DEFINITION OF FILM BLOWING플라스틱 재료를 원통 모양으로 압출하여 내부에 공기 또는 가스를 주입하여 팽창시킴으로써 두께가 얇은 필름을 성형하는 것. ---------------------------------- >film blowing이나 casting, spinning 같은 공정에 쓰이는 resin의 특성이 >대표적인 것들이 있나요? film용 resin은 일반적인 고분자 수지의 특성을 갖고 있지만 특히 다른 점은 성형시 수지의 processiblity를 높이기 위해서 기계적 성질이 우수한 것을 주로 쓰고 있습니다. stable operation이 좋은 것은 LDPE이고 다음으로 HDPE, LLDPE, PP로 알려져 있습니다The majority of polymer films are manufactured by film blowing (blown film extrusion). A single screw extruder is used to melt the polymer and pump it into a tubular die, as shown in cross-section at right. Air is blown into the center of the extruded tube and causes it to expand in the radial direction. Extension of the melt in both the radial and down-stream direction stops at the freeze line (frost line) due to crystallization of the melt. The nip rolls collect the film, as well as sealing the top of the bubble to maintain the air pressure inside. This process is used extensively with polyethylene and polypropylene
1. 서론본 실험의 목적은 습벽탑에서 물과 공기를 향류로 흘려보내는 과정에서 얇은 수막이 형성되고, 공기중의 산소가 물에 흡수되는 물질전달의 한 과정을 용존산소를 측정하여 물질전달계수를 측정한다.2. 이론● 습벽탑 : 젖은 벽탑은 원관의 내벽 또는 외벽에 따라서 액체를 액체막상 에서 아래로 흐르게 해서 gas와 향류 또는 병류로 접촉시키는 흡수장치이다. 용해열, 반응열의 제거 등의 열 이동도 용이하게 행하게 할 수 있기 때문에, 염산제조, 벤젠의 염소화등 다량의 발열을 수반한 경우의 흡수장치로서 적합하다.실험적으로 물질전달계수는 장치를 사용하여 측정하고, 이 장치는 수 직원통으로 상부에서 유체가 벽을 따라서 주력으로 흐르게 하고 하부에 서 기체를 도입하여 확산 계수를 측정한다.이런장치를 습벽탑이라한다.● 물질전달계수 : 물질의 전달속도는 추진력 및 이동방향에 수직면의 넓이 에 비례하는 계수● 충진 물질 : 수액의 접촉면에 얇은 이중 경막이 형성 이를 통하여 가스 가 흡수액으로 이동 흡수된다는 이론이 물질의 이동 접촉 면적의 넓이에 좌우된다.● 물질 전달의 원리 : 물에 산소가 흡수할 때 액상에서 물질이동 저항이 생긴다. 물질이동계수의 많은 측정법들이 실험에서 측정된 물질 이동 계수와 물질 흐름속도 간에 비교 되면서 발전되어 왔다3. 실험 장치 : sww-900사진 구조도4. 실험 준비 과정1) 장치를 수평이 맞게 조절한 후 고정한다.2) 전원을 단상 AC 220V 10A상당의 배선으로 연결한다.3) Water tank에 약 ¾정도의 증류수를 넣는다.4) N2 gas를 De-oxygenation column에 cock가 달려있는 hose로연결한다.5) D.O. Meter를 영점 조정하여 놓는다.6) D.O. Meter의 Probe를 Absorption column inlet pot와 outlet pot에고정 시킨다.