생명고분자 (생분해성 고분자)

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생명고분자 (생분해성 고분자)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

목차
제 1 장 생분해성 고분자의 기술동향 분석
1. 생분해성 고분자의 정의
2. 생분해성 고분자의 종류
가． 천연고분자
(1) 셀룰로오스
(2) 키틴
(3) 전분
(4) 플루란
나· 미생물합성 고분자
(1) 미생물 폴리에테르계 （PHAP (HB/ V))
(2) 미생물 다당류계
다． 화학합성계 고분자
(1) 폴리글리콜산 (PGA)
(2) 폴리락트산(PLA)
(3) 폴리카프로락톤 （PLA)
(4) 디올／ 디카르복실산계 지방족 폴리에스테르 （PBsA)
(5) 폴리 （에테르아미드） 및 폴리 （에스테르우레탄） 계
라. 형태학적 미세구조에 따른 생분해성
마. 광·생분해 고분자
3. 생분해서 고분자 재료의 개발
4. 플라스틱의 생분해도 측정 및 인증
가． 생분해도 측정방법 및 국제표준화
나． 생분해 인증제도
5. 국내의 기술개발 수준 및 현황 비교
가． 국내 기술
나． 국외 기술
6. 전망 및 파급효과

제 2 장 생분해성 고분자의 시장 동향성
1. 산업의 개요 및 특성
가. 산업의 개요
나. 활용 형태
(1) 환경 분야
(2) 의료 분야
2. 산업환경 분석
가. 외부환경 분석
나. 시장 기회요인 및 위협요인 분석
(1) 기회 요인
(2) 위협 요인
3. 국내외 시장동향 분석
가. 세계 시장동향 분석
나. 국내 시장동향 분석
(1) 시장 규모
(2) 업체 동향
다. 수요 예측
(1) 세계
(2) 국내
라． 사업 전략
(1) 정부 측면
(2) 기업 측면

