국립 선진 산업 과학 기술 연구소 (Yoshikawa Hiroyuki의 회장) (이하 "AIST"라고 불리는) Nanotechnology Research Division [Minami Shinji 리서치 디렉터] 나노 구조 제어 자료 그룹 Shimizu Hiroshi, 연구 그룹 이사Li Yongjin연구원은 이산화탄소 (CO₂)(지방족 바카라 커뮤니티 카보네이트)다른 플라스틱 블렌드 및 결합 된 다른 플라스틱탄성 계수강도 및 기타 강도와 같은 기계적 성능이 크게 개선되었습니다 지방족 바카라 커뮤니티 카보네이트, 특히 CO₂그리고 프로필렌 옥사이드로 만든바카라 커뮤니티 (프로필렌 카보네이트) (PPC)를 결합함으로써 다른 플라스틱을 사용하면 24 gpa 탄성 계수와 179 MPa 강도의 기계적 성능이 우수한 플라스틱을 개발했습니다 (그림 참조) 복합 PPC는 기계적 특성뿐만 아니라 내열성을 향상시키는 고성능 재료이며, 향후 바카라 커뮤니티에틸렌, 바카라 커뮤니티 프로필렌 및 ​​바카라 커뮤니티스티렌과 같은 석유 자원으로 만든 일반적인 목적 플라스틱을 대체 할 것으로 예상됩니다

PPC는 CO₂, 체중의 43%가 CO₂고정 된 재료입니다 성능을 향상시키기 위해서는 소량의 다른 플라스틱을 결합해야합니다 CO₂무게는 약 30%이며,이 복합 PPC는 일반 목적 플라스틱에 비해 CO입니다₂배출 감소의 관점에서 유리합니다 CO는 일본의 발전소 및 스틸 워크에서 방출됩니다₂연간 5 억 톤 수준에 도달합니다CO₂분리 및 고정 기술이번에 개발 된 복잡한 PPC는 일반 목적 플라스틱 대신에 널리 사용될 것이며 지구 온난화 대책에 기여하고 석유 자원에 대한 의존도를 줄일 것으로 예상됩니다

그림 : PPC의 탄성 계수, 복합 PPC 및 범용 플라스틱

이산화탄소 (CO₂)에서 플라스틱을 만드는 계획은 40 년 전 Inoue Shohei 교수 (현재 도쿄 대학교)에 의해 발견되었지만 최근 Co는 지구 온난화와 싸우는 척도입니다₂를 고정하고 사용하는 재료 및 기술로 주목을 받고 있습니다 현재 지방족 바카라 커뮤니티 카보네이트 기술의 발전은 여전히 ​​일본의 기본 연구 수준에 있지만 중국에서는 다양한 지역의 PPC 생산 파일럿 플랜트에 투자되었으며 PPC의 대량 생산은 이미 산업 수준에서 시작되었습니다 그러나이 시점에서 생산 된 PPC의 기계적 성능은 실제적인 사용과는 거리가 멀고 외관은 플라스틱뿐만 아니라 "끈적 끈적하고 부드러운 고무"이므로 성능이 크게 향상 될 필요가 있습니다

AIST양립 할 수없는 바카라 커뮤니티머 블렌드의 혼합을 달성 할 수 있습니다높은 전단 성형 방법” (2006 년 7 월 11 일 발표)는 나노 미터 수준에서 플라스틱 재료를 혼합하고 나노 미터 크기의 입자 및 탄소 나노 튜브와 같은 필러를 수지로 분산시키는 기술을 개발하고 있습니다

10552_10637₂목표는 체중을 약 30%로 유지하는 것이 었습니다 복합 PPC의 미세 구조를 제어하기 위해 두 번째 및 세 번째 구성 요소 인 지방족 바카라 커뮤니티 에스테르를 추가함으로써 기계적 성능을 크게 향상시키는 것을 목표로했습니다

이번에 샘플로 사용되는 PPC중량 평균 분자량 (MW)447,000에 도달했지만유리 전이 온도 (TG)30 °에서 낮습니다 또한, 이는 열분해가 200 ℃에서 발생하는 매우 열악한 내열성을 갖는 중합체이다 외부는 투명한 고무가 많고 끈적 끈적하며, 처리되지 않은 상태로두면 샘플이 함께 붙어 실용적으로 사용할 수없는 중합체가됩니다

