3장 효소(enzyme)3.1 서론효소는 촉매작용을 하는 고분자 단백질(15,000 < 분자량 < 수백만 달톤)이다. 효소의 명명은 요소분해효소(urease)와 같이 기질명 뒤 또는 알코올탈수소효소(alcohol dehydrogenase)와 같이 촉매하는 반응명 뒤에 –ase라는 접미사를 붙인다. 효소들은 하나 이상의 소단위체(subunit)를 가지고 있다. 단백질 효소들은 효소활성을 위하여 비단백질기를 필요로 한다. 이러한 기는 Mg, Zn, Mn, Fe와 같은 금속이온인 보조인자이거나 또는 NAD, FAD, CoA와 일부 비타민과의 유기결합체인 조효소(coenzyme)이다. 비단백질기를 갖고 있는 효소를 완전효소(holoenzyme)라 하고, 이 효소의 단백질 부분을 순효소(apoenzyme)(완전효소=순효소+보조인자)라 한다. 다른 분자구조를 갖지만 동일한 반응을 촉매하는 효소를 유사효소(isozyme)라 한다. 효소는 효소복합체를 형성하는 것에 따라 구분되기도 하고 기질특이적이므로 효소가 촉매하는 반응에 따라서 구분되기도 한다.3.2 효소의 작용기질과 특이적으로 결합하는 효소의 위치를 활성부위(active site)라 한다. 기질은 효소에 비해 작은 분자이므로 효소분자의 특정 부위에 결합하게 한다. 이러한 상호작용을 설명하는 가장 간단한 모형은 열쇠-자물쇠 모형으로서 효소를 자물쇠로, 기질을 열쇠로 나타내고 이를 그림 3.2에서 보여준다.여러 기질이 참여하는 효소촉매반응에서, 기질들의 반응부위끼리 서로 가까이하고, 효소의 활성부위와도 근접하도록 효소는 기질을 끌어당긴다. 이와 같은 현상을 근접효과(proximity effect)라 한다. 또한 효소는 반응속도를 증가시키기 위하여 특정 각도와 위치에서 기질과 결합한다. 이것을 방향효과(orientation effect)라 한다.3.3. 효소속도론3.3.1 서론포화속도론은 효소-기질 복합체 형성단계의 가역반응과 ES복합체의 해리단계의 단순한 반응체계로부터 구할 수 있다.(3.1)여기에서 ES복합체가 다소 빠른 속도로 형성되고 두 번째 단계의 역반응속도를 무시한다는 가정을 전제로 한다. 두 번째 반응의 비가역 가정은 반응 초기에 생성물의 축적을 무시할 때 성립된다. 효소촉매반응 속도식을 표현하는 데는 다음의 두 가지 방법이 사용된다 : (1) 빠른 평형(rapid-equilibrium approach), (2) 유사 정상상태(quasi-steady-state approach).3.3.2 단순효소속도론의 수식적 모형다음 두 가지의 유사 정상상태 가정 또는 빠른 평형 가정은 공통적으로 식 3.1의 속도 표현식에서 볼 수 있듯이 동일한 초기단계를 밟는다.(3.2)여기에서 의 단위를 갖는 v는 산물생성속도 또는 기질소모속도이다.속도상수 는 종종 생물학에서 사용되는 으로 표시되기도 한다. ES복합체의 변화속도는(3.3)효소는 전혀 없어지지 않으므로 효소에 대한 보존식은(3.4)과 같다. 여기에서 효소반응식의 해를 얻기 위해서는 다음의 가정들이 필요하다.3.3.2.1 빠른 평형 가정평형상수는 아래와 같다.(3.5)효소가 보존된다면 이므로(3.6)(3.7)ES복합체의 해리상수인 은 이다. 식 3.7을 식 3.2에 대입하면(3.8)을 얻을 수 있다. 여기에서 이다.3.3.2.2 유사 정상상태 가정효소농도가 충분히 낮기 때문에 이라 가정하였다. (이 논리는 다소 오류가 있는데 이유를 생각해 보라.) 식 3.2, 3.3과 3.4를 이용하여 실제반응시간 동안의 컴퓨터모사 결과 유사 정상상태 가정은 (예, 100)의 조건을 만족하는 닫힌 계에서 반응이 어느 정도 지난 경우 비로소 잘 일치함을 보여 준다. 그림 3.4는 시간에 따른 모사곡선을 보여 준다.식 3.3에 유사 정상상태 가정을 적용하면(3.9)을 유도할 수 있다. 효소 보존식(식 3.4)을 식 3.9에 대입하면(3.10)을 얻을 수 있다. 식 3.10을 [ES]에 관하여 풀면 아래와 같다.(3.11)식 3.11을 식3.2에 대입하면 아래의 식을 얻는다.(3.12a)(3.12b)3.3.3 Michaells-Menten 속도식의 실험에 의한 속도상수 결정그림 3.3.과 같이 나타낼 수 있지만 이것으로부터 정확한 을 구하기는 어렵다. 그러므로 반응속도 상수를 구하기 위해서 다른 자료해석방법이 제안되었다.3.3.3.1 이중역수 도표(Double-reciprocal 도표, Lineweaver-Burk 도표).