PMMA의 현탁중합(Suspension polymerization) 결과레포트

목차

1. 결과 및 분석
1) 실험 조건 및 결과
2) 고찰
3) Discussion
4) 분석데이터 비교

2. 참고문헌

본문내용

1. 결과 및 분석
1) 실험 조건 및 결과
mma20g (21.2ml) + BPO 0.2g -> PVA를 녹인 증류수에 넣고 90℃ 유지하며 90분 교반가열. 이후 증류수를 넣었다 제거해주는 과정 3번 거친 후 진공건조

Hum1 - BPO 0.1g / Hum2 - BPO 0.2g / Hum3 - BPO 0.4g

현탁중합은 물에 단량체를 분산시킨 상태에서 중합이 진행되는데, 중합과정에서 단량체들이 서로 뭉치지 않도록 안정제 PVA를 첨가하였다. PVA는 단량체 상의 계면에 위치하며 계면장력을 낮춰 단량체 상이 응집되지 않도록 해준다. 이와 동시에 교반을 통해 단량체가 droplet의 형태로 분산되고, 각 droplet에서 bulk중합과 같은 방식으로 중합이 진행된다. 이로 인해 수득할 수 있는 고분자 또한 구형의 입자형태를 띄게 된다. 중합이 진행되는 동안 각 droplet에서 반응열이 발생하는데, 용매를 사용하기 때문에 열 제거가 가능해 bulk중합과 같은 auto-acceleration은 발생하지 않는다.
수득한 고분자는 중합과정에서 넣어준 PVA와 함께 존재한다. PVA는 물에 잘 녹는 수용성 고분자이기 때문에 이를 제거해주기 위해 진공건조 전 증류수를 넣어 수득한 고분자와 PVA+증류수의 상분리를 이용하여 PVA를 제거해 순도 높은 고분자를 수득하는 방법을 사용했다.
PVA를 제거해주면 비드형태로 뭉쳐진 고분자를 수득할 수 있는데, 본 실험을 통해 수득한 PMMA는 비드형태와 불규칙적으로 뭉쳐진 형태가 함께 존재하는 것을 확인할 수 있었다.

1-1) BPO (Benzoyl peroxide)
상온에서 백색의 고체로 존재하며 MW은 약 242.23g/mol, Tm은 약 105℃ 이다. 밀도는 1.3 정도로 물보다 무겁다. 충격과 열에 약해 쉽게 폭발할 수 있으나 수분을 함유하고 있으면 그 위험성이 현저히 낮아진다. 물에는 녹지 않고 주로 유기 용매에 잘 녹는다.
본 실험에서는 현탁중합의 개시제로 사용되는데, 열이나 단파장의 빛에 의해 O-O결합이 균일분해되어 두 개의 라디칼이 형성된다. 이 라디칼이 단량체의 이중결합을 공격하여 파이결합을 끊어내며 결합을 형성하여 중합이 진행된다.

참고 자료

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「기본 고분자 화학」 - 임진규 저, 한국학술정보.[2017]
「줌달의 일반화학 제9판」 - Zumdahl Steven S. Zumdahl Susan A 저, 사이플러 스,[2018]
「화학대사전」 - 분산계[分散系, disperse system, disperses System], 세화 편집부[2001]
‘BPO 관련 주의사항’ - 안전보건공단 화학물질정보, MSDS