[A+] 중합공학실험2 Synthesis of Urea resin 우레아 수지 합성 실험 결과레포트

소개글

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목차

1) 실험 목적

2) 실험 원리
1. 열경화성 고분자 (thermoset)
2. 부가축합 반응
3. Urea-formaldehyde resin, UF resin (요소 수지)

3) 실험 방법
1. Urea-formaldehyde 수지의 합성 방법
2. Urea-formaldehyde 수지의 경화

4) 실험 결과
1. TGA graph
2. DSC graph
3. FT-IR graph

5) 고찰
1. reference 를 이용하여 요소수지(UF resin)의 경화거동에 대하여 알아본다.
2. pH 가 부가반응(첨가반응)과 축합반응에 미치는 영향에 대해서 알아보고, 이에 따른 반응 kinetics 조사해 본다.
3. 산촉매의 역할과 축합 반응을 일으키는 이유
4. 경화 반응에서 녹지 않고 결합이 분해된 이유

본문내용

1) 실험 목적
1. Urea-formaldehyde 수지의 합성에 대해 이해한 뒤 합성법을 습득한다.
2. 부가축합 반응에 대해 이해한다.
2) 실험 원리
1. 열경화성 고분자 (thermoset)
열경화성 고분자는 monomer 끼리 가교되어 그물 구조를 형성하고 사슬 움직임에 제한을 받는다. 열을 가하면 다시 가공할 수 있을 정도로 액체가 되어 녹는 열가소성 고분자(thermoplastic)와는 달리 열경화성 고분자는 열이 가해지면 아예 경화가 되어 분해(decomposition)가 된다.
2. 부가축합 반응
부가 반응(첨가 반응)과 축합 반응을 번갈아 가며 최종적으로는 3 차원 분자 구조를 형성하는 중합 반응이다. 모노머 구조에서 특정 분자가 벗어나 떨어진다는 점에 있어서 부가 반응과 축합 반응을 탈리중합으로 한 데 묶어서 칭하기도 한다. 페놀과 Urea 수지, 멜라민 수지와 같은 열경화성 수지가 이러한 중합 반응을 거친다.
3. Urea-formaldehyde resin, UF resin (요소 수지)
질소를 과량으로 지니며 페놀과 달리 반응물의 작용성이 f=4 에 해당하는 Urea 와 폼알데하이드가 부가 반응을 거쳐 생성된 예비 중합체(prepolymer)이다. 이러한 prepolymer 는 약알칼리 조건에서 중합 반응을 유지하다가 경화제와 혼합되어 가교 구조를 형성한다.
주로 합판 용도의 접착제나 성형품을 위한 재료로 사용이 되며 넓게는 건축 분야의 지질강화제 및 비료 등으로도 쓰인다.
3) 실험 방법
1. Urea-formaldehyde 수지의 합성 방법
(1) 35% Formaldehyde 0.024 mol 을 둥근 플라스크에 투입하고 aqueous ammonia
를 이용하여 반응기의 pH 가 7.5 ~ 8.5 가 되도록 조절한다.
1: 0.815 = 0.35: x
x = 0.28525 x: 35% 폼알데하이드의 1mL 당 g

참고 자료

Robert J.Young & Peter A.Lovell, 『Introduction to Polymers(고분자 과학) - Third Edition』,
자유아카데미, [2010.03.31.] p.37~38.