이 PPC에 지방족 바카라 커뮤니티 에스테르 (X)를 첨가함으로써 중합체 블렌드를 제조 하였다 또한, 중합체 (X) 이외에, 제 2 성분, 중합체 (X), 소량의 세 번째 성분, 지방족 바카라 커뮤니티 에스테르 (Y)를 첨가 하였다 (2-20 wt%)를 제조 하였다

그림 1은 이번에는 다양한 구성을 가진 복잡한 PPC입니다응력-변형 곡선또한 응력-변형 곡선과동적 점탄성 측정에서 얻은 기타 성능 비교를 위해 표 1에 제시되어, 범용 플라스틱, 저밀도 바카라 커뮤니티에틸렌 (LDPE) 및 바카라 커뮤니티 프로필렌 (PP)의 성능도 도시되었다

PPC 자체에는 매우 작은 탄성 계수가 있습니다브레이크의 신장그것은 고무 같은 특성을 나타내며, 큰 그림 1의 곡선 1) PPC 및 지방족 바카라 커뮤니티 에스테르 (X)로 만든이 중합체 블렌드 (X)는 결합되었지만 (혼합 비 : 70:30), 탄성 계수는 ​​그림 1의 곡선 2에서 도시 된 바와 같이, 파단의 신장은 약간 감소되었지만,이 제 2 성분 알리피스 바카라 커뮤니티 에스터 (x) 및 다른 바카라 커뮤니티 스터 (y y 바카라 커뮤니티 스터)에서 다른 바카라 커뮤니티 스터 (y y yoplated)가 추가 된 바카라 커뮤니티머 블렌드에서는 균형이 약간 감소되었다 특정 최적 조성 (그림 1 곡선 5) 복합재는 유리 전이 온도 (TG)가 거의 10 ° C를 증가 시켰으며, 내열 저항도 크게 개선되었습니다

기계적 성능의 이러한 개선은 복합 PPC 샘플의 내부 구조에 기인하며, 복합 PPC 조성물이 PPC/X/Y = 70/30/5 일 때 가장 훌륭한 구조가 형성되기 때문이라고 생각된다

그림 1 PPC 및 복합 PPC의 응력-변형 곡선

[1 : PPC, 단일 장치, 2-5 : 복합 PPC (2 : PPC/X = 70/30, 3 : PPC/X/Y = 70/30/25, 4 : PPC/y = 70/30/10, 5 : PPC/x/y = 70/30/30/5)

미래 계획

◆ 지방족 바카라 커뮤니티 카보네이트

주 사슬에 지방학을 포함하는 바카라 커뮤니티 카보네이트 이산화탄소 (CO₂), Co₂를 수정하고 사용하는 재료 및 기술로 강조되고 있습니다 CO₂촉매로서 디 에틸 곤드를 사용하는 에폭 사이드[참조로 돌아 가기]

참조 1)s Inoue et al,j 바카라 커뮤니티 Sci, Polym 레트 사람 ed, 7,287 (1969). 2)s Inoue et al,Makromol 화학, 130, 210 (1969).

◆ 탄성 계수

스트레스 대 변형률의 비율이며 탄성 계수 = (응력/변형) 사이에 관계가 있습니다 탄성 계수는 ​​금속의 경우 크고 플라스틱의 경우 작기 때문에 "강성"에 대한 지침입니다 플라스틱의 고유 한 계수는 물질에 따라 크게 다릅니다 고무 등은 부드럽기 때문에 탄성 계수는 ​​작지만 단단한 메인 체인이있는 플라스틱에서는 탄성 계수가 그보다 수십 배 더 높습니다[참조로 돌아 가기]

◆ 바카라 커뮤니티 (프로필렌 카보네이트) (PPC)

아래 체계에 표시된대로₂및 프로필렌 옥사이드[참조로 돌아 가기]

◆ CO₂분리 및 고정 기술

CO₂₂고려 중입니다 그러나 이러한 기술은 스토리지 사이트에서의 저장 가능성, 저장과 관련된 위험 및 환경 영향에 대한 자세한 고려가 필요합니다 따라서 일본에서는 기술 개발보다는 사회적 신뢰를 얻는 데 중점을 둡니다[참조로 돌아 가기]

