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작성자: 최준환 작성일: 2002-03-06 조회수: 4308 |
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[박세준님께서 쓰신 내용] ːnylon6가 열분해 할때의 mechanism을 알고 싶거든요. ː몇도 정도에서 열분해가 일어나고 어떠한 mechanism으로 ː분해가 일어나는지. ː또 이런 분해를 막기위한 대책으로 어떤것이 있을지요?? ː또한 분해시 생성되는 물질은 무엇이고 nylon물성에 ː어떤 영향을 주는지 궁금합니다.....빠른 시일내에 알려주시면 고맙겠네여. ː제 멜로 보내주시면 더 고맙고여...^^; ː수고하세요. 고분자의 열분해 mechanism은 chain depolymerization과 random decomposition으로 나눌 수 있습니다. chain depolymerization은 사슬 말단이나 약한 결합에서부터 차례차례 monomer단위로 chain rupture가 일어나는 것을 말하며 chain polymerization의 역으로 보면 됩니다. 종종 depropagation 혹은 unzippering으로 말합니다. 일반적으로 vinyl polymer에서 더 우세합니다.. random decomposition은 사슬이 무질서하게 rupture 되는 것을 말하는데 chain depolymerization과 비교하면 초기에 monomer 단위보다는 큰 fragment가 생성되는 것이 특징입니다. 일반적으로 condensation polymer의 경우입니다. 하지만 이러한 두 mechanism은 분해온도, 승온속도, 분위기 등의 실험조건에 따라서 동시에 나타나기도 합니다. 나일론의 경우는 흡습된 수분함량에 의해서 민감하게 변화하는데, 일반적으로 나일론6는 C-C 결합이 C-N 결합보다 크므로 C-N 결합위치에서 rupture가 일어난다고 보고되어 있지만 다른 연구에서는 C-C 결합과 C-N 결합크기가 비슷하다는 결과가 있으므로 단정할 수 없습니다. 또한 gamma hydrogen을 포함한 분해에서는 738K에서 carbon alpha의 hydrogen이 carbon alpha로, oxygen으로 전달되고 763K에서 amide nitrogen으로 전달되면서 분해를 조절함으로 mechanism이 복잡합니다. 또한 나일론은 용융시에 고리화되는 경향을 보이므로 분해조건에 따라서 mechanism이 다양합니다. 나일론6의 경우 분해시작온도는 623K이고 50% 분해되는 온도는 703K로 보고되어 있지만 분자량, 결정화도, 수분함량 및 실험조건(승온속도, 압력, 분위기, 등등)에 따라서 차이를 보이므로 정확한 분해온도는 측정을 해야 알 수 있습니다. 분해시 생성되는 물질은 최종적으로는 char 및 CO2, H2O, NH3등이 보고되어있습니다. 분해가 이루어지면 분자량의 감소와 같은 역할을 하게되므로 초기에는 점도의 감소를 보이고 기계적 물성 또한 저하되며 분해말기에는 점도가 증가하게 됩니다. 일반적인 고분자의 경우, thermal resistance를 위해 (1)결정화도의 증가, (2)polar side group 도입, (3)aromatic ring 도입, (4)crosslinking으로 개질을 하지만 나일론6의 경우는 copolymer화하는 경우도 있습니다. 자세한 사항은 아래의 책을 참고하십시오. Melvini. Kohan, "NYLON PLASTICS", John Wiley & Sons, New York, 1973. D. W. Van Krevelen, "Properties of Polymers", Elsevier Scientific Publishing Company, New York, 1972. W. Schnabel, "Polymer Degradation", Macmillan Publishing Co., New York, 1981. |
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