[A+ 레포트] PVAc 중합 레포트(벌크중합의 원리, 단량체 및 개시제의 정제, PVAc 특성)

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문서 내 토픽

1. 벌크중합

벌크중합이란 가장 간단한 중합방법으로, 장치가 비교적 간단하고 반응이 빠르며, 수득률이 높고 고순도의 중합체를 얻을 수 있으며, 중합체를 그대로 취급할 수 있는 것이 장점이다. 그러나 중합계의 발열이 강하여 온도조절이 어렵고, 중합체의 분자량분포가 넓어지며, 중합체의 석출이 쉽지 않은 단점도 있다.
2. 단량체(MMA) 정제

중합금지제인 hydroquinone은 약산성이므로 NaOH를 넣어 중화시켜 제거한다. MMA는 소수성이고 NaOH 수용액은 친수성이므로 이에 따라 상 분리가 일어나는데, MMA의 밀도가 중화된 용액보다 더 작으므로 위로 뜨게 된다. 이것을 채취하면 되고 이과정을 3회 반복하고 나면 중합 금지제가 제거된 단량체를 얻을 수 있다.
3. 개시제(AIBN) 정제

AIBN과 메탄올을 섞고 가열시키면, 시간이 지나면 흰색 덩어리가 생기게 된다. 그 덩어리를 제거하고 혼합물을 Cooling 시키면 결정이 생기게 되고, 그 결정을 채취하면 순수한 AIBN을 얻을 수 있다.
4. PVAC의 특성

폴리비닐 아세테이트 (PVAc)는 측면기(side group)로 커다란 초산기를 갖고 있기 때문에 분자 주사슬의 규칙적 충전에 의한 결정화가 곤란하며, 전적으로 무정형(비결정상태)이다. 무색투명하고 비중이 1.17~1.20 정도이며, 유리전이온도 (28℃) 이하에서 취약성이 현저할 뿐만 아니라 열변형온도 (38℃)도 낮아 성형재료로서는 적합하지 않다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

1. 벌크중합

벌크중합은 단량체를 직접 중합하여 고분자를 생산하는 방법입니다. 이 방법은 용매를 사용하지 않아 환경 친화적이며, 고분자의 순도가 높고 분자량 분포가 좁습니다. 또한 공정이 단순하여 생산성이 높습니다. 그러나 반응열 제거가 어려워 온도 조절이 중요하며, 고점도로 인해 혼합과 이송이 어려운 단점이 있습니다. 이러한 단점을 극복하기 위해 연속식 공정, 열 교환기 등의 기술이 개발되고 있습니다. 벌크중합은 PMMA, PVC, 폴리에스터 등 다양한 고분자 생산에 활용되고 있으며, 지속적인 기술 발전으로 더욱 효율적인 공정이 될 것으로 기대됩니다.
2. 단량체(MMA) 정제

메틸 메타크릴레이트(MMA) 단량체 정제는 고품질 PMMA 생산을 위해 매우 중요한 공정입니다. MMA 단량체에는 중합 금지제, 산화 방지제, 불순물 등이 포함되어 있어 이를 제거하는 정제 공정이 필요합니다. 일반적으로 증류, 흡착, 화학적 처리 등의 방법이 사용됩니다. 정제된 MMA 단량체는 중합 반응에서 균일한 품질의 PMMA를 생산할 수 있게 합니다. 또한 정제 공정을 통해 PMMA의 광학적, 기계적 특성을 향상시킬 수 있습니다. 단량체 정제 기술의 발전은 고품질 PMMA 생산에 지속적으로 기여할 것으로 기대됩니다.
3. 개시제(AIBN) 정제

자유 라디칼 중합에서 개시제는 중합 반응을 시작하고 진행시키는 핵심 역할을 합니다. 그중 하나인 AIBN(azobisisobutyronitrile)은 많이 사용되는 개시제입니다. AIBN 정제는 순도 높은 AIBN을 얻기 위해 필수적입니다. 불순물이 포함된 AIBN은 중합 반응에 악영향을 미칠 수 있기 때문입니다. AIBN 정제 방법으로는 재결정화, 증류, 크로마토그래피 등이 사용됩니다. 이를 통해 순도 99% 이상의 고순도 AIBN을 얻을 수 있습니다. 고순도 AIBN 사용은 중합 반응의 재현성과 효율성을 높이며, 최종 고분자 제품의 품질 향상에 기여합니다. 따라서 AIBN 정제 기술은 고품질 고분자 생산을 위해 매우 중요한 공정이라고 할 수 있습니다.
4. PVAC의 특성

폴리비닐아세테이트(PVAC)는 열가소성 수지로, 투명성, 내화학성, 접착성 등의 특성으로 인해 다양한 분야에 활용되고 있습니다. PVAC는 유리전이온도가 약 30°C로 상온에서 연질의 특성을 나타내며, 내한성이 좋지 않습니다. 또한 내열성이 낮아 고온에서 사용이 어려운 편입니다. 그러나 이러한 단점들은 공중합체 제조나 가소제 첨가 등을 통해 개선될 수 있습니다. PVAC는 접착제, 페인트, 코팅제, 섬유 가공 등 다양한 용도로 사용되며, 최근에는 생분해성 PVAC 개발 등 지속가능한 고분자 소재로서의 연구도 활발히 진행되고 있습니다. 이처럼 PVAC는 다양한 특성과 응용 가능성을 가진 유용한 고분자 소재라고 할 수 있습니다.