폴리클로로프렌
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1. 개요
폴리클로로프렌은 1930년대 듀폰에서 개발된 합성 고무로, 네오프렌이라는 상표명으로 처음 판매되었다. 내후성, 내열성, 내유성, 내약품성이 뛰어나 가스켓, 호스, 코팅, 접착제, 잠수복, 마스크 등 다양한 용도로 사용된다. 폴리클로로프렌은 클로로프렌의 중합체로, 특히 수중 활동, 토목 공학, 가정용 액세서리, 음악, 수경 재배, 패션 등 광범위한 분야에서 활용된다. 하지만, 일부 사람에게 알레르기를 유발할 수 있으며, 적절하지 않은 폐기 시 다이옥신류 발생의 위험이 있어 주의가 필요하다.
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폴리클로로프렌 - [화학 물질]에 관한 문서 | |
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일반 정보 | |
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약어 | polychloroprene (영문) chloroprene gum (영문) neoprene (영문) |
CAS 등록번호 | 9010-98-4 |
EC 번호 | 618-463-8 |
성질 | |
밀도 | 1.23 g/cm³ (고체), 0.1-0.3 g/cm³ (폼) |
구조 | |
위험성 | |
관련 화합물 |
2. 역사
폴리클로로프렌은 1930년대 듀퐁의 과학자들에 의해 발명되었다. 듀퐁은 1931년 이 화합물을 '듀프렌(DuPrene)'이라는 상표명으로 처음 출시했지만, 초기 제조 공정의 문제로 상업적 어려움을 겪었다. 이후 듀퐁은 제조 공정을 개선하고, 1937년 상표명을 '네오프렌'으로 변경하여 널리 사용되기 시작했다.
2. 1. 개발
1930년 4월 17일, 듀폰의 엘머 케이저 볼턴은 노터데임 대학교 화학과 교수 줄리어스 아서 니우랜드 신부의 강연에 참석한 후 폴리클로로프렌을 발명하였다.[4] 니우랜드는 아세틸렌 화학 연구를 통해 디비닐 아세틸렌이라는 젤리 형태의 탄성 화합물을 발견했다.[4] 듀폰은 니우랜드의 발견에 대한 특허권을 구매하고, 월레스 캐러더스를 중심으로 아놀드 M. 콜린스, 아이라 윌리엄스, 제임스 커비 등 듀폰 화학자들이 상업적 개발을 진행했다.[4] 아놀드 M. 콜린스는 모노비닐 아세틸렌에 염화 수소 기체를 반응시켜 클로로프렌을 제조하는 데 성공했다.[5]2. 2. 초기 상업화
듀퐁은 1931년 폴리클로로프렌을 '듀프렌(DuPrene)'이라는 상표명으로 처음 출시했다.[42] 그러나 초기 제조 공정 문제로 인해 제품에 불쾌한 냄새가 남아 상업적 가능성이 제한되었다.[43] 듀폰은 냄새를 유발하는 부산물을 제거하고 생산 비용을 절반으로 줄이는 새로운 공정을 개발했다.[43] 부실한 제조업체가 제품의 명성을 해치는 것을 막기 위해 '듀프렌' 상표는 듀폰에서 판매하는 재료에만 적용되도록 제한되었다.[7] 듀폰은 자체적으로 듀프렌을 함유한 최종 제품을 제조하지 않았기 때문에, 1937년 상표를 포기하고 일반 명칭인 '네오프렌'으로 변경했는데, 이는 해당 재료가 완제품이 아닌 재료임을 나타내기 위한 시도였다.[8] 1939년까지 네오프렌 판매로 듀폰은 300000USD 이상의 이익을 창출했다.[7]2. 3. 대한민국에서의 생산
1931년 미국 듀폰사의 월리스 캐러더스가 클로로프렌 고무를 개발하여 다음 해인 1932년부터 제조를 시작했다.[36] 일본에서는 듀폰사의 제조 특허 침해를 피하기 위한 연구 때문에 산업적 생산이 늦어졌으며,[37] 1938년 도쿄 시바우라 전기(현 도시바)가 기본 특허를 이용하는 방식으로 월 500kg 생산량의 시험 설비를 가동했지만,[36] 1945년 3월 공습으로 소실되었다.[36] 같은 시기에 일본 타이어(현 브리지스톤)와 일본 카바이드 공업이 잇따라 산업 생산에 착수했다.[36]3. 제조 방법
폴리클로로프렌(클로로프렌 고무)은 단량체 제조와 중합 과정을 거쳐 생산된다. 단량체는 주로 다음 두 가지 방법으로 제조된다.[38]
- 아세틸렌법: 아세틸렌을 이량화하여 얻은 모노비닐아세틸렌에 염산을 부가한다.