< De-oxygenation column의 물 공급 >1) De-oxygenation feed pump의 Bypass valve (VELVE.1)를열어놓는다.2) De-oxygenation feed pump S/W를 ON 시킨다.3) pump가 가동되면서 물이 De-oxygenation column으로 들어가면 뒤쪽 Bypass valve(VELVE.2)를 막고 앞쪽 Bypass valve를 조절하여 column으로 공급되는 물이 넘치지 않도록 조절하여 준다.< De-oxygenation column의 용존 산소 제거 과정 >1) Water flow meter의 조절밸브를 열어준다.(이때Absorption column feed pump가 작동하지 않으므로 Water flow meter 쪽으로 물이 흘러 들어온다.)2) De-oxygenation column안에 공기기포가 없어질때 까지 기다린다.3) De-oxygenation column으로 물이 정상적으로 공급되면 Nitrogen gas를De-oxygenation column에 보내준다.4) Nitrogen gas bomb에 달린 Regulator 조절 손잡이를 오른쪽으로서서히 돌리면서 N2 gas를 적당히 흘려보낸다. (De-oxygenation column밑으로 gas가 딸려 나가지 않도록 조절하여 주고, column에 물이 넘치지 않도록 물의 유량과 gas의 양을 조절한다.)< Absorption column에 물 공급 >1) Water flow meter의 조절 밸브를 열어준다.2) 뒤쪽 Bypass valve(VALVE 2)를 조금 열어주고 Absorption column feed pump S/W를 ON 한다.3) 유량계에 달린 밸브를 최고 치의 유량으로 열어 놓는다.4) Absorption column feed pump가 작동되면서 물이 습벽탑으로 공급면서 관 안으로 흐르는 물이 골고루 퍼져서 흐르는가 확인한다. (물이 골고루 흐르지 아니하면 장치 수평이 맞지 않거나, 유량이 적은 것이다.)5) Absorption column으로 물이 흐르게 되면 후 유량을 실험유량으로 줄여라.정상상태의 흐름이 지속되면 Air pump를 작동하여 공기 공급을 한다.Absorption column의 inlet과 outlet의 D.O. Meter로 용존 산소를측정한다.5. 실험 방법1) 작동순서에 따라 장치를 Setup한다.2) Air pump에 전원을 넣어 공기의 유량을 2000ml/min을 유지시킨다.3) DO Meter에 전원을 넣어 탑 상부(Water inlet)의 용존 상소 농도를측정한다. (주의할 점, DO Meter의 Sensor는 액체에 잠겨있어야 하고, 탈산 과정을 거치는 물의 용존 산소는 대개 10%이하로 떨어져 있게 된다.)
실험 1. 주입방법에 1단계 변화를 주었을 때 3개의 탱크의 농도변화의 응답속도 측정(Effect of a step input change)실험 2. 주입방법의 충격변화를 주었을 때 3개 탱크의 변화와 응답속도 측정(Effect of all impulse input change)실험 3. 주입유량변화에 따른 3개 탱크의 변화와 응답속도 측정(Effect of flow rate)1) flow rate : 100ml/LPM2) flow rate : 200ml/LPM3) flow rate : 300ml/LPM실험 1. 결과*얻어지는 결과 그래프의 형태에 대하여 논의하고실제이론에 의한 것과 비교하여 설명해 보라순수로 채워져 있어서 일정한 전도도 수치를 나타내던 상황에서 B탱크의 0.001M KCl용액이 주입되자 tank1에서의 전도도수치가 급격히 올라가는 것을 확인하여 비교할 수 있었고 tank1 보단 덜 급격하게 순서대로 tank2에서 tank3순으로 전도도수치가 올라갔음을 알 수 있었다. 이는 B탱크의 KCl용액이 교반기tank1로 바로 유입되었기 때문에 전도도수치가 가장 급격히 증가함을 증명할 수 있는 것이고 그렇게 tank1에 유입된 KCl용액은 tank1의 순수와 희석이 된 후 tank2로 넘어간 후 tank2에 있던 순수와 한번 더 희석이 되기 때문에 tank1보다는 적은 전도도수치를 나타내게 되었고 마찬가지로 tank2에서 희석된 KCl은 tank3으로 유입되고 tank3에 존재하던 순수와 섞여 미세한 차이를 보이며 전도도수치가 증가하게 됨을 알 수 있었다.