 이산화탄소와 물이 배출된다.

생활/환경| 2020.01.07| 4페이지| 1,000원| 조회(165)

대기, 환경, 미세먼지

미리보기

닫기
판매자 표지

일회용 용품 사용에 따른 환경오염 및 화학적 해결방안 평가A+최고예요

일회용 플라스틱 사용에 따른 환경오염 및 화학적 해결방안1. 일회용 플라스틱 사용 현황 및 문제점플라스틱은 가벼울 뿐 아니라 방수성도 있어 물기가 있는 물건들도 넣을 수 있는 편리함 덕분에 필름, 음료수병, 섬유 등 다양한 분야에서 그 활용도가 높다. 1966년부터 지난 50년 동안 일회용 비닐봉투의 사용량은 전 세계에서 폭발적으로 증가하였다. 우리나라 또한 매년 비닐봉투의 사용량은 증가하고 있다. 하지만 비닐봉투 9장을 생산하는데 드는 석유량은 자동차를 1km를 운행하는데 드는 석유량과 견줄만 하다. 또한 플라스틱은 많은 양이 광범위하게 이용되고 있는데 반해 폐플라스틱의 재이용을 위한 회수율은 세계적으로 약 25%에 머무르고 있고 나머지 미회수 자원은 소각이나 매립 등의 방법으로 처리되고 있다. 이는 환경오염을 유발하게 된다. 비닐봉투는 석유와 폴리에틸렌으로 만들어져 분해되는데 20년에서 최장 1000년까지 소요된다. 그렇기에 많은 비닐봉투는 소각으로 처리하며 이 과정에서 유독가스를 배출하고 공기 중 휘발성 유기화합물질의 농도를 높이는데 영향을 준다. 특히 비닐봉투를 소각할 때 다이옥신이라는 물질이 나오는데 1g으로 몸무게 50kg의 사람 2만명을 죽일 수 있을 정도이며 자연계에서 한 번 생성되면 잘 분해되지 않고 토양이나 침전물들 속에서 축적되었다가 생물체로 유입된다. 사람은 먹이사슬 최상위에서 농산물부터 시작해 가축, 물고기 등 이들에 쌓인 물질을 몸속에 축적하게 된다. 생물체 내로 유입되면 물에 잘 녹지 않아 배설되지 않고 수십년, 혹은 수백년 까지 존재할 수 있는데 다이옥신은 강력한 발암물질로서 불임, 출생 시 장애, 기형, 발육장애 등 심한 생식계 장애와 발달장애의 원인이기도 하다. 면역계의 손상, 호르몬의 조절기능에 손상이 올 수도 있다.또한 해양 생태계 파괴의 원인이 되는데 전 세계에서 1년간 바다에 버려지는 플라스틱 쓰레기는 연간 총 800만 톤이라고 한다. 바다로 유입된 플라스틱이 자외선과 파도의 영향으로 파편화 되면서 미세 플라스틱이 해양생니라 비닐봉투와 해파리를 먹이로 착각해 섭취하여 피해를 보는 바다거북이나 돌고래 등은 뉴스에 자주 등장하곤 한다.최근 이러한 일회용품을 줄이기 위한 다양한 노력들을 하고 있다. 다양한 국가에서 플라스틱 빨대, 일회용 플라스틱 포장재, 비닐봉투 사용을 금지하는 등의 규제를 펼치고 있으며 우리나라 또한 사용규제를 위해 다양한 정책을 내놓고 단속과 홍보를 하고 있다. 많은 매장에서 비닐봉투를 유상제공하며 우산비닐커버 대신 빗물제거기를 도입하는 등의 노력을 하고 있다. 그럼에도 아직 많은 가게에서 테이크아웃 시 플라스틱 용기가 사용되고 비닐봉투 유상판매가 도입되지 않은 많은 재래시장에선 비닐봉투가 무상제공되는 등 전혀 플라스틱을 사용하지 않을 수 없는 실정이다. 그렇기에 플라스틱 사용 시 환경오염을 최소화 할 수 있는 친환경적인 방법이 필요하다.2. 일회용 플라스틱 문제 해결을 위한 화학적 방법1) 폐플라스틱의 자원화 기술 동향특허청에 따르면 최근 10년(2008∼2017년)간 폐비닐, 플라스틱 재활용 기술 관련 특허출원 현황을 분석한 결과 재활용 기술로는 고체연료 제조기술, 유화(油化)기술 또는 건축자재 제조기술 등이 출원됐다. 