이중역수 도표 방법으로는 을 정확히 구할 수 있지만, 정확한 값의 결정은 매우 어렵다.3.3.3.2 Eadie-Hofstee 도표.3.3.3.3 Hanes-Woolf 도표.3.3.3.4 회분식 반응속도론(batch kinetics).회분식 효소반응기에서 시간에 대한 [S]의 변화는 다음 식으로부터 구할 수 있다.(3.12b)양변을 적분하여(3.16)또는(3.17)을 얻는다. 와 를 도식화하면 기울기가 이고 y축 절편이 인 직선을 얻을 수 있다.3.3.3.5 과 의 해석.효소가 정제되지 않은 경우 효소의 온도는 ‘unit’의 개념을 이용하여 표시된다.3.3.4 보다 복잡한 효소속도론의 모델3.3.4.1 알로스테릭 효소(allosteric enzymes).기질이 효소와 결합하면 다른 기질분자의 결합을 촉진시킨다. 이와 같은 현상을 알로스테릭 또는 협동결합(cooperative binding)이라 하고 조절 효소(regulatory enzymes)가 이 현상을 따른다. 이 경우 속도식의 표현은 아래와 같다.(3.18)3.3.4.2. 저해반응에서의 효소속도론.경쟁적 효소저해 반응은 다음과 같이 나타낼 수 있다.(3.20)빠른 평형 가정과 아래와 같이 정의하면,and (3.21)효소전환식은 다음 식으로 표시된다.(3.22)또는(3.23)이다. 여기에서 이다.경쟁적 저해반응에 의한 실제 효과는 의 증가와 이로 인한 반응속도의 감소이다. 경쟁적 저해반응은 기질농도를 높임으로써 극복된다. 그림 3.10에서는 경쟁적 효소저해반응을 이주역수도표의 형태로 나태내었다.비경쟁적 효소저해반응은 아래와 같이 나태낼 수 있다.(3.24)또는,and (3.25)위와 같은 정의로 속도식을 전개하면(3.26)또는(3.27)과 같고, 여기에서 이다.비경쟁적 저해반응의 실제 효과는 의 감소이다. 고농도 기질로는 비경쟁적 저해반응을 극복할 수 없다. 또한 다른 비경쟁적 저해반응의 형태는 의 감소와 동시에 을 증가시키기도 한다.기질의 농도가 높은 경우 오히려 효소반응을 저해하기도 한다. 이 경우를 기질저해반응(substrate inhibition)이라 한다. 그림 3.11에 기질저해반응을 도식화하였다.기질저해반응의 반응형태는(3.32)와 같고, 이때의 과을 정의하면 아래와 같다., (3.33)빠른 평형 가정으로 속도식을 구하면(3.34)이다. 그림 3.10에서는 기질저해반응을 이중역수 도표로 나타내었다.최대반응속도를 갖게 하는 기질의 농도는 으로부터 구한다. 는(3.39)으로 주어진다.3.3.5 pH와 온도의 영향3.3.5.1 pH의 영향아래의 반응경로는 이온화 효소에 대한 효소반응속도와 pH의 영향을 설명하는 데 이용된다.(3.40)이때 과 ,는 다음과 같이 정의된다.(3.41),위와 같은 정의로부터 다음의 속도식을 유도할 수 있다.(3.42)또는(3.43)여기에서 이다. 결과적으로 효소의 최적 pH는 과사이에 존재한다.이온화된 기질의 경우 아래의 반응경로와 속도식을 전개할 수 있다.(3.44)(3.45)3.3.5.2 온도의 영향그림 3.15는 온도에 따른 반응속도의 변화를 보여 주고, 여기에 최적온도가 존재함을 알 수 있다. 그림 3.15의 증가하는 영역을 온도활성화(temperature activation)라고 한다. 이 영역에서의 반응속도는 Arrhenius식을 따른다.여기에서 는 활성화 에너지(kcal/mol)이고 [E]는 활성을 갖는 효소의 농도이다. 와 를 도식화하면 기울기가 인 직선이 된다.3.4 고정화 효소 시스템3.4.1 고정화 방법3.4.1.1 가두기가두기는 효소를 작은 공간 속에 물리적으로 밀봉하는 것이다. 가두기의 두 가지 주요한 방법은 격자 가두기(matrix entrapment)와, 미세캡슐화(microencapsulation)를 포함한 막 가두기(membrane entrapment)이다.효소 고정화를 위하여 사용되는 격자는 보통 Ca-알진산염, 아가, k-카라지닌, 폴리아크릴아마이드, 콜라젠과 같은 고분자물질이다.효소의 막 가두기에 대한 예로는, 실관 막 단위를 사용하여 효소 용액을 얇은 반투막 사이에 가두는 것이 있다. 나이론, 섬유소, 폴리설폰, 폴리아크릴산염 막이 주로 사용된다. 실관 막(hollow fiber)이외에 다른 형태로 가능하지만 모든 경우에 있어, 고분자물질(효소)은 보유하되 저분자물질(기질 또는 생성물)은 효소에 쉽게 접근하도록 하기 위해서 반투막이 사용된다.가두기 방법의 단점은 용액으로의 효소의 유출, 심각한 확산저항, 효소의 활성과 안정도의 감소, 미세환경 조절의 결여가 그것이다.3.4.1.2 표면 고정화.