이론 그래프와 많이 비슷하지는 않지만 (책의 이론상전도도수치가 나와 있지 않으므로) 대체적인 모양과 전도도수치가 이론과는 맞는 것을 알 수 있었다.실험 2. 결과*이론적인 원리와 실험에 의한 곡선모양에 대하여 논의(위 그림의 x축은 시간을, y축은 전도도를 나타낸다.)위 두 번째 실험에서의 이론은 연속된 3개의 탱크로 구성된 1계 시스템의 응답은 충격입력인 경우 충격크기가 지속될 때까지 지수곡선을 나타내지만 충격크기가 끝난 이후에는 지수감쇠곡선을 나타낸다. 다른 탱크에서도 전달지연으로 인해 각각 응답이 늦어지지만 결국 충격크기가 끝난 이후의 값으로 나타난다는 것이다. 이는 KCl용액을 4분간 주입하고 다시 순수를 넣어 주었을 때의 전도도의 변화를 보는 것인데 마찬가지로 실험 1과 같은 원리로부터 tank1에 주입된 KCl용액이 기존에 존재하던 순수에 희석되어 tank2로 주입되게 되고 tank2에서 희석된 용액을 마지막으로 tank3을 거쳐 drain 되게 된다. 그리고 4분 후에 순수가 주입되기 시작하면서부터 tank1은 급격한 전도도의 저하를 보이게 되는 그래프를 얻을 수 있었다. 이 결과 또한 자세한 전도도 값이 주어지지 않았지만 이론상 그래프와 거의 일치함을 알 수 있었다.실험 3. 결과*각 유량변화에 대한 시상수는 t=0에서의 각 곡선의 기울기이다.시상수 결정 후 각 유량에 반비례함 증명
Nano Chemical EngineeringPolypropylenePP PolypropylenePP PolypropyleneHomo PolymerCopolymer복합PP수지Propylene 단독중합 polymer일반 PP의 물성강화 PPPropylene과 co-monomer의 공중합PP PolypropyleneIsotactic (IPP) Syndiotactic (SPP) Atactic (APP)높은 결정화도 (입체규칙성 大) 우수한 특성 지님PolypropyleneHomo polymerPropylene 단독중합 polymer배열방향 같음- 규칙성 大규칙성 없음교대배열PolypropyleneHomo polymerPP Polypropylene입체규칙성에 따른 구분PolypropyleneHomo polymerPP PolypropyleneIsotactic PP (IPP)기계적, 열적 성질 우수 상업적으로 유용 -높은 결정도 때문 일반적인 PP를 통칭PolypropylenePP PolypropyleneHomo polymerAtactic PP (APP)IPP생산 시 부산물로 생성 혹은 단독플랜트로 생산 물성의 한계로 쓰임이 한정적SPM으로 본 Atactic PP (Semi contact mode)PolypropylenePP PolypropyleneHomo polymerSyndiotactic PP (SPP)메탈로센 촉매발견 소량생산가능IPP보다 좋은 투명성, 내 충격성, 인열 강도, 내자외선 성 내 감마선성 지님 좁은 분자량분포로 가공이 힘듦PolypropylenePP PolypropyleneHomo polymerStereotactic PP Perfect PPiPP, aPP,sPP가 교대로 이어지는 PP메탈로센 촉매규칙성의 흐트러짐이 없는 PPStereotactic PPPerfect PPMg/Ti 촉매VSPolypropylenePP PolypropyleneCopolymerrandom PP소량의 co-monomer와의 공중합 저온 heat seal(열봉합)성, 투명성 Ex수 증착성 우수광학특성 개선 Impact 저항 개선 유연성이 증가 낮은m.p 저온 열봉합성PolypropylenePP PolypropyleneCopolymerBlock PP Impact PP호모 중합과 (Ethylene)공중합의 2단 중합 저온 충격강도 부여 Ex)자동차, 가전 등Ethylene을 첨가한 copolymer 큰 내충격성 지님 Ex)가전소재, 산업용 부품, 파이프 등TEM으로 본 polypropylene- Polyethylene 'Block' copolymerBlock PPImpact PPPolypropylenePP