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PA제조공정

PA란 , Phthalic anhydride로서 무수프탈산이라고 한다. PA는 분자량 148.12의 순백색 바늘모양의 결정이며, 결정성 분말 또는 플레이크상이다. 그리고 특이한 냄새가 나며 알코올에 녹으며 에테르와 뜨거운 물에는 약간 녹는 성질이 있다.PA 의 원료는 나프탈렌 , ㅇ-자일렌 두가지의 원료가 있다 1.나프탈렌(Naphthalene) 벤젠고리가 2개 있는 모양으로 승화성이 있다. 비늘 모양의 무색 결정으로 분자량은 128, 녹는점 80.3℃, 끓는점은 217.97℃이며, 분자식은 C10H8로 쓴다. 발암 물질이며 일반적으로 화장실에서 냄새 탈취제로 쓰이거나 좀약으로 쓰인다.2.o-자일렌 다이메틸벤젠·자일롤(xylol)이라고도 한다.화학식 C6H4(CH3)2. 벤젠고리에 메틸기 2개가 결합하고 있는 구조로,오쏘자일렌·메타자일렌·파라자일렌의 3종의 이성질체(異性質體)가 있다. 달콤한 냄새가 나고 가연성이 있는 무색의 액체로 독성이 없기 때문에 흡입용 약으로서 사용된다. 녹는점·끓는점·비중 등은 이성질체에 따라 다르다. 이성질체 모두가 물에는 녹지 않지만 에테르·벤젠 등의 유기용매와는 잘 섞인다.무수(無水)프탈산과 글리세롤 또는 펜타에리트리톨로부터 얻어진 폴리에스테르를 건성유 또는 그 지방산으로 변성시킨 것이다. 지방산·무수프탈산·다가(多價)알코올의 3물질을 혼합하여 비활성(非活性)가스 속에서 220∼250℃로 폴리축합(poly縮合)시켜 폴리에스테르를 만든다. 이같은 수지를 알키드수지도료라 한다2.프탈산계 가소제PVC와의 상용성이 우수하여 가장 많이 사용되고 있는 가소제로 DBP(Di-butyl-phthalate) DOP(Di-2-ethylhexyl phthalate), BBP(butyl benzylphthalate)등이 있으며, 대표적인 가소제는 DOP로서 전체 가소제 사용량중 75%정도를 차지할 정도로 가장 법용적인 가소제이다. DBP,BBP는 사용시 가소제 손실로 인한 물리적 성질이 열악하여 단독보다는 용도에 맞게 다른 가소제와 혼용 사용한다.3.폴리에스터 수지유리 전이 온도(Tg)는, 고분자의 분자 고리가 동결되어 있는 상태에서부터 어느 정도 움직임을 갖기 시작하는 온도의 변이점이다. PET/PBT는 모두 결정성 수지로써, Tg가 22℃인 PBT는 저온에서도 충분히 결정화 하지만, Tg가 69℃인 PET는 100℃ 이상의 온도로 온도가 올라가지 않으면 결정화하지 않는다. 수지의 내열성이라는 점에서는 용융점이 높은 것이 좋고, 결정화 속도라는 면에서는 유리전이 온도 (Tg)가 낮은 것이 좋지만, Tg와 Tm간에는 서로 관계가 있는 것이 사실이다. 때문에 내열성을 지배하는 Tm을 그대로 유지하면서, Tg를 낮게 하기 위하여 제 3의 성분을 첨가하는 여러 가지 방법들이 기술적으로 사용된다. 결정화하기 위하여서는 결정 핵이 필요하므로, 수지의 경우 핵제를 적극적으로 투입하는 방법이 많이 실용적으로 사용되고 있다. 핵제로는 Carbon Black, ZnO, CaCO3, BaSO4, 탈크, 스테아린산 마그네슘등의 무기물과 Ionomer, 고융점 PET등도 사용 된다. 한편 PET는 실 제품 사용 시의 열변형 온도가 250℃ 이상의 탁월한 물성을 가지고 있어, 페놀 수지를 대체 할 수 있는 열가소성 수지이기도 하다.유리 전이 온도(Tg)는, 고분자의 분자 고리가 동결되어 있는 상태에서부터 어느 정도 움직임을 갖기 시작하는 온도의 변이점이다. PET/PBT는 모두 결정성 수지로써, Tg가 22℃인 PBT는 저온에서도 충분히 결정화 하지만, Tg가 69℃인 PET는 100℃ 이상의 온도로 온도가 올라가지 않으면 결정화하지 않는다. 수지의 내열성이라는 점에서는 용융점이 높은 것이 좋고, 결정화 속도라는 면에서는 유리전이 온도 (Tg)가 낮은 것이 좋지만, Tg와 Tm간에는 서로 관계가 있는 것이 사실이다. 