흡착(adsorption)이란 효소가 반 데르 발스 힘 또는 분산력과 같은 약한 물리적 힘에 의하여 지지입자의 표면에 부착하는 것이다. 효소흡착에 사용되는 지지물질로는 알루미나, 실리카, 다공성 유리, 세라믹, 규조토, 점토, 벤토나이트와 같은 무기재료, 셀룰로우스(CMC, DEAE-cellulose), 전분, 활성탄과 같은 유기재료, 앰버라이트(Amberlite), 세파덱스(Sephadex), 다우엑스(Dowex)와 같은 이온교환수지 등이 있다.공유결합(covalent binding)이란 효소를 공유결합에 의해 지지물질의 표면에 부착시키는 것이다.3.4.2 고정화된 효소계의 확산제한상대속도는 수(Da)에 의해 규정된다.(3.52)여기서 는 용액 중의 기질농도이고 은 물질전달계수이다.효소전환속도는 Da값에 따라 효소반응속도 또는 기질확산속도에 의해 제한받을 수 있다. 만일 Da>>1이라면 확산속도에 의해, Da1), 즉 일 때, 효소반응이 물질전달보다 빠르므로, (for Da >> 1) (3.54)효소계는 겉보기 일차반응을 나타낸다.효소반응이 제한받을 때(Da
화장품의 유래와 제조공정 및 일반상식☞목 차☜서론 Ⅰ. 화장의 기원 1. 아름다워지고 싶은 인간의 욕구 2. 자신의 보호, 위장의 수단 3. 신분,계급,종족,성별의 구별 4. 화장품의 종교,문화와의 밀접한 관계 본론 Ⅱ. 동서양의 화장의 유래 1. 동양의 화장의 역사 2. 서양의 화장의 역사 Ⅲ. 기능성 화장품의 유래 Ⅳ. 화장품의 종류 및 제조공정 1. 화장품의 종류 2. 화장품의 제조공정 Ⅴ. 화장품의 일반상식 결론 Ⅵ. 화장품에 대한 1조의 견해☞화장(化粧)의 기원(계속)☜1. 아름다워지고 싶은 인간의 욕구식욕, 성욕과 아울러 화장욕구는 인간의 3대 본능으로서, 오래전 옛날부터 인간은 신체의 아름다운 부분은 돋보이도록 하고 일부의 약점이나 추한 부분을 수정하거나 위장하려는 노력해 왔다.2. 자신의 보호, 위장수단고대 이집트의 여성들이 따가운 태양열을 반사시키고, 독충으로부터 눈을 보호하기 위하여 눈두덩에 푸른 색깔을 칠한바, 이것이 눈 색채 화장의 기원이 되었다고 한다.☞화장(化粧)의 기원(완료)☜3. 신분,계급,종족,남녀 성별을 구별하는데 사용종족에 따라서 각기 다른 치장을 하고 있으며, 우리나라를 비롯한 세계 여러 나라 사회에서 신분에 따라 옷과 모자 장신구가 달랐던 사실이 뚜렷한데, 이러한 치장이 계속되는 동안에 발전하여 미화 수단이 되었다는 것이다.4. 화장품은 종교,문화와 밀접한 관계가 있다.고대 이집트 중국 주나라, 진나라 둥지에서도 화장품을 상용했음을 문헌이나 왕의 묘에서 발굴된 화장도구를 통해서 미뤄 짐작할 수 있다. 그리고 시대가 지나가 미에 대한 가치가 높아짐에 따라 화장품도 발전하게 되었을 것이다.☞ 동양의 화장유래(계속)☜한국의 화장문화는 단군신화에서 시작됐다. 돼지기름을 발랐다. (북방에 거주했던 읍루인들) 문신은 미개인이나 했다? (남방에 거주했던 변한인들) 사향은 자연향수 (선사시대의 여성들) 옅은 화장과 장신구를 즐겼다. 일본에 화장품 만드는 법을 가르쳐 줬다. 직업상 짙은 화장을 할 수밖에? (고려시대의 기생) 녹두비누, 팥비누로 목욕을? (늘 경건해야 하는 불교인들) 조선의 최신 기술로 만들다.☞ 동양의 화장유래(완료)☜☞ 서양의 화장유래(계속)☜구석기 말에 이미 붉은 색의 안료를 피부에 발랐다. 고대 이집트 왕조의 무덤에서 화장 연고와 화장도구가 발견! 얼굴에 요란한 색칠을! (인디언들이 전쟁에 나갈 때) 종교는 청결을 요구하였다. 근세에 새로운 화장술이 발전 20세기의 화장 (피부관리가 시작되다)☞ 서양의 화장유래(완료)☜☞기능성 화장품의 유래☜1. 60년대여성의 미에 대한 관심이 높아지면서 화장품의 품질 향상이 요구되었다. 이에 따라, 화장품업계는 품질 향상과 함께 사용성, 안정성을 중시한 제품들을 개발했던 시기다.2. 70년대70년대 중반에 오일 쇼크로 활성화되던 경기가 침체의 그림자를 보이기 시작하면서, 소비자는 자기의 확립과 정신 활동의 풍부함을 찾게 되었다. 이 시기에 화장품은 안정성이 높은 제품과 기본 기능이 요구되어지는 제품이 출시되었다.3. 80년대화장품은 대중 선전에 의해 교묘하게 그 심리를 포착하여, 고객이 속하는 연대 그룹을 특별화 시키기 위한 연대별 브랜드 상품이 시장에 선을 보였다.4. 90년대정보화 시대의 흐름에 편승하여 고객의 가치관도 다양화하고 개성화가 진행되면서, 화장품 업계는 시장의 니즈(Needs)의 세분화에 대응한 상품으로, 최근 화제를 집중시키고 있는 기능성 화장품 개발의 씨앗은 이 시기에 뿌려졌다고 해도 좋을 것이다.