Polypropylene복합PP수지기타 소재 (LUPOL소재)TPO Thermo-plastic Olefin무기 충전제 복합PP* base resin: Homo, random, impact PP 등Base resin에 기능성첨가제 사용 일반 PP의 특정물성을 강화 및 변형PolypropylenePP Polypropylene복합PP수지무기 충전제 복합PP유리섬유 보강PP탈크보강 복합PPPP는 범용EP보다 기계적 강도 낮음 이를 보강하기 위해 무기 충전제 및 유리섬유 보강굴곡강도 굴곡탄성률 인장강도 열 변형온도치수안정성 원가절감 밀도상승 굴곡탄성률 보강저 수분흡수율, 화학적 안정성, 화학약품과 접촉하는 피팅류, 높은 열 변형온도 요구부품무기 충전제에 의한 충격으로 스트레스집중에 의한 충격강도 저하발생 EPR또는 copolymer를 사용 충격보강 후 상품화PolypropylenePP PolypropyleneTPO (Thermo-plastic Olefin)복합PP수지엘라스토머에 의해 개질이 이루어진 소재TPO= EMPP(Elastomer modified PP) 충격특성강화를 위해 소량의 고무(5~35%)첨가Ex)자동차 범퍼, 사이드 몰딩, 가니쉬 등*TPE(Thermo –plastic Elastomer) 고무함량 35%이상의 PP와 엘라스토머의 블렌딩 소재주 사용용도부품의 크기가 크므로 성형성과 도장성 치수안정성이 중요요소Polypropylen섬유 및 각종 충전제를 보강하거나 다른 종류의 수지를 특수혼합하여 기계적물성, 내열성을 증진시킨 우수한 성형성을 갖고 있는 소재L U P O L은 L G화학이 개발하여 판매하고 있는 복합 P P의 상품명PolypropylenePP Polypropylene촉매의 발달과정1953년 이탈리아의 Natt 교수가 Ziegler형 촉매를 이용 처음으로 PP를 합성 이어 1975년Montecatin사가 PP의 상업 생산을 시작 PP산업은 1996년 현재 전 세계적으로 2,000만 Ton/Year의 수준으로 성장 최근 10년간 연 평균 10%의 성장을 기록MgCl₂담지 TiCl₄/AIR₃EB제 3세대TiCl₃/ CP2TiMe₂제 2세대TiCl₃와 Alkylaluminum을 촉매계로 사용하여 PL을 중합제 1세대촉매의 발달과정PolypropylenePP Polypropylene촉매Ziegler Natta 촉매(Z-N 촉매) -활성이 낮고, 얻은 PP의 입체규칙성도 낮음 -탈회공정 및 탈 AP공정이필요 -활성과 입체 특이성을 높일 수 있는 방안이 강구MgCl2담지형 TiCl4 촉매(Mg/Ti 촉매) -Z-N촉매에 비하여 100배 이상의 높은 활성 -헥산 추출잔율(I.I)도 92.94%로 높은 입체특이성 -탈 AP 공정 불필요메탈로센(metallocene) 촉매 -높은 중합활성과 single site성 -분자량 분포 및 조성 분포가 아주 좁음 -신규 구조를 갖는 PP제조를 가능Ziegler-Natta Metallocene Mg/TiPolypropylenePP Polypropylene가공방법FilmOPP T-die형의 축차 2축 연신법 or Bubble형의 동시 연신법 수축필름 Bubble형의 동시 연신법연신OPP수축필름재가열PolypropylenePP PolypropyleneCPP film T-die로 압출된 용융상태의 필름을 Cast Roll에서 냉각, 성형한 무연신필름 3층 구성 주요용도 : 단층필름, 라미네이션용, 증착용 등가공방법FilmPolypropylenePP Poly외관, 두께균일도가 그다지 필요치 않은 필름에 적용 주요용도 : 세탁물, 앨범포장, 섬유포장 등PolypropylenePP Polypropylene가공방법사출용융가소화/계량 후 사출 사출부분사출기성형품의 모양을 부여 금형부분PolypropylenePP PolypropylenePP사출제품PP사출제품의 적용 예PolypropylenePP Polypropylene가공방법압출PP의 Pipe로서의 압출PE, PVC에 비해 낮은 Melt strength - pipe로서의 성형 어려움 내열성, 내화학성, 환경안정성의 우수함으로 Pipe용도로의 