- 부타디엔법: 부타디엔을 염소화, 이성화하여 얻는 3,4-디클로로부텐-1을 알칼리 탈염산한다.
석유 제품의 하나로 제조가 가능하지만, 코크스에서 탄화 칼슘을 경유하는 방법도 있다.[39]
3. 1. 단량체 제조
; 단량체 제조법
- 아세틸렌법[38]: 아세틸렌을 이량화하여 얻은 모노비닐아세틸렌에 염산을 부가한다.
- 부타디엔법[38]: 부타디엔을 염소화, 이성화하여 얻는 3,4-디클로로부텐-1을 알칼리 탈염산한다.
석유 제품의 하나로 제조가 가능하지만, 코크스에서 탄화 칼슘을 경유하는 방법도 있다.[39]
3. 2. 중합
네오프렌은 클로로프렌의 자유 라디칼 중합으로 생산된다. 상업적 생산에서 이 중합체는 에멀젼 중합에 의한 자유 라디칼 에멀젼 중합으로 제조된다. 중합은 과황산칼륨을 사용하여 개시된다. 이작용성 친핵체, 금속 산화물(예: 산화 아연) 및 티오요소는 개별 중합체 가닥을 가교 결합하는 데 사용된다.[3]
4. 성질
천연 고무에 비해 클로로프렌 고무는 내후성, 내열성, 내유성, 내약품성이 우수하며 가공도 용이하다. 클로로라는 이름에서 알 수 있듯이 클로로프렌 고무는 유기 염소 화합물이며, 부적절하게 연소하면 다이옥신류 발생 원인이 되므로 폐기 시 적절한 처리가 필요하다.[35]
4. 1. 화학적 구조
클로로프렌 고무는 2-클로로-1,3-부타디엔의 중합체이다[35]. 고무에는 탄소 간의 이중 결합이 포함된 경우가 많다. 대부분의 고무가 이중 결합 위치에서 시스체를 주된 구조로 하는 데 비해, 클로로프렌 고무는 트랜스체를 취한다.
4. 2. 물리적/화학적 성질
클로로프렌 고무는 2-클로로-1,3-부타디엔의 중합체이다.[35] 고무에는 탄소 간의 이중 결합이 포함된 경우가 많다. 대부분의 고무가 이중 결합 위치에서 ''cis''체를 주된 구조로 하는 데 비해, 클로로프렌 고무는 ''trans''체를 취한다.
천연 고무에 비해 클로로프렌 고무는 내후성, 내열성, 내유성, 내약품성이 우수하며 가공도 용이하다. 클로로라는 이름에서 알 수 있듯이 클로로프렌 고무는 유기 염소 화합물이며, 부적절하게 연소시키면 다이옥신류 발생 원인이 되므로 폐기 시 적절한 처리가 필요하다.
네오프렌의 높은 인장 성능은 고도로 규칙적인 주쇄 구조로 인해 인장 하중에서 변형 결정화가 일어나기 때문이다.[9] 아세톤과 열에 노출되면 네오프렌의 인장 강도와 최대 신율이 저하되는데, 이는 가소제 손실과 열 노출 시 가교 결합 증가 때문일 가능성이 높다.[11]
네오프렌의 열적 열화에 대한 반응은 노출되는 최고 온도뿐만 아니라 정확한 온도-시간 프로파일에도 달려 있다. 이는 주 고분자 사슬의 사슬 절단과 산화적 가교 결합이라는 상반된 요인의 결과이다.[12] 사슬 절단은 분해, 취성, 인성 손실로 이어진다.[13] 가열 시 산화 반응은 가교 결합을 증가시키고, 이는 경화로 이어진다.[12] 이러한 두 요인의 상호 작용은 재료의 기계적 특성에 미치는 최종 영향을 결정한다. 가교 결합이 네오프렌에 우세한 것으로 생각된다.[12][14]
네오프렌은 원자력 발전소의 전선 피복을 만드는 데 사용되므로 네오프렌의 기계적 특성에 대한 감마선의 영향도 조사되었다. 조사된 산소로부터의 자유 라디칼에 의해 유발될 수 있는 사슬 절단은 네오프렌의 기계적 특성을 저하시키는 것으로 나타났다.[15] 마찬가지로 네오프렌의 인장 강도, 경도 및 최대 신율은 마이크로파 방사선에 노출되면 저하될 수 있으며, 이는 가황 제거 과정에서 중요하다.[16] 자외선은 네오프렌의 기계적 특성을 감소시키는 것으로 나타났으며, 이는 네오프렌의 야외 적용에 중요하다.[17]
특성 | 값 |
---|---|
극한 인장 강도 | 27.579 MPa[9] |
영률 | 6.136 MPa[18] |
최대 신율 | 600%[9] |
