폴리프로필렌 자료 -Oriented Polypropylene-

소개

폴리프로필렌에 대한 전반적이며, 깔끔하게 정리한 자료입니다.
개념, 물성과 구조, 다른 고분자와 비교, 쓰이는 곳, 효과 등등..
리포트로 제출한 것이기 때문에 기본적인 리포트형식이 제대로 갖추어져 있습니다.

목차

Ⅰ. Introduction ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 1

Ⅱ. Subject ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 1

1. Polypropylene
1-1. What is a Polypropylene? ……………………………………… 1
1-2. Tacticity of PP …………………………………………………… 3
1-3. Mechanical Properties of PP ……………………………………… 4

2. Polypropylene Film
2-1. Classification of PP Film ……………………………………… 6
2-2. Orientation effect …………………………………………………… 7

3. Oriented Polypropylene Film
3-1. Properties of OPP Film ……………………………………… 8
3-2. OPP vs. CPP ……………………………………………………… 8
3-3. OPP vs. Others ……………………………………………………… 9

Ⅲ. Conclusion ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 10


References ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 11

본문내용

Ⅰ. Introduction

5대 범용수지중 하나이자 폴리올레핀계의 하나인 폴리프로필렌은 석유화학공장에서 나프타를 분해할 때 생기는 프로필렌의 중합체로써 가공이 쉽고 가격 대비 물성이 우수해 간단한 병뚜껑에서부터 내부 파이프까지 다양한 제품의 재료가 되고 있다. 또한 촉매기술 및 공정기술의 발전과 함께 다양한 특성의 폴리프로필렌을 제조하게 되면서 유리, 금속 뿐만 아니라 다른 플라스틱 및 엔지니어링 플라스틱 영역까지 응용범위가 확대되고 있다.
일상생활에서 흔히 볼 수 있는 폴리프로필렌 제품 중 하나는 단연 필름일 것이다. 이 필름은 크게 연신된 필름(OPP: Oriented Polypropylene)과 연신되지 않은 필름(CPP: Casting Polypropylene)으로 분류할 수 있는데, 여기에서는 특히 연신된 폴리프로필렌 필름을 중심으로 하여 다방면으로 알아보고자 한다.

Ⅱ. Subject

1. Polypropylene

1-1. What is a Polypropylene?

폴리프로필렌은 1953년 이탈리아 Natta교수가 Ziegler형 촉매를 이용하여 처음으로 합성하였다. 이어 1957년 Montecatin사가 PP의 상업 생산을 시작한 후 PP산업은 현재 지속적으로 성장하고 있다. PP산업의 발전과정에서 가장 중요한 요소는 촉매와 공정의 개발인데, PP제조용 촉매에서 요구되는 기본적인 성질은 고활성과 고입체 규칙성이다. 이 성질을 얻기위한 많은 노력의 결실로 촉매와 공정의 개발은 꾸준하게 발전을 하게 되었다. 프로필렌은 석유화학공장에서 나프타를 분해할 때 에틸렌과 함께 생기는데 이것을 중합하여 만들어진 것이 폴리프로필렌이다. 일반적으로 폴리프로필렌과 같은 ⍺-올레핀류는 라디칼 또는 이온성 촉매들로 중합될 수 없다.
Atactic Polypropylene이 루이스산 또는 유기금속 화합물을 사용해 생성될 수 있는 반면, 생성물 가지를 갖고 있는 실온에서 고무상인 고분자(Tg= -20℃)로서 상업적 가치가 없다. 그러나 HDPE 중합과는 달리, ⍺-올레핀의 배위중합은 속도가 낮고 촉매성질에 매우 중요하게 의존한다. Atactic (고분자량 150,000 ∼1,500,000)폴리프로필렌은 변성 염화타이타늄(Ⅲ)과 공촉매 또는 활성화제로서 다이에틸 알루미늄 클로라이드와 같은 유기알루미늄 화합물을 사용한 불균일 촉매로 만들어진다. 촉매들도 탄화수소 혼합물 내에서 슬러리 형태로 만들면 50∼80℃, 5∼25기압에서 작동하는 배치식 또는 연속식 반응기 내에서 열전달을 촉진할 수 있다. 사슬이동제 역할을 하는 수소는 중분자량을 원할 때 사용한다.
Isotactic구조는 메틸기가 같은 방향으로 정연하게 배열되어 있다. Ziegl- er-Natta촉매(대표적인 것은 삼염화티탄과 디에틸염화알루미늄으로 이루어 진 착염)을 핵산 속에서 만들고, 그 속에 프로필렌을 약 70℃, 5atm에서 통 하면 쉽게 합성된다. 녹는점은 165℃이고 하중 하에서 연속사용이 110℃에 서 가능하다. 밀도는 0.90∼0.91이며, 결정도는 크지만 성형한 후에는 70% 이하로 저하된다.


열가소성 플라스틱

열가소성 플라스틱 전체 생산량
폴리에틸렌

HDPE
165,844
LDPE
145,559
PP
264,032
PVC
93,781
PS
70,878
Syndio-Polypropylene은 저온에서 균일 Zieglier-Natta촉매를 사용하여 제조된다. 그러나 현재 s-PP에 대한 관심을 메탈로센 촉매의 발달로 커지고 있다. ZrCl2-MAO와 같은 촉매를 사용하는 폴리프로필렌의 메탈로센 중합은 매우 높은 syndiotacticity와 150℃에 가까운 Tm을 가지는 PP를 생산한다. i-PP에 비해 s-PP는 약간 낮은 Tm을 갖고 있고, 용매의 공격에 약하다. HDPE에 비해 상업용 i-PP는 Tm이 높고 약간 낮은 결정성과 우수한 내크랙성을 갖는다. 최저에너지 입체형태는 extended planar zigzag형을 나타내는 폴리에틸렌과는 달리 말단의 메틸기는 더 복잡한 입체형태를 나타내며, 반면 세 단량체 유닛이 나선에서 한 회전을 한다

참고자료

· Joel R. Fried, 『Polymer science & Technology』, Prentice Hall PTR, 2006, pp. 334-338.
· 석유화학연구소, LG화학 (2009.3.31)