☞화장품의 종류 및 제조공정(계속)☜1. 종 류종 류사용 부위에 따른 분류형상에 따른 분류피부에 사용화는 화장품두발에 사용화는 화장품유화제품 – 크림류, 로션류, 파운데이션가용화제품 – 스킨로션, 에센스, 향수분산제품 – 메이크업 화장품기초 화장품메이크업화장품바디 화장품방향 화장품☞화장품의 종류 및 제조공정(계속)☜2. 제조공정① 분산공정분산공정은 분산매를 분산상에 넣고 고속 교반기를 회전하면서 요구되는 품질 수준을 만들기 위해 완전히 혼합, 용해시키는 작업 과정이다② 유화공정유화공정은 유상원료와 수상 원료를 70~80℃까지 온도를 올린 후 유화장치를 이용하여 균일하게 혼합, 유화한 후 탈기와 여과작업을 거친 후 28~30℃의 실온으로 냉각하여 안전하고 품질이 일정한 크림, 로션, 파운데이션 같은 유액을 만드는 작업 과정이다.☞화장품의 종류 및 제조공정(계속)☜③ 가용화 공정가용화 공정은 수상원료을 용해 탱크에 넣은 후 교반기를 회전시키면서 향을 포함한 같은 알코올상 원료를 서서히 첨가하여 가용화하고 거친 후 투명한 제품(화장수, 에센스)을 얻는 작업 과정이다.④ 혼합공정혼합공정은 체질 안료, 착색안료, 백색안료, 진주 광택안료, 기능성안료 등의 분체를 혼합기에 넣고 균일한 상태로 혼합하는 예비 혼합 작업과 결합제와 첨가제 등을 첨가한 후 균일하게 분쇄하는 최종 혼합작업으로 나눈다.⑤ 분쇄공정분쇄공정은 혼합공정에서 예비 혼합된 분체 입자를 분쇄기에 의해 분체의 응집을 풀고 크기를 완전히 균일하게 분쇄하는 작업 과정이다.☞화장품의 종류 및 제조공정(완료)☜⑥ 충전, 포장 공정충전기는 충전할 내용물의 상태, 용기의 종류, 용량에 따라 다양하며 포장작업은 라벨 부착기, 날인기, 짐꾸리는 기계, 중량체크기계로 이루어져 작업하는 과정이다.⑦ 성형공정자동프레스 기기를 사용하여 회전테이블 금형에 접시를 넣고 분만을 자동 정량 충진한 후 회전할 떄 유압에 의해 압착되어 성형품을 제조하는 작업 과정이다.☞화장품의 일반상식(계속)☜■ 화장품의 유통기한과 올바른 보관법◎ 올바른 보관법■ 화장품은 정말 필요한 걸까?꼭 필요하지는 않다. 평생 얼굴에 크림 한 번 안 바르는데도 건강한 피부를 유지하는 사람도 많다. 피부는 자체가 생명 유지에 필요한 체온 조절 기능과 유해 물질을 막아주는 장벽의 기능을 갖고 있기 때문. 중요한 것은 피부의 건강이다. 오히려 지나친 화장품 사용으로 피부의 자정 작용을 떨어뜨리는 경우도 많다.거의 모든 화장품이 그렇지만 공기 , 자외선, 열등에 산화를 하면 변질이 되므로 보통 서늘한 곳에 보관 가능하면 밀봉을 해서 보관을 하는 것이 좋습니다. 좀 여유가 있다면 화장품 냉장고에 관리하는 것도 좋은 방법이다.☞화장품의 일반상식(계속)☜◎ 유통기한1. 로션, 스킨, 에센스 - 개봉하지 않았을 때 3년, 개봉한후 1년 2. 향수 - 개봉하지 않았을 때 5년, 개봉한후 3년 3. 크림류 - 개봉하지 않았을 때 3년, 개봉한후 1년 4. 매니큐어 - 그늘지고 서늘한곳에 보관할 경우 1년 5. 마스카라 - 개봉한후 3~ 6개월 6. 립스틱, 립글로스 - 개봉과 상관없이 2~ 3년 7. 파우더, 트윈케익 - 개봉하지 않았을 때 3년, 개봉한후 1년☞화장품의 일반상식(완료)☜■ 화장품 쓰는 사람들이 알아야 할 수칙■ 화장품이 하는 일?피부를 깨끗하게 한다. 피부의 거칠음을 방지하고 살결을 정돈한다. 피부에 수분을 주고 부드럽게 한다. 피부를 보호하고 건강하게 한다. 자외선으로부터 피부를 보호하고 햇볕에 덜 타게 해준다. 피부에 색조를 불어넣는다.1. 화장품을 구입하기 전에 꼭 샘플 먼저 써 보기. 2. 화장품 사용 설명서는 꼭 읽어보고 유효기간동안 사용하자. 3. 생활 리듬이 깨졌을 때 화장품을 바꾸는 건 금물. 4. 조금이라도 부작용이 있다 싶으면 일단 사용을 멈춘다. 5. 화장품을 바꿀 때에도 이왕이면 같은 회사의 제품을 구입한다. 6. 화장품의 효과가 좋다고 무조건 안심하지 않는다. 7. 오래된 화장품은 과감히 버린다.☞화장품에 대한 1조의 견해(결론)☜나이가 든다고 해서 아름다워지고 싶은 욕구가 사라지는 것이 아니라 오히려 더 젊어보이고 아름다워지고 싶은 것 같다. 그래서 우리 1조는 눈가/이마의 잔주름 및 피부의 노화를 방지해주는 기능성 화장품이 앞으로 더욱더 다양해 지고 더 많은 발전이 있을거라 생각한다- 1조 생각 -{nameOfApplication=Show}
