단국대 A+ 중합공학실험 중공실2 PVA합성 결레

문서 내 토픽

1. PVA 합성

PVAc와 MeOH를 섞고 이에 NaOH 수용액을 소량 넣어준 후 40℃ 온도 조건에서 교반시키며 1시간 반응을 진행시켰다. 교반중에 중합이 진행되어 뿌옇게 변하였다. 이를 감압 건조하여 상온에서 추가적으로 건조를 진행하여 PVA를 수득하였다. 건조된 PVA를 냉수와 온수에 용해시켜보았다. 냉수에는 용해되지 않았으나, 약 70℃의 온수에서는 용해되는 것을 확인하였다. IR 분석 결과 PVA가 합성되었음을 확인할 수 있었으나 모든 PVAc가 PVA로 합성되지 않았음을 알 수 있었다. DSC 분석에서는 Tg가 도출되지 않았으며 Tm은 약 175℃로 확인되었다.
2. PVAc에서 PVA로의 합성 메커니즘

PVAc가 산 또는 알칼리 촉매에 의해 PVA로 합성되는 메커니즘을 살펴보았다. 염기 촉매 하에서는 기존에 존재하는 아세트기를 모두 수산화기로 치환하며, 부반응이 없고 빠른 반응속도를 갖는다. 또한 순도 높은 고분자를 얻을 수 있다.
3. 검화도에 따른 PVA 물성 차이

검화도(Degree of saponification, DS)는 PVA 특성을 결정하는 중요한 요소이다. 검화도가 높을수록 분자간 수소결합이 강해 융점이 높고 물에 용해되기 어렵다. 고강도용 PVA섬유는 검화도 99.0mol% 이상이며 끊은 물에도 용해되지 않는다. 반면 검화도 88.0~98.0mol%의 PVA는 수용성 PVA섬유 제조에 사용된다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

1. PVA 합성

PVA(Polyvinyl Alcohol)는 다양한 산업 분야에서 널리 사용되는 중요한 고분자 재료입니다. PVA 합성은 비닐 아세테이트 단량체를 중합하여 PVAc(Polyvinyl Acetate)를 만든 후, 이를 화학적으로 가수분해하여 PVA를 얻는 과정으로 이루어집니다. 이 과정에서 중요한 것은 중합 반응 조건, 가수분해 반응 조건, 그리고 최종 PVA의 분자량 및 결정성 등의 물성 조절입니다. 이를 통해 다양한 용도에 맞는 PVA 제품을 생산할 수 있습니다. PVA 합성 기술의 발전은 PVA의 활용도를 더욱 높일 것으로 기대됩니다.
2. PVAc에서 PVA로의 합성 메커니즘

PVAc에서 PVA로의 합성 메커니즘은 화학적 가수분해 반응입니다. 이 반응에서는 PVAc의 아세테이트 작용기가 수산화물 작용기로 전환됩니다. 이 과정에서 반응 조건, 특히 온도, pH, 반응 시간 등이 중요한 역할을 합니다. 적절한 조건에서 진행되면 PVAc의 아세테이트기가 효과적으로 제거되어 PVA가 생성됩니다. 이렇게 생성된 PVA는 분자량, 결정성, 수산화기 함량 등의 물성이 달라질 수 있습니다. 이러한 물성 차이는 PVA의 용도와 성능에 큰 영향을 미치므로, 합성 메커니즘에 대한 깊이 있는 이해가 필요합니다.
3. 검화도에 따른 PVA 물성 차이

PVA의 검화도, 즉 아세테이트기의 제거 정도는 PVA의 물성에 큰 영향을 미칩니다. 검화도가 낮은 PVA는 상대적으로 소수성이 강하고 결정성이 높으며, 기계적 강도와 내열성이 우수합니다. 반면 검화도가 높은 PVA는 친수성이 강하고 결정성이 낮으며, 유연성과 접착성이 우수합니다. 따라서 용도에 따라 적절한 검화도의 PVA를 선택해야 합니다. 예를 들어 섬유, 필름, 접착제 등의 용도에는 높은 검화도의 PVA가, 코팅, 유화제 등의 용도에는 낮은 검화도의 PVA가 적합합니다. 이처럼 검화도 조절은 PVA의 물성 및 용도 선택에 매우 중요한 요소입니다.