경도 (듀로미터) | 30–95[9] |
유리 전이 온도 | -43°C[9] |
저장 탄성률 (1 Hz에서 측정) | 7.83 MPa[19] |
손실 탄성률 (1 Hz에서 측정) | 8.23 MPa[19] |
4. 3. 기계적 성질
네오프렌의 높은 인장 성능은 고도로 규칙적인 주쇄 구조로 인해 인장 하중에서 변형 결정화가 일어나기 때문이다.[9] 두 개의 매개변수(변형률 속도 및 온도)를 사용하는 초탄성 모델은 네오프렌의 기계적 응답을 정확하게 포착할 수 있다.[10]아세톤과 열에 노출되면 네오프렌의 인장 강도와 최대 신율이 저하되는 것으로 나타났는데, 이는 가소제 손실과 열 노출 시 가교 결합 증가 때문일 가능성이 높다.[11] 네오프렌의 열적 열화에 대한 반응은 노출되는 최고 온도뿐만 아니라 정확한 온도-시간 프로파일에도 달려있다. 이는 주 고분자 사슬의 사슬 절단과 산화적 가교 결합이라는 상반된 요인의 결과이다.[12] 사슬 절단은 분해, 취성, 인성 손실로 이어진다.[13] 가열 시 산화 반응은 가교 결합을 증가시키고, 이는 경화로 이어진다.[12] 이러한 두 요인의 상호 작용은 재료의 기계적 특성에 미치는 최종 영향을 결정한다. 가교 결합이 네오프렌에 우세한 것으로 생각된다.[12][14]
네오프렌은 원자력 발전소의 전선 피복을 만드는 데 사용되므로 네오프렌의 기계적 특성에 대한 감마선의 영향도 조사되었다. 조사된 산소로부터의 자유 라디칼에 의해 유발될 수 있는 사슬 절단은 네오프렌의 기계적 특성을 저하시키는 것으로 나타났다.[15] 마찬가지로 네오프렌의 인장 강도, 경도 및 최대 신율은 마이크로파 방사선에 노출되면 저하될 수 있으며, 이는 가황 제거 과정에서 중요하다.[16] 마지막으로, 자외선은 네오프렌의 기계적 특성을 감소시키는 것으로 나타났으며, 이는 네오프렌의 야외 적용에 중요하다.[17]
특성 | 값 |
---|---|
극한 인장 강도 | 27.579 MPa (4000 PSI)[9] |
영률 | 6.136 MPa (890 PSI)[18] |
최대 신율 | 600%[9] |
경도 (듀로미터) | 30–95[9] |
유리 전이 온도 | -43°C[9] |
저장 탄성률 (1 Hz에서 측정) | 7.83 MPa (1135.646 PSI)[19] |
손실 탄성률 (1 Hz에서 측정) | 8.23 MPa (1193.661 PSI)[19] |
5. 용도
폴리클로로프렌은 공업용 호스, 신발 밑창, 포장재, 창틀의 기밀 부품, 잠수복, O링 등에 사용된다.[40][41]
5. 1. 일반적인 용도
네오프렌은 천연 또는 합성 고무보다 분해에 강한 특성이 있다. 이러한 상대적인 불활성 때문에 개스킷, 호스, 부식 방지 코팅과 같은 까다로운 용도에 적합하다.[1] 접착제의 기반, 변압기 설치 시 소음 방지, 외부 금속 케이스의 패딩으로 사용될 수 있다. 네오프렌은 탄화수소 기반 고무보다 연소에 강하여,[20] 방화문의 날씨 덮개와 장갑 및 안면 마스크와 같은 전투 관련 의류에 사용된다. 극한 조건을 견딜 수 있기 때문에 매립지 라이닝에도 사용된다. 네오프렌의 연소점은 약 260°C이다.[21]5. 2. 토목 공학
탄성 교량 받침의 구성 요소로 사용되며, 작은 수평 이동을 허용하면서 무거운 하중을 지지한다.[23]5. 3. 수중 활동
네오프렌은 수중 활동을 위한 보호복 제작에 널리 사용되는 소재이다. 발포 네오프렌은 추위로부터 탁월한 단열 성능을 제공하므로 플라이 낚시 웨이더, 잠수복, 드라이슈트 제작에 흔히 사용된다. 이 폼은 부력이 크기 때문에 다이버들은 웨이트를 착용하여 이를 보완한다.[24]5. 4. 가정용 액세서리
최근 네오프렌은 노트북 슬리브, 태블릿 홀더, 리모컨, 마우스 패드, 사이클링 섀미 등 라이프스타일 및 기타 가정용 액세서리에 선호되는 소재가 되었다.5. 5. 음악