고체연료 제조기술은 폐비닐 등을 잘게 분쇄해 목재 등과 섞은 뒤 혼합물을 작은 알갱이 형태로 압축해 연료용 펠릿으로 만드는 기술이다. 이렇게 제조된 연료용 펠릿은 난방연료나 공장, 또는 화력발전소용 연료로 사용될 수 있다. 고형 연료나 다양한 재활용 제품으로 60%정도가 활용 중 이라고 한다. 재생 수지화된 플라스틱은 싼 일용 잡화 및 산업 자재로 활용되며, 섬유로 침구에 제품화되고 있다. 또한 폐플라스틱을 나무와 종이와 혼합하여 고형화한, RPF 라는 석탄 대체 연료로 주로 제지 공장의 열원으로, 석탄 보일러에서 이용되고 있다.기타, 일반 화학 재활용이라는 열분해에 의한 자원화가 이루어지고 있다. 이것은 폐플라스틱을 열분해로 다른 종류의 화합물로 변환하고, 그 화학적 성질과 가연성을 이용하는 것으로, 제철소의 코크스와 고로에서 석탄 대체 되고 있다.2) 폐플라스틱 처리 자원화 방법폐플라스틱에서 파생되는 대표적인 자원화 제품은 재생 수지와 연료이다. 시장 가치가 높은 제품으로 변환할 수 있는 성분이 다량으로 포함되어 있는 경우, 자원화를 실시한다. 각종 플라스틱이 혼합 폐기물의 경우, 혼합 폐플라스틱에서 얻을 수 있는 재생 수지는 강도 등에 문제가 있어 성형품 제조업체에 받아들여지지 않는다. 이 경우 연료화를 선택하게 된다. 최근 사용한 가전 등의 혼합 폐플라스틱의 정전 분리에 의한 수지 종류별 정밀 분리법이 실용화되고, 폐플라스틱이 고품질 재생 수지로 활용할 수 있는 사례가 확대되고 있다. 고체, 액체, 가스의 연료화도 기술적 신뢰성이 입증된 특히 고체연료는 석탄 대체 보일러 연료로 제지 업계를 중심으로 보급하고 있다.[폐플라스틱의 재생수지화](a)원료·모노머화 공정(b)고로원료화 공정[폐플라스틱의 연료화]① 분리기술플라스틱의 재활용에는 적절한 분리기술이 필요한데 이는 혼합 상태의 고형폐기물로 존재하는 폐플라스틱을 균질한 플라스틱 폐기물로 분리해야 하기 때문이다. 특히 풍부하고 안정적이며 신뢰성 있는 균질한 플라스틱 폐기물은 재활용의 필수요소로 알려져 있다. 따라서 플라스틱의 함유율이 높더라도 플라스틱 혼합물 중에 불순물 고분자가 섞이면 재활용이 제한된다. 폐플라스틱의 분리기술에는 수작업에 의한 방법이 이용되다가 효율화를 높일 필요성이 요구되었다. 폐플라스틱은 고체입자의 밀도차와 비중차를 이용한 비중선별 및 풍력선별법이 도입되었다. 그 후 다시 각종 플라스틱의 대전성을 이용한 정전선별(electrostatic separation)법과, 플라스틱 특유의 근적외선 조사에 의한 흡수 스펙트럼의 파장차를 이용한 정전선별법이 개발되었다. 그 밖에 광물선별과 제지, 분체공업에 이용된 부유선별법(flotation)을 적용하기도 한다. 폐가전제품으로부터 나오는 폐플라스틱을 풍력선별과 비중선별을 시행하여 얻은 ABS(Acrylonitrile ButadieneStyrene) 수지와 폴리에틸렌 혼합물로부터 폴리스. 또한 보다 복잡한 혼합 폐플라스틱으로부터 종래의 비중 분리와 정전 분리를 조합하여 ABS를 분리할 수 있다.② 기계적 리사이클링기계적 리사이클링은 폐플라스틱의 개조, 그래뉼화, 슈레딩(shredding) 외의 제어조건에서 플라스틱을 용융하는 것을 지칭한다. 기계적 리사이클링에 적용되는 기술은 단순하고도 비교적 저비용인 것이 특징이다. 일반적인 폐기물 더미에서 플라스틱은 다른 종류의 폐기물과 혼합되어 있는데 이것은 플라스틱 채취에 방해가 된다. 폐기물 중에 포함된 플라스틱을 회수하여 플라스틱 자원을 회수할 필요가 있고 원료의분리는 그 목적에 필요한 과정이다. 