적용증가PolypropylenePP PolypropylenePP압출제품PP압출제품PolypropylenePP Polypropylene가공방법섬유가볍고 저렴, 섬유로서의 우수한 물성 보유 염색불가능- 사용제한이 뒤따름섬유BCF(bulky continuous filament) (실) PP카페트 용 원사로 사용PolypropylenePP Polypropylene가공방법기타 성형방법기타 성형방법중공성형 (Blow Molding)압출중공성형 (extrusion blow molding)사출중공성형 (injection blow molding)ISBM (injection stretching blow molding)Compression Molding가소화된 PP를 mold에서 연속적으로 찍어내는 방법중공성형 (Blow Molding)Compression MoldingPolypropylenePP Polypropylene시장현황PP의 시장 현황 (수급현황)***************************************713239794%**************************9392%**************************06498%*************997*************00%*************9967*************%*************995*************7%*************9946887%*************91국내 수요수출수입출하실능력연도말수요공급가동률생산생산능력수급현황단위 : 천톤PolypropylenePP Polypropylene시장현황PP의 시장 현황 (용도별 출하추이)1008.112.78.31931.220001008.715.89.91728.619991005.615.53.516.229.219981004.314.53.319.628.419971005.49.633.422.729199610059.426.23326.419951003.71024.734.227.319941002.39.426.734.2127.319931004.29.828.128.429.619921001.49.328.13031.11991계기타섬유압출사출필름연도단위: %PolypropylenePP Polypropylene시장현황PP 세계수급전망단위 : 천톤PP 세계수급전망PolypropylenePP Polypropylene시장현황PP의 시장 현황 (용도별 출하추이)1008.112.78.31931.220001008.715.89.91728.619991005.615.53.516.229.219981004.314.53.319.628.419971005.49.633.422.729199610059.426.23326.419951003.71024.734.227.319941002.39.426.734.2127.319931004.29.828.128.429.619921001.49.328.13031.11991계기타섬유압출사출필름연도단위: %참고문헌http://www.gspp.co.kr/product/gs_pro02.asp http://www.plasticskorea.co.kr/plastic_tech_sub_01.htm http://tmands.co.kr/ www.basf-korea.co.kr/ 석유화학협회 발행 석유화학 2월호 http://www.plasticinfo.co.kr/book/chem/newchem1-7.html 프로필렌 제조촉매와 프로세스 변천-김기수PolypropylenePolypropylenehow}