로즈 피아노는 1970년경부터 펠트 해머 대신 네오프렌(폴리클로로프렌)으로 만든 해머 팁을 사용했다.[27]네오프렌은 스피커 콘과 드럼 연습 패드에도 사용된다.[28]
5. 6. 수경 재배
수경 재배 및 폭기식 정원 시스템은 작은 폴리클로로프렌 삽입물을 사용하여 꺾꽂이 묘를 전파하거나 네트 컵을 사용할 때 식물을 제자리에 고정한다. 삽입물은 비교적 작으며 크기는 1.5cm에서 5cm 사이이다. 폴리클로로프렌은 유연성과 부드러움 때문에 식물을 지지하기에 좋은 선택이며, 줄기에 손상을 입힐 가능성 없이 식물을 안전하게 제자리에 고정할 수 있다. 또한 폴리클로로프렌 뿌리 덮개는 수경 재배 시스템의 뿌리 발생 챔버에 빛이 들어오는 것을 차단하여 더 나은 뿌리 성장을 가능하게 하고 조류의 성장을 억제하는 데 도움이 된다.5. 7. 마스크
코로나19 범유행 동안, 일부 보건 전문가들은 네오프렌이 수제 마스크에 사용하기에 효과적인 재료로 확인했다.[29] 네오프렌을 사용하는 일부 상업용 마스크 제조업체는 0.1µm 크기의 입자에 대해 99.9%의 여과 효율을 주장했다.[30] 코로나바이러스의 크기는 평균 0.125µm로 알려져 있다.[31]5. 8. 기타

네오프렌은 할로윈 마스크, 안면 보호용 마스크, 방수 자동차 시트 커버, 액체 및 시트 적용 탄성 지붕 멤브레인 또는 플래싱, 휠체어 포지셔닝 하네스 제조를 위한 네오프렌-스판덱스 혼합물 등에 사용된다.
탁상 전쟁 게임에서 풀, 모래, 얼음 또는 기타 자연적 특징이 인쇄된 네오프렌 매트는 인기 있는 게임 표면이다. 내구성이 뛰어나고 견고하며 안정적이고 외관이 매력적이며, 보관 시에는 말아서 보관하고 펼치면 평평하게 펴지는 장점이 있기 때문이다.
내화학성과 전반적인 내구성으로 인해 네오프렌은 특히 라텍스의 대안으로 식기 세척 장갑 제조에도 사용된다.
패션 분야에서 네오프렌은 개러스 퓨[32], 발렌시아가[33], 릭 오웬스, 랑방, 베라 왕과 같은 디자이너들이 사용해 왔다.
6. 안전 및 주의사항
일부 사람들은 네오프렌에 알레르기가 있으며, 다른 사람들은 네오프렌 생산 과정에서 남은 티오우레아 잔류물로 인해 피부염을 겪을 수 있다.
폴리클로로프렌 가황에서 가장 흔한 가황 촉진제는 생식 독성 물질로 분류된 에틸렌 티오우레아(ETU)이다. 2010년부터 2013년까지 유럽 고무 산업은 ETU 사용에 대한 더 안전한 대안을 개발하기 위해 SafeRubber라는 연구 프로젝트를 진행했다.[34]
참조
[1]
논문
Rubber, 4. Emulsion Rubbers
Wiley-VCH, Weinheim
2012
[2]
웹사이트
Technical information — Neoprene
http://www.dupontela[...]
Du Pont Performance Elastomers
2008-02-06
[3]
간행물
Chloroprene Polymers
Wiley Online Library
2005-10-14
[4]
논문
Acetylene Polymers and Their Derivatives. Ii. A New Synthetic Rubber: Chloroprene and ITS Polymers
1931-11
[5]
논문
The Ten-Year Invention: Neoprene and Du Pont Research, 1930-1939
1985-01
[6]
웹사이트
Neoprene: 1930 - Overview
http://www2.dupont.c[...]
DuPont
2011-03-29
[7]
서적
Science and Corporate Strategy: Du Pont R&D, 1902-1980
https://archive.org/[...]
