고분자 화학 3번째 시간.

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1 고분자 화학 3번째 시간

2 고분자 중합 Bulk 중합 Korea Petrochemical Ind. Co. Ltd.
중합(Polymerization, 重合) : 단위체 또는 모노머가 화학반응을 통해 2개 이상 결합하여 분자량이 큰 물질이 생성되는 반응 - 중합의 종류 : 괴상(Bulk), 용액(Solution), 현탁(Suspention), 유화(Emulsion), 슬러리(Slurry) 중합 고분자 중합 형식 중 가장 간단한 방법 단량체, 반응개시제(촉매) 및 필요할 경우 분자량 조절제 등을 반응기에 모두 넣은 후에 중합을 진행 하는 형식 용매 혹은 분산매를 사용하지 않으므로 순도가 매우 높은 수지 생산 가능 단, 투입한 단량체(모노머)가 모두 반응이 완료되기를 기다릴 경우 매우 많은 시간이 걸리게 되어 상업성 이 나빠질 수 있으므로, 적정 수준의 반응속도 및 반응율을 정할 필요가 있음. - 또한 때에 따라서 반응 후반부에는 교반이 쉽지 않거나, 제열이 쉽지 않은 경우가 발생할 수 있음. Bulk 중합 Korea Petrochemical Ind. Co. Ltd.

3 고분자 중합 용액 중합 현탁 중합 Korea Petrochemical Ind. Co. Ltd.
용매 내에 단량체를 녹여 중합하며, 반응계의 점도가 낮아지므로, 교반이 용이하고 제열이 쉬움. 단, 중합 완료 후 용매를 제거하는 탈용매 공정(분리, 정제)이 필수 대부분의 용매가 인화성 물질이며, 독성을 지니는 경우가 많아 위험성을 내포하고 있으며, 용매 사용으로 인해 제조원가 상승 및 반응기 부피 대비 생산량이 적다는 단점이 있음. 용액 중합 물에 녹지 않는 단량체를 물과 함께 교반하면 작은 단량체 방울로 분산 방울을 안정화 시키는 분산제를 넣고 개시제(촉매)를 투입한 후 중합을 진행 단량체 하나의 방울은 작은 반응기와 같은 중합을 보이며, 단량체/ 분산매의 비에 따라 고분자의 중합도 및 크기가 정해짐. 현탁 중합 Korea Petrochemical Ind. Co. Ltd.

4 고분자 중합 유화 중합 슬러리 중합 Korea Petrochemical Ind. Co. Ltd.
친수성 용매에 소수성 유화제를 넣고 micelle을 형성 이 때 소수성 단량체를 넣으면 micelle 안으로 용해되어 들어가며 이 때 개시제(촉매)를 넣고 반응을 진행 micelle 내부에서 중합이 진행되면 micelle 내부의 단량체 농도가 묽어지게 되어 지속적으로 단량체가 micelle로 녹아 들어감. 유화 중합 현탁 중합과 유사한 중합방법으로 별도로 구분하지 않음. 반응매질은 주로 헥산을 사용하며, 개시제를 넣고 중합을 진행할 때 매질 내에 녹아 있는 소량의 단량체와 매질 상부의 기상부에 있는 단량체를 만나 고분자가 생성 - 현탁 중합과의 가장 큰 차이점은 현탁제의 존재 유무임. 슬러리 중합 Korea Petrochemical Ind. Co. Ltd.

5 고분자의 성질 분자량 Korea Petrochemical Ind. Co. Ltd.
고분자의 성질을 구분하는 주요 인자 : 분자량, 분자량 분포, 열적 성질, 결정화 등 - 고분자 내에는 다양한 무게(중합도)를 지닌 고분자물들이 존재 이들의 분자량을 결정 짓고, 분자량에 의한 분자량 분포를 계산하여 고분자의 성질을 파악하는 것이 중요 분자량 계산법 수평균 분자량 중량평균 분자량 z-평균 분자량 분자량 분포 : Mw/Mn으로 정의 분자량 Korea Petrochemical Ind. Co. Ltd.

6 고분자의 성질 열적 성질 결정화 Korea Petrochemical Ind. Co. Ltd.
유리전이온도(Tg)라고 하며, 이 온도 이상으로 올라갈 경우 고분자는 유연성을 지님. Tm, Tc, Tg 등 다른 물질의 기-액-고와 달리 여러 상전이 온도가 존재 각 물질마다 상 전이 온도가 다르게 존재함으로써 물질의 용도나 특성이 다르게 정해짐. 열적 성질 고분자 유리전이온도(℃) 천연고무 -65 ~ -75 Polyethylene -50 Polypropylene 5 PVC 80 Polystyrene 100 Poly(vinyl acetate) 30 Nylon 6 50 PMMA 105 고분자의 결정은 용융상태인 Tm 이상에서의 온도나, 사슬이 움직일 수 없는 Tg 이하의 온도에서는 나타날 수 없음. Tm과 Tg 사이에서 결정화가 이뤄지게 되며, 결정화가 빠르게 진행되는 온도가 존재하는데, 이 온도를 결정화 온도(Tc) - 짧은 사슬을 지닌 저분자의 경우 정렬이 용이하여 주로 결정은 저분자에 의해 생성, 성장 결정화 Korea Petrochemical Ind. Co. Ltd.