◆ 호환되지 않는 바카라 커뮤니티머 블렌드

중합체 블렌드를 제조하기 위해 이종 바카라 커뮤니티머 혼합은 종종 어렵다 그들이 함께 녹을 경우 (호환), 믹싱은 더 에너지 효율적이며 쉽게 생산할 수 있습니다 그러나, 이종 바카라 커뮤니티머를 혼합하면 종종 에너지 단점이 발생하며 분자 사슬은 서로 혼합되지 않습니다 (양립 할 수없는) 양립 할 수없는 중합체 블렌드에서, 각각의 중합체 사슬은 서로를 제외하고, 따라서 소위 위상-분리 된 구조를 형성하여 수 μm ~ 수십 µm의 클러스터 (상)로 성장한다[참조로 돌아 가기]

◆ 높은 전단 성형 공정

기존의 성형기에서 나사 회전 속도는 최대 약 300 rpm입니다 (해당 전단 속도는 100 초입니다^－1(또는 덜) AIST에 의해 개발 된 고 전단 성형 기계의 나사 회전 속도는 최대 3000 rpm입니다 (최대 전단 속도는 4400 초입니다^－1)는 안정적으로 출력 할 수 있습니다 또한, 피드백 나사를 사용함으로써, 원료는 높은 전단 유동장에서 오랜 시간 동안 반죽 한 다음 성형 할 수있다
AIST는 이전에 불가능한이 높은 전단 성형 방법을 사용하여 나노 미터 수준에서 비 호환 중합체 블렌드를 성공적으로 혼합했습니다[참조로 돌아 가기]

◆ 체중 평균 분자량 (MW)

합성 중합체는 일반적으로 분자량의 상이한 혼합물로 구성되며 분자량으로 분포된다 중합체의 평균 분자량은 실험에 의해 측정되며, 측정 방법에 의해 얻어진 평균 값의 유형은 다릅니다
숫자 평균 분자량 m_n분자 수에 대한 평균이며 말단 그룹 정량화 또는 삼투압에 의해 측정된다 대조적으로, 중량 평균 분자량 M_w중량 분획에 기초한 평균 분자량이며 광 산란을 사용하여 결정됩니다 중량 평균 분자량 m_w및 평균 분자량 m_n(m_w/m_n)는 분자량 분포의 확산에 대한 지침입니다[참조로 돌아 가기]

◆ 유리 전이 온도 (TG)

바카라 커뮤니티머 (플라스틱)는 액체 상태 (마이크로-브라운 운동)에서 번영하는 바카라 커뮤니티머 사슬을 가지고있다 그러나, 냉각함에 따라, 움직임은 감소하고 결국 동결 된 것으로 간주 될 수있는 "유리 상태"가된다 분자량이 증가함에 따라, 유리 전이 온도 (TG)는 일정한 것으로 간주 될 수 있으며 물질 상수처럼 처리된다 유사한 구조를 갖는 비정질 중합체의 경우, TG는 내열성 등에 대한 지침으로 비교된다[참조로 돌아 가기]

◆ 응력-변형 곡선

객체에 힘이 적용될 때 변형됩니다 힘의 크기는 스트레스가 (스트레스), 변형의 크기는 원래 치수 (변형)로 표현 응력-변형 곡선은 스트레스입니다 (스트레스) 및 변형 (스트레인)와의 관계를 나타내는 곡선 (S-S 곡선)이며 일반적으로 인장 응력과 변형 사이의 관계를 나타냅니다 샘플은 균일 한 속도로 뻗어 있고 샘플이 파괴 될 때까지 신장 및 힘을 동시에 측정합니다 일반적으로 응력-변형 곡선의 측정은 재료의 특성이 단단하거나 부서지기 쉬운 (또는 부서진) (연성)를 나타냅니다 특히, 샘플 파손 전 신장의 크기 (%)를 "파손시 신장"이라고하며 연성에 대한 지침입니다[참조로 돌아 가기]

◆ 동적 점탄성 측정

바카라 커뮤니티머 (플라스틱) 물질은 탄성과 점도를 결합하여 변형 될 때 점탄성 거동을 나타냅니다 특정 주파수에서 힘을 적용하여 측정 된 점탄성을 동적 점탄성이라고합니다 온도를 변화시키는 동안 동적 점탄성을 측정함으로써, 중합체의 측쇄의 움직임과 같은 분자 운동, 주 사슬의 국소 운동, 주 사슬의 마이크로-브라운 운동 및 결정에서 분자 사슬의 운동이 관찰 될 수있다[참조로 돌아 가기]

◆ Break에서의 신장

응력-변형 곡선 용어를 참조하십시오 파손시 신장이 큰 사람들은 강인한 재료입니다[참조로 돌아 가기]