Cambridge University Press
[8]
웹사이트
Neoprene: 1930 - In Depth
http://www2.dupont.c[...]
DuPont
2011-03-29
[9]
서적
Harris' shock and vibration handbook
McGraw-Hill
2002
[10]
논문
A Simple Rate–Temperature Dependent Hyperelastic Model Applied to Neoprene Rubber
2020-09-01
[11]
논문
Change in Tensile Properties of Neoprene and Nitrile Gloves After Repeated Exposures to Acetone and Thermal Decontamination
http://www.tandfonli[...]
2024-05-13
[12]
논문
Investigating the effects of sequential aging temperature profiles on the response of neoprene rubber
https://doi.org/10.1[...]
2024-03-18
[13]
논문
Review: degradation-induced embrittlement in semi-crystalline polymers having their amorphous phase in rubbery state
https://link.springe[...]
2024-05-13
[14]
논문
The deterioration of mechanical properties of chloroprene rubber in various conditions
https://doi.org/10.1[...]
2024-05-13
[15]
논문
The deterioration of mechanical properties of chloroprene rubber in various conditions
https://doi.org/10.1[...]
2024-05-13
[16]
논문
STUDY OF PROPERTIES OF CHLOROPRENE RUBBER DEVULCANIZATE BY RADIATION IN MICROWAVE
https://inis.iaea.or[...]
2024-05-13
[17]
논문
Effects of ultraviolet irradiation on the static and dynamic properties of neoprene rubbers
https://onlinelibrar[...]
2024-05-13
[18]
웹사이트
MatWeb - The Online Materials Information Resource
https://www.matweb.c[...]
2024-05-13
[19]
논문
Vibration damping using flexible graphite
https://ui.adsabs.ha[...]
2024-05-13
[20]
웹사이트
Neoprene - polychloroprene
http://www.dupontela[...]
DuPont Elastomers
2008-04-09
[21]
웹사이트
3E Protect
http://msds.dupont.c[...]
2017-10-14
[22]
서적
Polypropylene: The Definitive User's Guide and Databook
Plastics Design Library
1998
[23]
문서
Stiffness Evaluation of Neoprene Bearing Pads under Long-Term Loads
https://www.research[...]
University Of Florida
2008
[24]
웹사이트
Weight Systems
https://www.ndiver.c[...]
2024-02-02
[25]
웹사이트
Wetsuit lining
https://srface.com/k[...]
2021-12-28
[26]
웹사이트
Face Fabrics
https://www.perfecte[...]
2021-12-28
[27]
웹사이트
Steve's Corner - Hammer Tips
https://www.fenderrh[...]
2017-10-14
[28]
웹사이트
4 Great Drum Mutes
https://makingmusicm[...]
2018-12-07
[29]
웹사이트
Coronavirus Face Masks: What You Should Know
https://www.webmd.co[...]
2020-06-17
[30]
웹사이트
RZ Mask FAQ
https://rzmask.com/p[...]
2020-06-17
[31]
서적
Coronaviruses
2015-02-12
[32]
웹사이트
Dress {{!}} Gareth Pugh
https://collections.[...]
2024-08-13
[33]
웹사이트
Dress {{!}} Nicolas Ghesquière
https://collections.[...]
2024-08-13
[34]
웹사이트
A Safer Alternative Replacement for Thiourea Based Accelerators in the Production Process of Chloroprene Rubber
https://cordis.europ[...]
2024-04-25
[35]
서적
ハート基礎有機化学(改訂版)
培風館
1994-03-20
[36]
논문
戦時期日本におけるクロロプレンゴムの国産化
http://150.60.45.233[...]
日本産業技術史学会 ; 1985-
[37]
논문
クロロプレン系合成ゴムに就て
https://doi.org/10.2[...]
日本ゴム協会
[38]
논문
ポリクロロプレンゴム (CR):合成ゴムとその製造法 (第3回)
https://doi.org/10.2[...]
日本ゴム協会
[39]
뉴스
儲かる石
https://www.tbs.co.j[...]
TBS
2010-05-30
[40]
서적
ハート基礎有機化学(改訂版)
培風館
[41]
문서
1950년대에 크로로프렌 고무를 소재로 하여 만들어진 잠수복이다.
[42]
웹인용
Neoprene : 1930 - Overview
http://www2.dupont.c[...]
DuPont
2011-03-29
[43]
서적
Science and Corporate Strategy : Du Pont R&D, 1902-1980
https://archive.org/[...]
Cambridge University Press
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