제 3 장 결 론

참고문헌

본문내용

이래화학 및 신한케미컬 등에서 원료 및 제품을 양 산하여 수출량도 증대하고 있는 것으로 알려졌다． 이 고분자는 단량체의 구조 및 노출된 환경에 따라 변화하는 생분해성을 나타낸다．
[Fig.1-9] 디올과 디카르복실산의 공중합 반응에 의한 지방족 폴리에스테르 （PBSA） 의 합성 ; (a) 화학식， (b) 합성공정
(5) 폴리（에스테르－ 아미드）및 폴리（에스테르－ 우레탄）계
산업적으로 생산되는 폴리아미드 （나일론） 와 우레탄은 생분해되지 않지만， 많은 종류의 치환된 폴리아미드나 분자량이 낮은 폴리아미드 및 폴리 （에스테르－ 우레탄） 은 그 고분자의 친수성에 비례하는 속도로 가수분해된다． 폴리 （에스테르－ 아미드） 공중합체의 합성법으로는 환상 에스테르－ 아미드의 개환 중합， 환상 에스테르와 환상 아미드의 개환 공중합， 축중합， 지방족 폴리에스테르와 폴리아미드의
고분자간 에스테르 교환반응 등이 알려져 있다．
[Fig.1-10] PEU [poly (ester urethan6)] 의 화학구조와 합성 ;
(a) 수소 가교화 결합． (b) 합성공정
lactide
ε - carprolacton
[Fig.1-11] 폴리 （아미드· 에스테르） 의 개환중합
비특정 단백질 분해효소에 의하여 공격받을 수 있는 폴리아미드 결합을 가진 고분자를 개발하기 위한 연구가 진행되었고， 폴리 （폴리 아미드－ 에스테르） , 폴리 （폴리아미드 -우레탄） , 폴리 （에스테르－ 우레탄） 등 이 미생물의 체외 단백질 분해효소인 subtilisin에 의하여 가수분해 되는 것으로 밝혀졌다． 국내에서는 신한케미칼（社）가 원료 및 제품을 양산하여 쓰레기봉투 및 랩용으로 내수 및 수출에 기여하고 있는 것으로 알려졌다．
라. 형태학적 미세구조에 따른 생분해성
불용성 고분자의 생분해 현상은 불균일 반응으로 고분자의 크기, 형태, 표면적, 표면 조직등에 따라 분해 속도가 크게 영향을 받는다. 천연 고분자의 경우 셀룰로오스는 규칙적인 선형 구조로 결정성이 크기 때문에 같은 글루코오스 단위를 갖고 있으나 불규칙적으로 branch를 이루는 비결정성 전분보다 훨씬 낮은 속도로 생분해가 일어난다. 방향 고리 구조와 가교가 형성된 lignin의 경우도 매우 천천히 분해된다. 천연단백질 고분자는 팹티드 결합의 반복 단위가 불규칙적으로 결정화되기 어렵기 때문에 생분해성을 나타내게 된다. 반면 폴리아미드계의 합성 고분자 경우 반복 단위가 짧고 규칙적이므로 결정화도가 크기 때문에 분해가 일어나는 hydrolyzable linkage의 accessibility를 감소하게 된다. 따라서 반복 단위가 긴 합성 고분자는 결정화가 일어나는데 역효과가 작요하며 생분해 특성을 나타낼 수 있는 가능성이 있게 된다.
일반적으로 합성고분자의 경우 결정성 및 배향성의 차이에서 오는 형태구조적 특성(morphological feature) 때문에 다양한 분해 현상이 나타난다. 대체로 분자쇄들이 불규칙적이고 배향성이 적은 헐그러운 구조를 가진 비결정 영역에서 분해가 시작된느데 이것은 비결정 영역의 accessibility가 결정 영역보다 크다는 일반적인 특성을 일반적인 특성을 고려하여 볼 때 비결정 영역에 효소가 접근하여 공격하는 용이도가 zmekms 사실을 명백하다고 볼 수 있다. 또한 결정의 크기, 형태, 결정의 수 등도 비결정 영역의 분자사를 이동도(chain mobility)에 큰 영향을 미치므로 분해 속도에 영향을 미칠 것으로 기대된다. 또한 결정들의 분해는 결정의 가장자리부터 시작하여 안쪽으로 분해가 진행되는 것으로 알려져 있다.
결정 구조 및 분자 사슬들의 배향뿐만 아니라 가교 형성에 따른 고분자 물질의 3차원적 구조도 morphology에 큰 영향을 미치며 다라서 생분해성에 대한 가교의 효과도 크다고 할 수 있다. 유연성 선형 고분자를 가교결합시키면 결정성이 감소하게 되는데 결정성이 감소하면 생분해 속도가 증가할 것으로 예측되나 가교가 형성되므로 고분자 사슬의 유동성 제한과 더불어 미세 구조의 변화로 인하여 3차원적 구조를 형성하므로 효소의 accessibility를 감소시켜 분해 속도가 현저히 감소함을 나타낸다.
polycaprolactone(PCL)의 가교 결합 형성시 곰팡이균에 의한 미세구조의 변화와 함께 생분해성 연구에 의해 밝혀졌다. 분해가 일어난 PCL의 전자 현미경 구조는 voids가 형성되어 스폰지와 같은 구조를 나타냈다. 가교가 형성되지 않은 경우는 결정 영역에 비해 비결정영역에 선택적으로 균일한 생분해가 일어남을 보여주는 반면에 가교가 형성된 고분자는 어느 정도까지 그대로 형태를 유지하고 있어 분해가 일어나지 않는다고 보고되어 있다.
가교 결한된 polylactide와 diisocyanate, formaldehyde등에 의해 가교 형성된 gelatin 등은 생의학적인 응요(implant)면에서 이용할 수 있는 생분해성 고분자들이다.
마. 광생분해 고분자
광분해 고분자는 자외선 안정제와 광분해 활성제， 이 두 가지 성분을 조화 있게 활용， 원래의 물리적 성질을 유지하면서 원하는 일정기간 후에는 분해가 가능하도록 만든 플라스틱의 일종이다． 광분해성 고분자는 기본적으로 태양광선의 자외선 에너지를 이용， 고분자 고리를 끊어 수지의 물리적 성질을 저하시키고 궁극적으로 분자량이 작게 되어 분해되는 고분자를 의미한다．
[Fig.1-12] 자동산화와 광분해 메커니즘 ; (a) 자동산화， (b) 광분해 메커니즘
(b)
[Fig.1-12] 는 광분해에 의한 자동산화와 광분해 메커니즘을 간략 하게 도식하여 나타낸 것이다． 고분자는 반응이 시작되어 활성화된 래디컬을 생성하며, 산소가 개시제로서 반응이 연속적으로 진행되고， 반응이 진행됨으로써 고분자의 특성이 변하게 되어 분자량변화， 열화， 분해 붕괴현상을 나타내게 된다． 광분해성 고분자의 분해에 이용되는 빛에너지는 보통 파장이 290~315nm 사이의 자외선이다． 모든 고분자는 각기 고유속도로 서서히 광분해 되는데 그 화학적 구조에 따라 자외선을 잘 흡수하는 것과 그렇지 못하는 것이 있다．
[Table 1-2] 감광성 첨가제형과 감광성 관능기 도입형 광분해제
감광성 시약 첨가형
감광성 관능기 도입형
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생명고분자,   고분자,   생분해성,   생분해성고분자