소개글
"하이드로젤 실험"에 대한 내용입니다.
목차
1. 하이드로젤 실험
1.1. 서론
1.1.1. 실험 목적
1.1.2. vinyl monomer의 중합메커니즘
1.1.3. hydrogel의 정의
1.1.4. Redox 개시제
1.1.5. 생체형 고분자
1.1.6. 하이드로젤의 특성
1.1.7. 하이드로젤의 제조
1.1.8. hydrogel의 응용분야
1.1.9. 실험시 사용되는 시약
1.2. 실험
1.2.1. 실험기구
1.2.2. 실험시약의 일반물성
1.2.3. 실험과정
1.3. 결과
1.3.1. 시간의 경과에 따른 무게변화
1.3.2. 결과값
1.3.3. 가교제의 양에 따른 변화
1.4. 토론
2. 참고 문헌
본문내용
1. 하이드로젤 실험
1.1. 서론
1.1.1. 실험 목적
라디칼중합에 있어서 vinyl monomer의 중합메커니즘을 이해하고, 가교제의 양에 따른 swelling ratio의 차이를 파악하며, 생체고분자의 특징을 살펴보는 것이 이번 실험의 목적이다.
vinyl monomer의 중합메커니즘은 개시반응, 성장반응, 정지반응, 사슬이동반응으로 이루어지며, 가교제의 양에 따라 hydrogel의 팽윤도와 물리적 특성이 달라진다. 또한 hydrogel은 생체적합성이 높은 생체고분자로서 다양한 의학 및 산업 분야에 응용되고 있다. 따라서 이번 실험을 통해 이러한 특성들을 심도 있게 이해하고자 한다.
1.1.2. vinyl monomer의 중합메커니즘
라디칼 중합에서 vinyl monomer의 중합메커니즘은 다음과 같다. 개시반응에서 개시제의 분해반응에 의해 라디칼이 형성되고, 이 라디칼이 첫 단량체와 반응하는 단계이다. 이어서 성장반응에서 단량체가 계속 결합하여 사슬의 길이가 증가하여 고분자가 형성된다. 정지반응에서는 두 라디칼이 반응하여 라디칼이 소멸되는 단계로, 결합반응과 불균등반응의 두 가지 형태로 나타난다. 또한 사슬이동 반응에서는 성장하는 고분자 라디칼이 다른 분자와 반응하여 새로운 고분자가 형성되는 과정이다. 이처럼 개시, 성장, 정지, 사슬이동의 전반적인 메커니즘을 통해 vinyl monomer의 라디칼 중합이 진행된다. 이와 같은 메커니즘은 vinyl 단량체의 중합과정을 설명하는 데에 중요한 개념이 된다.
1.1.3. hydrogel의 정의
충분한 양의 물에 넣었을 때, 녹거나 해리되지 않고 3차원적인 형태를 유지하는 친수성 물질을 hydrogel이라고 한다. hydrogel은 통상적으로 자신의 무게에 비해 최소한 10% 많게는 2000%의 물을 함유하는데, 이러한 3차원적인 형태를 유지하기 위해서는 Crosslink들이 필요하다. 이 Crosslink는 화학적인 공유결합에 의하여 또는 분자간의 상호작용에 의하여 만들어진다. 전자는 작용기가 3개 이상인 단량체로부터 만들어지며 후자는 수소결합, van der Walls결합, ionic association, 결정(crystallites)등에 의해서 형성된다. 후자의 경우 대부분 온도나 pH 등의 변화에 의하여 수용액에서 hydrogel로 가역적으로 변하는 특성을 갖는다. hydrogel은 생체적합성이 높은 물질로 다량의 물을 흡수한 상태에서는 생체의 조직과 유사한 거동을 보인다.
1.1.4. Redox 개시제
Redox 개시제는 고분자 중합 시에 라디칼을 형성하여 중합반응을 시작하는 개시제이다.
개시제가 라디칼을 형성하기 위해서는 열을 필요로 한다. 그러나 이렇게 하면 polymer물성 및 중합에 무리가 간다. 이를 방지하기 위해 상온에서 반응이 일어날 수 있는 개시제가 redox initiator이다.
redox initiator는 산화제와 환원제의 산화-환원 반응을 통해 라디칼을 생성한다. 수계(水系)와 비수계(非水系)로 나뉘는데, 수계의 레독스로서는 과황산염·과산화수소·히드로페르옥시드와 같은 과산화물과 2가(價)인 철염, 1가인 구리염, 아민 등의 환원제와의 조합이 있다. 비수계로서는 히드로페르옥시드·과산화디알킬·과산화디아실 등인 산화제와 제3아민·나프텐산염·메르캅탄류·유기금속화합물 등의 환원제와의 조합이 있다.
이러한 redox initiator는 열을 가하지 않아도 상온에서 중합반응을 개시할 수 있어 열에 의한 물성 저하를 방지할 수 있다. 또한 가교와 멸균을 동시에 진행할 수 있는 장점이 있다. 따라서 안전하고 효율적인 고분자 중합에 널리 이용되고 있다.
1.1.5. 생체형 고분자
생물의 몸 안에서 합성되어 생기는 고분자 화합물을 통틀어 생체형 고분자라고 한다. 단백질, 핵산, 다당류 등이 대표적인 생체형 고...
참고 자료
가. 한국고분자학회, ‘고분자 실험’, 자유아카데미, 1993
나. 김영백, ‘고분자 화학’, 성안당, 1996
다. 박문수, ‘고분자 화학 입문’, 자유아카데미, 1980
라. Poly(vinylalcohol)-Poly(acrylicacid) 하이드로젤 제조 및 특성에 관한 연구 /정선영 한남대학교 대학원 석사논문
마. http://www.naver.com/ 백과사전 참조(하이드로젤의 정의)
한국고분자학회, ‘고분자 실험’, 자유아카데미, 2007
김영백, ‘고분자 화학’, 성안당, 1996
박경란, 노영창, PVA 하이드로겔의 내열특성에 방사선 가교와 열처리가 미치는 효과, 2005년
Poly(vinylalcohol)-Poly(acrylicacid) 하이드로젤 제조 및 특성에 관한 연구
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