기계적 리사이클링 공정은 플라스틱을 수집하여 직접 수작업으로 분별하거나 재처리공정에서 기계로 분리한다. 분별한 플라스틱폐기물은 세제와 스프레이로 세척한 후 고속분쇄기로 절단한다. 그리고 건조한 분체는 팰릿으로 주조하여 신규 플라스틱 제조에 이용한다.③ 화학적 리사이클●해중합(depolymerisation)이 기술은 고분자 폐기물을 오리지널(original) 폴리머 혹은 기타 유용한 화학제품으로 전환하는 데 목적이 있다. 해중합, 부분산화 및 분해의 3가지 공법을 적용한다. 폴리아미드, 폴리에스터, 나일론, PET 등의 축합중합체는 초기에 이산성(diacids)과 다이올(diols) 혹은 다이아마인(diamines)에 가역합성반응을 통해서 해중합된다. 가알코올분해(alcoholysis), 해당(glycolysis), 가수분해(hydrolysis) 등의 대표적인 해중합 반응은 생중합체로의 전환에 의해 높은 효율을 올리고 있다.●부분산화(partial oxidation)열량이 풍부한 폴리머 폐기물의 직접연소는 경탄화수소, 질소산화물(NOx), 유황산화물(SOx) 및 다이옥신 등의 유해물질이 발생하여 환경에 피해를 주게 된다. 그러나 부분산화는 탄화수소화합물과 합성가스가 생성되어 사용된 폴리머의 종류에 따라 양과 질이 달라진다. 새로운 종류의 폐기물 가스화와 제강기술을 이용한 제련시스템에서 다이옥신이 없는 고열열분해법은 폴리머 사슬을 붕괴시켜 유용한 저분자 화합물로 전환하는 것이다. 플라스틱 열분해공정의 생산물은 연료 또는 화학제품으로 이용할 수 있다. 열분해법으로는 수소화 분해, 열분해 및 촉매분해의 3가지 방법이 있다. 발열량면에서는 폐플라스틱은 고형연료보다는 열분해로 얻어지는 액체연료와 가스연료가 유리하다. 열분해과정에서 염소함유 플라스틱류의 연료화에 불량한 성분을 제거하고 고품위 연료를 제조하기 위한 새로운 열분해기술 개발이 중요한 과제이다. 특히, 가정에서 배출되는 폐플라스틱 중에서 염소함유 플라스틱은 가열할 때 염화수소가 발생하여 장치를 부식시킬 뿐 아니라 공존하는 올레인계 탄화수소화합물과 결합하여 유기염소화합물을 생성한다.●유화기술(liquefaction)플라스틱은 석유를 원료로 하여 제조된다. 폐플라스틱을 무산소 상태에서 고온으로가열하여 분자를 제거함으로써 저분자 유기물을 얻는 기술로, 일본에서 대형 상용화플랜트가 건설되어 가동된 바 있으나 생산된 오일은 약간의 불순물을 함유하여 석유화학연료로 사용할 수 없고, 발전용으로 사용 중이다. 플라스틱의 화학적 리사이클 목표는 석유자원의 최상류, 즉 원유로 되돌리는 것이다. 그러나 PVC가 플라스틱에 함유될 경우 가열하면 유해한 유기성 및 무기성 염소화합물이 생성되기 쉬우므로 다수의 리사이클 공정에서 유효한 탈염소처리기술 개발이 난관에 봉착하였다. 그 문제를 살펴보면, 가열과정에서 PVC 또는 PVDC로부터 생성하는 염화수소 가스와 생성 오일 중의 유기염소화합물의 제거가 중요한데 현행 기술에서는 염화수소를 대량의 물에 흡수시켜서 희염산으로 회수하여 알칼리로 중화한 다음, 자연환경에 방류하거나 농축하여 농염산으로 상품화하여야 하는데 이것은 모두 환경문제와 경제적 문제를 갖고 있다.●가스화폐플라스틱을 화학제품의 출발원료인 수소와 일산화탄소를 주성분으로 하는 가스를제조하여 암모니아 합성 등에 이용하는 과정이다.2002년에 TV커버, 폐가전 4품목의 일반 폐플라스틱, 자동차 슈레더 더스트 등 3개품목을 시료로 이용하