플라스틱[plastic)플라스틱 이란??○플라스틱이란 상당히 큰 분자량을 갖는 유기 화합물로 되어 있으며 보통 최종 상태는 고체이지만, 그것에 이르는 도중에 열이나 압력등의 작용으로 유동화하여 자유롭게 성형할수 있는 재료를 총칭한다. ○플라스틱은 합성수지(Synthetic)라고도 불리는데 이것은 송진이나 Shellac등의 천연수지에 상대적 의미로 쓰이는 말이다. 한편 고무나 합성섬유도 유기 고분자물질로 되어 있어 적당한 조건하에서 가소성을 갖는다.○현재 공업적으로 생산되고 있는 플라스틱은 매우 다양하다. 섬유소처럼 천연고분자로 분류되는 것을 제외하고는 대부분이 저분자 화합물을 고분자화하고 있다. 플라스틱 재료는 여러가지의 분자량을 갖는 중합 동족체의 화합물로서 그 평균 분자량은 가공성, 물성등과 같이 매우 밀접한 관계를 갖고 있다. 그리고 플라스틱은 분자가 3차원적으로 성장하여 가교구조로 되어 있으며 열경화성 수지와 열가소성 수지로 크게 구별된다.플라스틱의 장점1)가볍고도 강한 제품을 만들 수 있다. 금속이나 도자기에 비해서 비중이 작기 때문에 가볍고도 강한 제품을 만들 수가 있다. 2)녹슬거나 부패하지 않는다. 여러 가지 약품에 해를 입지 않으며, 식초 등을 널어도 녹슬거나 부패하지 않는다. 3)단열성이 우수하다. 특히 플라스틱 발포체는 단열재로서 고성능을 갖고 있다. 4)대량 생산이 가능하다.플라스틱의 단점1)플라스틱은 열에 약하다. 이것은 가장 큰 결점으로서 불 근처에 놓아두면, 형태가 변해버리는 수 가 있다. 2)표면이 부드러워 먼지가 묻기 쉽다. 금속이나 도자기에 비해서 표면이 부드럽기 때문에 상처가 나기 쉽고, 또한 정전기가 일어나기 쉬어서 오물이 묻을 수가 있다. 3)어떤 종류의 약품에는 약한 것도 있다. 일반적으로 프라스틱제품은 약품에 강하지만, 그중에는 벤젠이나 알코올 등에 침식되는 것도 있다플라스틱종류열가소성 수지 (thermoplastic resin) 열경화성 수지 [thermoset]열가소성 수지가열하면 소성변형을 일으키지만 냉각하면 가역능률적으로 가공할 수 있다는 장점이 있는 반면, 내열성·내용제성은 열경화성수지에 비해 약한 편이다.열경화성 수지저분자(低分子)의 중합체(重合體)를 가열하면 중합도가 증가하여 큰 힘을 가해도 변형하지 않는 성질을 이용한 것으로, 분자 내에 3개 이상의 반응기를 가진 비교적 저분자량의 물질로 이루어졌다. 즉 저분자 혼합물에서 적당한 점성을 가진 액체를 원료로 하여 열을 가하면 가교 형성이 진행되면서 입체적인 그물모양 구조를 형성하므로, 큰 응력을 가해도 변형되지 않고 용제에도 녹지 않으며 또 온도를 올려도 녹지 않게 된다.열경화성수지의 종류＊폴리염화비닐 ＊아크릴[acrylic] ＊폴리아미드[nylon] ＊폴리프로필렌[polypropylene]폴리염화비닐[polyvinyl chloride]염화비닐수지라고도 한다. 단독중합체라도 분자량에 따라 성질이 달라진다. 중합은 과산화물과 아조산계(azo 酸系) 촉매를 써서 이루어지는데, 빛 ·α선의 조사(照射)로도 중합된다. 중합방식은 에멀션화 중합법과 서스펜션중합법의 두 가지가 있으며, 물 속에 염화비닐을 분산시켜서 중합열을 분산시킨다. 반응조건에 따라 성질이 다른 각종 중합도의 것이 생긴다.폴리염화비닐은 단독으로 비교적 단단하고 잘 부서지나, 프탈산디옥틸과 같은 가소제를 첨가하면 탄성을 갖는다. 최고 사용온도는 60 ℃이고, 최저 사용온도는 내한성 가소제를 가해도 －20 ℃에서 연화된다. 염화비닐은 스티렌 ·아세트산비닐 ·아크릴산메틸 ·염화비닐리덴 등과 혼성중합하며, 혼합중성체는 단독중합체보다 가공온도가 낮아 유연성이 있는데, 최근에는 단독중합체의 품질이 향상되고, 가공기술도 발달했기 때문에 특수용도 외에는 비교적 사용되지 않는다.에멀션화 중합법유화중합(乳化重合)이라고도 한다. 부타디엔 ·비닐화합물 등의 단위체를 에멀션화제에 의해서 물 속에 에멀션화시키고 분산시켜, 라디칼중합을 시행하여 합성수지나 합성고무를 제조하는 중합법이다. 현탁중합(懸濁重合)이나 용액중합과 함께 공업적으로 극히 중요하다. 표준 처방은 순수(純水) 10입경(粒徑) 0.05∼0.1 μm의 우유상 라텍스가 생긴다. 이 라텍스를 그대로 사용하거나 농축하여 포움러버 ·도료 ·접착제 등으로 널리 사용하고 있다.에멀션화중합법의 특징은 중합열을 제거하기가 쉬워, 중합계의 온도를 균일하게 유지하기 쉽고, 또한 에멀션의 점성도(粘性度)가 낮기 때문에 중합물의 농도를 높게 함으로써 중합반응의 조작을 관리하기가 쉬우며, 단위생산 능력당의 설비와 가공비가 비교적 싸게 든다는 점이다. 또, 대량생산에는 몇 개의 중합기를 직렬로 연결한 연속중합 방식도 사용된다. 