(섬유공학과 실험레포트)고분자겔의 팽윤특성(예비)

소개글

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목차

1. 실험제목
2. 실험목적
3. 이 론
4. 참고문헌

본문내용

이 론
겔이란
겔은 물성적으로 고체와 액체의 중간적인 성질의 고분자이다. 용액이 일정한 농도 이상으로 진해져서 튼튼한 그물조직이 형성되어 굳어진 것을 말하며, 이것은 콜로이드입자의 그물조직 사이에 용매인 물 등이 들어가 굳어 버린것이다. 다시 온도를 올려 주면 분자운동이나 그 밖의 원인에 의하여 조직이 파괴되어 다시 유동성 액체로 된다. 여러 고분자 겔은 외부 온도, PH, 전기장 등에 대하여 상전이현상을 나타내는 응답성 고분자의 특성을 가지고 있다. 이런한 고분자 겔들은 스위치, 센서, 특수한 분리 시스템 등에 이용되고 있다. 그물조직 사이에 물이 들어 있는 겔을 히드로겔이라고 하며, 겔의 그물조직 사시에서 용매가 제거되고 공기가 들어간 모양의 다공성 겔을 크세로겔이라고 한다. 이들은 대부분 흡착제로 이용되고 그 중 그물 조직내에 다량의 물 분자가 들어간 것이 수화겔이다.
수화겔이란
긴 사슬의 고분자가 고밀도로 3차원 그물구조를 형성하면 마이크로 사이즈의 공간이 구축되는데, 이 공공 내에 다량의 물 분자가 들어간 것이 수화겔이다. 이것은 가교제의 의해 가교된 고분자가 3차원 망상구조를 하고 있어서 물을 흡수 하지만물에 녹지는 않는다. 온도에 의해 팽윤하는 열팽윤 수화겔, 수축하는 열수축 수화겔, 그리고 앞에 2가지 형태를 다 가지고 팽윤과 수축을 하는 convexo 형태의 3가지로 나눌 수 있다. 즉 수화겔이 상전이 온도를 기준으로 하여 상전이 온도 이하의 온도에서는 수화겔이 팽윤상태로 존재하여 부드러운 특성을 나타내지만 온도가 점점 상승하거나 상전이 온도 이상의 온도에서는 급격히 수축하여 팽윤된 상태의 수화겔보다 딱딱하고 불투명한 상태의 수화겔이 된다.
수화겔의 상전이 현상은 고분자 사슬 그룹의 친수성, 소수성의 균형에 의해 크게 영향을 받는다. 친수성인 아미드기와 소수성인 탄화수소 사슬을 모두 갖고 있는 PNIPAAm 수화겔은 온도가 낮을 경우에는 수화겔의 친수성기와 용매와의 수소결합이 강하게 이루어져 있으며, 온도가 상승하게 되면 이 수소결합이 약하게 되고, 수화겔 속의 이소프로필기 등이 수축하여 상전이 현상을 일으키게 된다.

참고 자료

생체재료학(2004). 나카바야시 노부오, 성균관
EZ Organic Chemistry 유기화학(김현숙). 2006. 군자출판사. p.25~p.27