생활/환경| 2019.10.02| 6페이지| 1,000원| 조회(1,297)

플라스틱, 폐플라스틱, 일회용품

미리보기

닫기
판매자 표지

유리전이온도에 대한 설명 2page 평가A+최고예요

유리전이온도1. 정의무정형 고체를 가열하면 분자들의 운동에너지는 증가한다. 그러나 고분자가 유리같은 특성을 가지는 동안에의 분자 움직임은 좁은 범위에서의 진동과 회전운동에 제한된다. 온도를 더 올리면 물성에 결정적인 변화가 일어나는 점이 생긴다. 고분자는 유리 같은 특성을 잃게 되는 시점에 이르고, 고무와 같은 성질을 나타나게 된다. 이러한 현상이 일어난는 온도를 유리전이온도(glass transition temperature. Tg)라고 한다. 계속 가열하면 고무의 특성을 잃고 용융체는 유체가 된다.2. 유리전이와 용융고분자는 결정성 고분자와 무정형 고분자로 나눌 수 있다. 결정성분자는 결정상태의 부분과 무결정 부분 모두 갖기 때문에 Tm과 Tg를 둘 다 가지지만 무정형 고분자는 Tg만을 갖는다. 결정성 고분자를 일정 속도로 가열하면 온도가 일정한 속도로 올라가고 용융점에 도달하면 고분자가 용융될때까지 온도를 유지한다. 그 후 다시 일정한 속도로 온도가 올라간다. 이 때 가해지는 열은 고분자가 용융되는데 모두 사용되었으므로 용융 잠열(latent heat of melting)이라 부른다. 결정성 고분자가 용융될 때 용융잠열을 흡수하고 열용량이 변화한다. 이 과정을 1차 전이(first order transition)이라 한다. 무정형 고분자를 유리전이온도까지 가열하면 열용량에 따라 일정한 속도로 온도가 올라간다. 하지만 유리전이온도에서도 온도상승은 멈추지 않는다. 즉 잠열이 없다. 열용량은 바뀌나 잠열이 존재하지 않고 유리전이를 2차 전이(second order transition)이라 한다. 열역학적 관점에서 보면 일차전이온도에서 Gibbs 자유에너지(G)는 연속적이지만 그의 온도 및 압력 미분은 불연속적이게 된다. 따라서 용융 및 기화와 같은 일차전이에서는 부피(V), 엔탈피(H), 엔트로피(S)와 같은 변수들이 불연속점을 보인다. 이차전이에서는 Gibbs자유에너지와 그 일차 편미분은 연속적이지만 이차편미분은 불연속적이다. 따라서 V, H, S는 불연속적 변화를 보이지 않지만 이차편미분으로 표현되는 열팽창계수(alpha), 열용량계수(C_p)와 같은 변수들은 불연속점을 보이게 된다.3. 유리전이온도에 영향을 주는 요인1) 화학구조? 주사슬을 구성하고 있는 chemical group에 의해 결정되는 사슬의 유연성비교적 유연한 사슬로 구성되어 주자슬의 회전이 쉬운 고분자는 Tg가 낮음ex) 폴리디메틸실록산 Tg은 -123도로 Si-O결합이 매우 큰 뒤틀림 운동을 하기 때문에 Tg가 낮음? 치환체의 크기회전운동을 제한하는 요인들은 유리전이온도를 증가시킬 것이다. 치환체가 충분히 커지면서 회전이 막히는 경우 형태 이성질체로 존재할 수 있다. 따라서 고분자들의 경우 분자 골격의 치환체가 클수록 회전의 자유도가 제한되고 유리전이온도는 증가한다.? 극성기극성기가 있으면 같은 크기의 비극성기가 있을 경우에 비해 높은 Tg를 나타낸다. 이는 극성기 사이의 상호작용으로 회전이 어려워지기 때문이다.ex) 폴리프로필렌(-CH2-CHCH3-)n에 비해 폴리염화비닐(-CH2-CHCl-)n의 Tg가 높음그 외에도 수소결합이 Tg를 증가시킨다.2) 입체화학대개 syndiotatic구조는 isotatic구조보다 Tg가 높은 것으로 나타난다. atactic 구조는 일반적으로 syndiotatic구조와 같거나 유사하다.3) 공중합서로 다른 두 단량체의 공중합체의 Tg는 두 단량체의 Tg 사이에 존재하며 그 수치는 단량체의 비율에 따라 달라진다.4) 가소제의 첨가여부가소제는 고분자 사슬 사이에 들어가 고분자 사슬끼리 붙지 않게 하여 사슬간 거리를 멀게 하고 사슬의 자유용적(free volume)을 크게 한다. 이렇게 되면 고분자 사슬의 유동성이 커지고 유리전이온도가 낮아진다.

자연과학| 2019.09.27| 2페이지| 1,000원| 조회(262)

고분자, 입체화학, 유리전이온도, 치환체, 무정형 고체

미리보기

닫기