현재 SBR ·NBR ·폴리클로로프렌 등의 합성고무 및 라텍스나 아세트산비닐 ·염화비닐 ·염화비닐리덴 ·아크릴레이트 등 합성수지 라텍스의 생산은 모두 이 방법에 의하고 있다.서스펜션 중합법현탁중합(懸濁重合)이라고도 하며, 비닐화합물의 중합에 잘 이용된다. 단위체의 기름방울이 상당히 클 때 구슬 모양 또는 진주 모양으로 중합체를 꺼낼 수 있다. 적당한 입도(粒度)로 고르게 하는 데는 수용성인 보호콜로이드를 사용한다. 거친 입상(粒狀)으로 중합체가 얻어지므로 반응계로부터의 중합체의 분리나, 꺼낸 중합체의 가공에 편리하며, 따라서 공업적으로 잘 이용된다. 중합반응은 각각의 입자에 대하여 괴상중합(塊狀重合)이 일어나고 있는 것으로 해석된다. 괴상중합의 경우보다 반응열의 제어가 쉽다.아크릴[acrylic]플라스틱의 일종으로 대표적인 것은 아세톤 ·시안산 ·메틸알코올을 원료로 하여 만든, 비중 1.18의 메타크릴산메틸에스테르(메타크릴산메틸)의 중합체이다. 무색 투명하며, 빛 특히 자외선이 보통유리보다도 잘 투과한다(굴절률 1.49). 옥외에 노출시켜도 변색하지 않고, 내약품성도 좋으며, 전기 절연성 ·내수성이 모두 양호하다. 150 ℃ 이상에서 압축성형(壓縮成形)할 수 있다. 또 형(型)에 넣어 주형성형(注型成形)하여 투명판을 만든다. 이 판은 투명도가 뛰어나므로 두께 10 cm 이상인 항공기의 특수 창유리, 조명기구 커버, 차량의 유리, 광학 기계용 프리즘, 필터, 시계유리 등에 이, 보통유리에 비하여 무게는 약 반이고 각종 강도 ·굳기 ·내열성은 작지만 물 ·산 ·알칼리에 강하므로 유기(有機)유리라고도 하며 유리 대신으로 쓰인다. 색이 있는 아크릴 수지는 문짝 등의 장식용에 적합하다. 긁힌 자국이 눈에 잘 뜨이고 먼지가 묻기 쉬우므로 취급에 주의한다.폴리 아미드[nylon]합성고분자 폴리아미드의 총칭. 아미드결합 －CONH－으로 연결되어 있으며, 원칙적으로는 사슬 모양의 고분자이다. 대부분 섬유로 될 수 있는 성질을 지니고 있다. 1926년 독일의 화학자 H.슈타우딩거가 “셀룰로오스의 분자는 고분자로 구성되어 있다.”고 발표한 것을 계기로 연구가 시작되었다. 그후 W.H.캐러더스가 뒤퐁사(社)에서 연구를 거듭하여 1938년 뉴욕세계박람회장에서 성과를 발표하였고, 이듬해부터 나일론 스타킹이 시판되기 시작하여 세계 최초의 본격적인 합성섬유로서 판매되었다.폴리프로필렌프로필렌은 석유화학공장에서 나프타를 분해할 때 에틸렌과 함께 생긴다. 치글러-나타 촉매(대표적인 것은 삼염화티탄과 디에틸염화알루미늄으로 이루어진 착염)를 핵산 속에서 만들고, 그 속에 프로필렌을 약 70℃, 5atm에서 통하면 쉽게 합성된다. 아이소택틱(isotactic) 구조를 가지며, 따라서 구조식과 같이 메틸기(基)가 같은 방향으로 정연하게 배열되어 있다. 녹는점은 165℃이고, 하중(荷重) 하에서 연속사용이 110℃에서 가능하다. 밀도는 .9∼0.91이며, 결정도(結晶度)는 크지만 성형한 후에는 70% 이하로 저하된다. 전기적 성질은 탄소와 수소만으로 이루어져 있기 때문에 우수하며, 폴리에틸렌에 버금간다. 용도는 포장용 필름·연신(延伸) 테이프·섬유·파이프·일용잡화·완구·공업용 부품·컨테이너 등이다.열경화성수지＊페놀수지[phenolic resin] ＊멜라민수지[melamine resin] ＊에폭시수지[epoxy resin]페놀수지석탄산수지(石炭酸樹脂)라고도 한다. 페놀류는 보통 석탄산이 주로 사용되나 크레졸을 사용하기도 한다. 제조공정 중 산성촉매에 의해서 생기는 제1차 식법). 레졸은 알코올에 녹여서 그 속에 천이나 종이, 판자 등을 담가 함침(含浸)시킨 다음 건조시켜 이것들을 겹쳐서 가압 ·가열한다. 적층품(積層品)은 배전반·대형스위치 등의 절연판으로 사용되고, 또 접착제로서는 각종 합판에 내수성(耐水性)을 준다. 이 밖에 타이어 제조에서 고무와 섬유의 접착제로는 특히 페놀에 레조르신을 쓴 것이 사용된다.멜라민수지1936년 독일에서 발명되었다. 아미노기 －NH2 를 가지므로, 요소수지와 함께 아미노플라스틱이라 총칭된다. 용도에 따라 약간의 차이는 있으나,약알칼리성으로 한 포르말린(포름알데히드 수용액)에 적당량의 멜라민을 가하여 가온 반응시켜 시럽 모양의 제1차 수지를 얻는다. 성형용(成型用) 혼합물 분말로 만드는 데는 셀룰로오스 분말 ·석면 ·유리섬유 등을 혼합하여 말린 다음 가루로 만든다. 이것을 틀에 넣어 가열 성형한다. 이 수지는 무색 투명하여 아름다운 착색을 할 수 있으며, 열 ·산 ·용제에 대하여 강하고, 전기적 성질도 뛰어나다. 