때문에 내열성을 지배하는 Tm을 그대로 유지하면서, Tg를 낮게 하기 위하여 제 3의 성분을 첨가하는 여러 가지 방법들이 기술적으로 사용된다. 결정화하기 위하여서는 결정 핵이 필요하므로, 수지의 경우 핵제를 적극적으로 투입하는 방법이 많이 실용적으로 사용되고 있다. 핵제로는 Carbon Black, ZnO, CaCO3, BaSO4, 탈크, 스테아린산 마그네슘등의 무기물과 Ionomer, 고융점 PET등도 사용 된다. 한편 PET는 실 제품 사용 시의 열변형 온도가 250℃ 이상의 탁월한 물성을 가지고 있어, 페놀 수지를 대체 할 수 있는 열가소성 수지이기도 하다.유리 전이 온도(Tg)는, 고분자의 분자 고리가 동결되어 있는 상태에서부터 어느 정도 움직임을 갖기 시작하는 온도의 변이점이다. PET/PBT는 모두 결정성 수지로써, Tg가 22℃인 PBT는 저온에서도 충분히 결정화 하지만, Tg가 69℃인 PET는 100℃ 이상의 온도로 온도가 올라가지 않으면 결정화하지 않는다. 수지의 내열성이라는 점에서는 용융점이 높은 것이 좋고, 결정화 속도라는 면에서는 유리전이 온도 (Tg)가 낮은 것이 좋지만, Tg와 Tm간에는 서로 관계가 있는 것이 사실이다. 때문에 내열성을 지배하는 Tm을 그대로 유지하면서, Tg를 낮게 하기 위하여 제 3의 성분을 첨가하는 여러 가지 방법들이 기술적으로 사용된다. 결정화하기 위하여서는 결정 핵이 필요하므로, 수지의 경우 핵제를 적극적으로 투입하는 방법이 많이 실용적으로 사용되고 있다. 핵제로는 Carbon Black, ZnO, CaCO3, BaSO4, 탈크, 스테아린산 마그네슘등의 무기물과 Ionomer, 고융점 PET등도 사용 된다. 한편 PET는 실 제품 사용 시의 열변형 온도가 250℃ 이상의 탁월한 물성을 가지고 있어, 페놀 수지를 대체 할 수 있는 열가소성 수지이기도 하다.유리 전이 온도(Tg)는, 고분자의 분자 고리가 동결되어 있는 상태에서부터 어느 정도 움직임을 갖기 시작하는 온도의 변이점이다. PET/PBT는 모두 결정성 수지로써, Tg가 22℃인 PBT는 저온에서도 충분히 결정화 하지만, Tg가 69℃인 PET는 100℃ 이상의 온도로 온도가 올라가지 않으면 결정화하지 않는다. 결정화하기 위하여서는 결정 핵이 필요하므로, 수지의 경우 핵제를 적극적으로 투입하는 방법이 많이 실용적으로 사용되고 있다무수프탈산은 프탈산계가소제, 불포화폴리에스테르수지, 염료중간물로 널리 이용되며. 사용되는 원료에 따라 올소키실렌공법과 나프탈렌공법, 촉매의 사용방법에 따라 공정상식과 유동상식으로 구분된다.1. PA는 OX를 증기상에서 산화시켜 제조한다. 2. PA제조공정은 나프탈렌을 유동층에서 반응시키는 것이었으나 가격면에서 OX가 나프탈렌 보다 경제적이어서 우동층을 반응기에서 OX로 산화하는 방식으로 대체되고있다. 3. 최초의 PA제조공정은 콜타르-나프탈렌을 재료로 고정층 반응기에서 바나듐 펜톡사이드를 촉매를 이용하는 방법이었다.4. hay-barns라 알려진 여러 개의 응축용기에서 기체흐름에 포함된 최종제품을 응축하였는데 이는 PA가 고체형태로 응축되어 기존의 열교환장치는 응축당하기 떄문에 물을 평행하게 흘리는 핀관 열교환기,즉 switch condenser개발 5. 나프탈렌과 OX에 모두 사용될수 있는 고정층은 von-Heyden방식 6. 반응과 응축과정을 거쳐 용해된 제품은 증류탑으로 들어간다. 전체 환류로 이루어지며 가벼운 불순물들은 PA보다 무거운 제품에 응축되거나 종합된다7. 경제적인면에 대해서 과거에는 PA의 원료로 쓰는 나프탈렌이 주로 이용해 놨는데 현재는 OX공정이 갖고있는 장점으로 인하여 OX공정을 주로 이용하고 있다{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2010.05.29| 16페이지| 2,000원| 조회(813)

열역학, 화학, 화학공학

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