라디칼개시제 및 비닐단량체의 정제 [고분자화학실험 A+]

소개글

고분자화학실험, 라디칼개시제(AIBN) 및 비닐단량체의 정제 실험의 예비보고서, 결과보고서 및 supporting information입니다.

목차

1. 실험제목

2. 실험목적

3. 실험이론

4. 시약 및 기구

5. 실험방법

6. 실험결과
1) AIBN의 정제 (AIBN solubility in Ethanol 계산)
2) styrene의 정제

7. 결론 및 고찰

8. supporting information
1) AIBN 정제 - AIBN 개시 메커니즘, 수득률에 대한 결과
2) styrene 정제 - NaOH를 사용하는 이유, MgSO4를 사용하는 이유, <무첨가, 중합억제제, 중합금지제)의 그래프, styrene monomer의 정제 이유

9. 참고문헌

본문내용

1. 실험제목 : 라디칼 개시제(AIBN)의 정제

2. 실험목적 : 라디칼 개시제의 정제가 왜 필요한가를 이해하고 개시제인 AIBN을 정제해 봄으로써 개시제의 정제에 필요한 기초 지식을 습득하도록 한다.

3. 실험이론

1) 라디칼(radical)은 자유 라디칼(free radical)이라고도 하며, 적어도 1개 이상의 홀전자를 포함한 분자를 뜻한다. 아래 그림에서 안정한 분자는 핵과 전자가 다 차 있는 반면에 라디칼은 하나의 홀전자를 가지고 있는 것을 확인할 수 있다.

원자 간의 공유결합은 공유전자쌍으로 이루어져 있으며, 이 결합이 균일분해 과정을 거치면 각각의 원자는 홀전자를 갖게 된다. 이 원자가 라디칼이 되는 것이다. 라디칼은 전기적으로 중성이지만, 홀전자로 인해 반응성이 크다는 특징이 있다.

2) 라디칼 개시제(radical initiator)는 열, 광, 방사선 등의 다양한 외부 조건에 의해 분해(라디칼 개시제 중의 약한 화학 결합이 끊어짐)해서 라디칼을 생성하는 화합물이다. 이번 실험에서 사용하는 AIBN이 대표적인 라디칼 개시제이다. 라디칼 생성 조건에 따라 열분해 반응, 산화환원 반응에 의한 개시반응, 직접 열 개시, 광개시 반응, 고에너지 방사선에 의한 개시로 나눌 수 있다. 먼저 열분해 반응의 경우, 과산화물, 아조 화합물 등이 열분해에 의해 쉽게 단일 결합이 끊어져 라디칼을 생성한다. 산화환원 반응에 의해 라디칼이 형성되는 경우, persulfate등이 화학 반응에 의해 라디칼을 형성하고, 하이드로과산화물도 철 2가 이온과 반응해 라디칼을 형성한다. 전자선 및 방사선 등 고에너지에 의한 반응의 경우 x-선, 알파 입자, 감마선 그리고 고에너지 전자선에 의해 라디칼 중합이 일어날 수 있다. 그 외에도 열에 의해 단량체가 스스로 라디칼을 형성하는 직접 열 개시, 단량체가 빛을 흡수하여 삼중항 상태로 여기한 다음 라디칼을 형성하는 광 개시 등도 있다.

참고 자료

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도춘호, <고분자화학/자유라디칼중합/라디칼개시제>, http://www.chemistryculture.org/cypct-frontpage/cypolychemtech/PC-11-RadicalPolymerization/pcw9initiator.html
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네이버지식백과(두산백과), “스타이렌”, https://terms.naver.com/entry.naver?docId=1117321&cid=40942&categoryId=32274
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네이버지식백과(화학대사전), “중합억제제”, https://terms.naver.com/entry.naver?docId=2309119&cid=60227&categoryId=60227
사이언스올, “퀴논(quinone)”, https://www.scienceall.com/%ED%80%B4%EB%85%BCquinone/, 2010.08.24.
Li, YJ, Wu, K, Li, Y (3 more authors)(2018), <Solubility in Different Solvents, Crystal Polymorph and Morphology, and Optimization of Crystallization Process of AIBN>. 《Journal of Chemical and Engineering Data》 63(1), pp. 27-38