식기 ·잡화 ·전기 기기 등의 성형재료로 쓰이는데, 일상생활에서 볼 수 있는 도자기 같은 감촉의 컵은 완성품의 비중이 1.5 정도로 가볍다.또 내열성이 있어서 강한 화장판(化粧板)은 식탁 ·벽판 등에 사용되는데, 이것은 종이에 제1차 수지액을 침투시키고 겹쳐서 가압 가열한다. 맨 위에 나오는 종이에 적당한 인쇄를 하면 나뭇결무늬와 같은 다양한 무늬를 낼 수도 있다. 화장판은 대부분 내부나 하부에 값이 보다 싼 다른 플라스틱이 사용된다. 또한 손을 닦을 때 쓰는 종이수건은 종이에 멜라민 ·요소수지를 침투시켜 말린 것이다. 섬유 가공용으로 사용되는 양도 많은데, 주로 방추가공(防皺加工)에 쓰인다. 요소수지는 내수성(耐水性)이 좋지 못하나, 멜라민수지는 우수하다. 또한 접착성이 강력하여 내구성이 있는 목재의 구조용 접착제가 되고, 금속도료로도 유용하여 생산량이 신장하고 있다.에폭시수지제1차 수지는 원료의 배합조건에 따라 기름 모양의 것에서 연화점(軟化點) 160 ℃ 가까운 고체 모양의 것까지 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수소 개질 장치 (Hydrogen reforming equipment)▷ 개 질 이 란?◁■ 개질(reforming)이란? - 탄화수소의 분자구조를 재배열 시켜 가솔린의 품질을 바꾸는 처리기술. - 고온/고압 하에서 저급 나프타의 품질을 옥탄가가 높은 분자로 바꾸는 과정. - 나프타를 수소와 혼합하여 가열한 후 고압 하에서 일련의 반응용기 속에 있는 촉매를 통과시키면 옥탄가 높은 고급 가솔린을 제조하는 조작.▷ 개 질 반 응 기 계(계속)◁탈황반응기배출구송풍기수소정제기▷ 개 질 반 응 기 계(계속)◁■ 탈황반응기 ■ 개질반응기 ■ 고온 및 저온 전환반응기 ■ PROX 반응기 ■ PSA(수소정제기)▷ 개 질 반 응 기 계(계속)◁■ 탈황반응기 - C4H8S+2H ↔ n-C4H10+H2S t-C4H9SH+H2 ↔ r-C4H10+H2S H2S+ZnO ↔ ZnS+H2O - 천연가스에는 누출 시 쉽게 감지할 수 있도록 하기 위하여 황 화합물인 THT 성분과 TBM성분이 약 7:3비율로 혼합된 부취제 성분이 2~3ppm포함. - 황 성분은 개질반응 촉매의 활성점으로 작용하고 있는 Ni촉매의 활성을 감소. - 탈황반응은 보통 약 350~400ºC의 온도에서 반응이 이루어짐.▷ 개 질 반 응 기 계(계속)◁■ 개질반응기 - CH4+H2O ↔ CO+3H2. - 보통 Ni촉매상에서 일어나며 적정 개질반응 온도는 촉매에 따라 따르지만 보통 700~800ºC정도 이고 촉매의 성능이 좋아질수록 반응온도가 낮아진다. - 개질반응 온도가 높아지면 일산화탄소와 수소가 반응하는 메탄화반응이 일어나 수율이 줄어들 수 있다. - 일반적으로 건조기체 수준으로 수소는 약 77%전후, 일산화탄소는 13%전후 그리고 이산화탄소는 9% 전후인 혼합가스가 얻어진다.▷ 개 질 반 응 기 계(계속)◁■ 고온 및 저온 전환 반응기 - CO+H2O ↔ CO2+H2 - 고온 전환반응은 보통 Fe 촉매상에서 일어나며 약 400ºC전후의 온도필요. - Cu-Zn계통의 촉매를 사용하며 반응온도도 약 200ºC전후로 낮은 것이 특징. - 온도조절이 매우 중요함. - 촉매를 수소로 전처리 할 때 발열반응으로 인하여 촉매의 온도가 고온으로 상승되어 촉매의 비활성화를 야기 시킬 수 있으므로 주의 필요.▷ 개 질 반 응 기 계(계속)◁■ PROX반응기(Preferential Oxidation) - CO+½O2 ↔ CO2 H2+½O2 ↔ H2O - 수소와 일산화탄소가 공존하는 조건에서 산소 또는 공기를 이용하여 선택적 으로 일산화탄소와 반응시켜 이산화탄소를 반응시키는 반응 - 필연적으로 수소의 소모가 일어나게 되며, 경우에 따라서는 수소와 산소와의 격렬한 반응으로 온도가 급격히 상승하여 반응기 시스템을 무력화 시킬 수 있기 때문에 대단한 주의가 요구되는 반응.▷ 개 질 반 응 기 계(종료)◁■ PSA(수소정제기) - 반응 생성물 중에 포함되어 잇는 수소성분을 높여주기 위한 것. - 이산화탄소, 일산화탄소, 질소, 미반응 메탄등과 같은 성분을 제거하기 위한 용도로 사용되며 이산화탄소 제거율이 가장 높음. - 흡착제로 채워진 흡착탑을 혼합기체가 고압상태로 통과하면서 이산화탄소와 같이 선택도가 높은 기체를 우선 흡착하게 되고 선택도가 낮은 수소기체는 흡착탑 밖으로 배출하는 원리 - 공정을 반복하면서 고 순도의 수소를 연속적으로 얻을 수 있음.▷ 결 론(Conclusion)◁과학기술부 (연료전지용 초소형 수소제조장치 개발)질소산화물 저감을 목적으로 한 환원가스 제조장치와 수소정제 장치 등 적용범위가 매우 다양하기 때문에 산업적인 파급효과가 클 것으로 기대!{nameOfApplication=Show}