산화/환원반응 Redox Reaction발표자 20054432 이하나Energy Conversion Lab.산소와의 분리, 수소와의 결합, 전자와의 결합 산화수의 감소 전자 수의 증가산소와의 결합 수소와의 분리 전자와의 분리 산화수의 증가 전자 수의 감소산화 (酸化, oxidation)환원 (還元, reduction)Energy Conversion Lab.산화와 환원 (酸化還元, oxidation-reduction)산화와 환원은 항상 동시에 일어나며 주고받은 전자 수는 같다산화환원반응은 전자가 한 종에서 다른 종으로 옮아가는 것을 의미 하지만 모든 전자이동반응은 산화환원반응이 아니다전자이동반응, 원자부가반응, 내부 산/환원반응, 분자 내 전자이동반응 등Energy Conversion Lab.산*염기반응과 산화환원반응H+ + OH- → H2O전자론적으로는 전자이동반응(산화환원반응) 산화수 기준 - 산화수의 증감이 없는 반응 ∴산화환원반응이 아니다Energy Conversion Lab.산 화 산 화 물산화 (酸化, oxidation)빠른 산화느린 산화연소, 금속석출반응부식, 부패, 소화산화물 :산소와 화합(산화)하여 생긴 물질 1) 산성산화물 : 비금속 원소의 산화물 (푸른색 리트머스 종이 붉게 변화) 비금속 원소 + 산소 → 비금속 원소의 산화물 (산성 산화물) S + O2 → SO2 (이산화황) 산성 산화물 + 물 → 산 SO2 + H2O → H2SO3 (아황산) 2) 염기성산화물 : 금속 원소의 산화물 (붉은색 리트머스 종이 푸르게 변화시킴) 금속 원소 + 산소 → 금속 원소의 산화물 (염기성 산화물) 2Mg + O2 → MgO (산화마그네슘) 염기성 산화물 + 물 → 염기 Na2O + H2O → 2NaOH (수산화나트륨)Energy Conversion Lab.산 화 수원자가 전자를 잃거나 얻은 수, 공유결합에서 공유전자쌍의 치우친 정도산화수의 증감으로 산화, 환원 결정 증가- 산화 감소- 환원분자 전체의 실제전자분포상태무시. 대단히 단정된 개념산화수 결정규칙 (1)모든 홑원소 물질의 산화수 = 0 (2) 단원자 이온의 산화수 = 이온의 전하 (3) 화합물의 양성 원소의 산화수와 음성 원소의 산화수 합 =0 (4)공유 결합 원자의 산화수 : 전기 음성도가 적은 물질은 (+)산화수, 전기 음성도가 큰 물질은 (-)산화수Energy Conversion Lab.산 화 수할로겐-1이온이온의 가수산소-2 (단.과산화물=-1)수소+1 (단, 금속의 수소화물=-1)단원자분자0중성분자(화합물)0ex) KMnO4(+1) + Mn + (-2x4) = 0Mn=+7ex) O2, H2, N2, Cu, Na, Arex) Al+3 = +3, Cl- = -1, O-2 = -2ex) F-, Cl-, Br-, I- = -1ex) H2O, HCl, HI 등 =+1 NaH, LiH = -1ex) H2O, Na2O, MgO 등 = -2 H2O2, Na2O2, BaO2 등 = -1 (예외 : F2O =+2)Energy Conversion Lab.산 화 제 – 환 원 제산화제:자신이 환원되면서 다른 물질을 산화시키는 물질 산소를 포함하고 낼 수 있는 물질 전자로 얻는 성질이 클수록 산화수가 높을수록 강한 산화제환원제:자신이 산화되면서 다른 물질을 환원시키는 물질 산소를 받을 수 있는 물질 전자로 내놓는 성질이 클수록 산화수가 적을수록 강한 환원제∴ KMnO4 = 산화제 H2O2= 환원제 산화력의 세기 : KMnO4 H2O22KMnO4+5H2O2+8H2SO4K2SO4+2MnSO4 +5O2산화 수 감소 (+7+2)산화 수 증가 (-1+0)+7-1+20산화제 -자신은 환원 다른물질 산화 환원제 -자신은 산화 다른물질 환원Energy Conversion Lab.산화 환원반응의 반응식 (양적관계)Cu + H+ + NO3- Cu+2 + NO+H2O3Cu + 8H+ + 2NO3- 3Cu+2 + 2NO+4H2O산화수감소 (52)산화수증가 (0+2)1. 산화수 법산화환원반응식에서 주고 받은 전자 수는 같다Energy Conversion Lab.산화 환원반응의 반응식 (양적관계)2. 이온전자 법 (산화환원 반 반응)Fe+2 + MnO4- + H+ Fe+3 + Mn+2 + H2O산화 반 반응 : Fe+2 - e- Fe+3 환원 반 반응 : MnO4- + 8H+ + 5e- Mn+2 +H2O5Fe+2+ MnO4-+ 8H+ Fe+3 + Mn+2 + H2O산화환원반응식에서 주고 받은 전자 수는 같다Energy Conversion Lab.참 고 문 헌酸化還元反應とは何か http://cont3.edunet4u.net/~jupitero/index2.htm 산화와 환원.ppt{nameOfApplication=Show}