초임계 이산화탄소를 이용한 고분자 가공기술(The Modification and Processing of Polymers with Supercritical Carbon Dioxide)

전문가 제언

□ 일반적으로 물질은 임계온도 및 임계압력을 초과한 상태가 되면 초임계유체(超臨界流體)로서 존재한다. 이 영역에서는 분자의 확산력이 그의 응집력보다 크기 때문에 응축에 의한 액상 형성이 없다. 초임계유체의 밀도는 액체에 상당하는 값을 가지고 있고, 기체에 비해 수백 배 큰 값을 가진다. 또 밀도가 클수록 물질을 잘 녹이기 때문에 초임계유체는 액체에 버금가는 용해력을 가지고 있다. 점도는 기체와 유사하고 확산계수는 기체와 액체의 중간적이기 때문에 큰 물질이동속도와 높은 침투력을 가지고 있다.

□ 최근 들어 초임계유체, 특히 초임계이산화탄소를 이용한 연구개발은 급격히 증가되어 왔으며 기존 용매의 단점인 낮은 효율과 품질, 환경에의 악영향 또는 기술적 어려움을 해결할 수 있는 새로운 기술혁신으로 주목받고 있다. 최근에는 공업적으로도 많이 응용되고 있는데 추출, 정제․재결정 분야, 섬유공학 분야를 비롯하여 식품, 화학, 의약품, 재료, 환경산업 분야 등으로 그 응용범위를 확대해 나가고 있다.

□ 또한 초임계 반응으로의 영역도 점점 넓어져 가고 많은 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 대표적인 초임계 반응으로는 수소화 반응, 알킬화반응, 산화반응, 수화반응, 에스테르화반응, 가스화반응, 수성가스전환반응, 고분자중합반응, 효소반응 등 거의 모든 반응분야에 걸쳐 확산되고 있다. 초임계반응의 용매로는 이산화탄소, 물, 프로판 등을 비롯하여 반응원료 자체가 초임계 반응용매로 되는 것을 포함하여 매우 다양하다.

□ 초임계유체는 액체에 가까운 밀도와 용해력을 가지는 한편, 점도와 확산계수는 기체에 가까운 성질을 갖는다. 결국 압력, 온도의 변화에 의해 이 확산력과 응집력을 제어하는 것이 가능하다. 더욱이 고분자에 용해한 경우 Tg 저하, 점도 저하, 더욱이 표면장력 저하 등의 가소화 효과를 나타낸다. 이와 같은 다양한 특성을 활용하여 최근 환경적으로 안전하고 자연에 풍부하게 존재하는 이산화탄소나 물이 초임계유체로서 연구되고 있다. 「용매는 유기용제이다」라는 종래의 고정관념을 타파하고 차세대를 담당하는 환경조화형 용매, 물질순환형 용매로서 기대되고 있다.

저자

Shigeo Nishikawa

자료유형

원문언어

일어

기업산업분류

화학·화공

연도

2004

권(호)

77(10)

잡지명

Journal of the society of rubber industry, Japan(C214)

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

343~347

분석자

김*수

분석물

• 초임계CO2를이용한고분자가공기술.pdf [187,805 byte]

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