바이오 에너지의 특성목 차(Contest)■ 서 론(Introduction) - 바이오 에너지란? - 바이오 에너지의 연구 목적 ■ 본 론(Main subject) - 바이오 에너지의 특징 - 바이오 에너지의 분류 - 바이오 에너지의 변환과정 ■ 결 론(Conclusion) - 바이오 에너지의 세계적 추세 - 바이오 에너지의 결론바이오 에너지란?● 태양광을 이용하여 광합성되는 유기물(주로 식물체) 및 동 유기물을 소비하여 생성되는 모든 생물 유기체의 에너지를 바이오 에너지라 함. ● 바이오에너지 생산기술이란 동 생물 유기체를 각종 가스, 액체 혹은 고형연료로 변환하거나 이를 연소하여 열/증기 혹은 전기를 생산하는데 응용되는 화학, 생물, 연소공학 등을 일컬음.바이오 에너지의 연구목적태양에서 1년 동안 지구에 도달하는 에너지는 약 3.67×1021kJ 정도로 알려졌으며, 이 중 약 0.07% 정도가 식물의 광합성 작용에 의해 유기물로 저장되는데 이러한 유기물 중에서 식량자원으로 사용되는 전분질을 제외하고 난 뒤, 바이오 에너지(bioenergy)로 사용할 수 있는 바이오매스는 그 성분 중에서 약 40%가 셀룰로오스이며, 25%가 헬미셀룰로오스, 15%가 리그닌이다. 이러한 바이오매스를 이용하여 연료용 에탄올을 생산할 수 있다면 미래의 에너지 고갈에 대한 가장 확실한 대비가 될 수 있다바이오 에너지의 특징■ 특 징◦ 다양한 자원에 따른 이용 기술의 다양성과 개발의 어려움◦ 생성에너지의 형태가 다양 (연료, 전력, 천연화학물 등)◦ 단위 공정의 대규모 설비투자◦ 환경오염의 저감 (온실가스 등)◦ 과도 이용시 환경파괴 가능성◦ 환경 친화적 생산시스템◦ 자원의 산재 (수집, 수송불편)◦ 풍부한 자원과 큰 파급효과단 점장 점바이오 에너지의 분류■ 바이오 에너지의 기술의 분류바이오매스 재배, 산림녹화, 미세조류 배양기술생물학적 CO2 고정화 기술바이오 고형연료 생산 및 이용기술바이오 고형연료 생산, 이용기술에너지 작물재배, 육종, 수집, 운반, 가공기술에너지 작물기술바이오매스 생산, 가공 기술생물학적 바이오 수소 생산기술바이오 수소 생산기술바이오매스 열분해, 가스화, 가스화발전 기술바이오매스 가스화 기술(열적전환)유기성 폐수의 메탄가스화 기술 및 매립지 가스이용 기술혐기소화에 의한 메탄가스화 기술바이오 매스 가스화 기술바이오매스 액화, 연소, 엔진이용기술바이오매스 액화기술(열적전환)바이오디젤 전환 및 엔진적용기술바이오 디젤 생산기술당질계, 전분질계, 목질계연료용 바이오 에탄올 생산기술바이오 액체연료 생산기술내 용중 분 류대분류바이오 에너지의 변환(계속)■ 바이오 에너지 변환시스템바이오 에너지의 변환(종료)■ 바이오 에너지 변환과정지구상의 생물권에는 동식물의 유체를 미생물이 분해하여 무기물로 환원 시킨다는 물질순환 사이클이 있는데, 이 미생물(분해자)을 대신하여 인간이 이것을 에너지/유기원료로 이용하자는 것이다바이오 에너지의 세계적 추세■ 바이오 에너지 추세● 미 국 : 정부주도의 상용화 기술개발과 보급을 추진하고 있음 - 현재는 연료용 알콜보급 (28.1억 gal, 2003), 바이오디젤 보급(2,000만 gal, 2003), LFG 이용 (1998, 360개소, 730MW)에 주력 ● 중 국 : 농부산물 바이오매스 가스화 이용(발전 포함) ● 일 본 : 도시쓰레기 소각열 발전, 메탄올 생산 이용 ● 캐나다, 브라질 : 미국과 목질계 에탄올 기술개발 협력 ● 스웨덴 : 바이오매스 가스화 발전기술 실증 ● 네덜란드, 덴마크 : LFG 및 바이오가스 이용기술개발 적극추진바이오 에너지의 결론(계속)■ 미래 바이오 에너지 과제● 동 분야는 기초연구분야로서 중장기적인 기술개발투자가 필요함 ● 추후 바이오 매스 가스화 등 요소기술개발에 투자가 필요함바이오 에너지의 결론(종료)■ 결 론유기계 폐기물, 농산폐기물, 임산폐기물, 축산폐기물, 산업폐기물, 도시 쓰레기 등 이상과 같이 바이오 매스와 유기계 폐기물은 거의 모든 부분을 직접 또는 변환하여 연료로 사용할 수 있습니다. 미래의 에너지 고갈에 대비하여 중장기적인 안목과 투자로 끈임없이 연구해 나아가야 할 것입니다.{nameOfApplication=Show}
3장 효소 summary 및 예제 풀이
화장품의 유래와 제조공정 및 일반상식
