고분자소재공학실험_ 폴리우레탄폼 제조

소개

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목차

1. Title

2. Principle
(1) Polyurethane
(2) Methylene Diphenyl Diisocyanate (MDI)
(3) 벌크 중합

3. Apparatus and Reagents

4. Procedure (flow chart)

5. Results 실험 결과
(1) 물
(2) 실리콘 오일
(3) DBTL

6. Disccution
(1) 실험 과정
(2) 관찰 결과
(3) 사용된 물질들의 역할 - 실리콘 오일, DBTL, 증류수, PEG, MDI
(4) 실험 변수에 따른 결과 해석
1) 물의 양
2) 실리콘 오일의 양
3) DBTL의 양
(5) 오차의 원인
(6) 생각해 볼 사항
1) 플라스틱 비커 사용이유
2) 냉동보관 시약인 MDI를 실험 전에 미리 꺼내둔 이유
3) 교반을 hood 안에서 진행한 이유
4) 분자량을 바꿔서 실험을 진행해보지 않은 이유
5) 시료들을 모두 액체상태로 만들어 주는 이유
6) Mechanical stirrer를 사용할 때 가장 주의할 점

7. Reference

8. 실험 관련 질문 사항

9. 개인적으로 작성한 실험 메모

본문내용

1. Title
폴리우레탄폼 제조

2. Principle
1) Polyurethane[1]
폴리우레탄이란 열경화성 수지는 아니지만, 이와 유사한 3차원 구조를 가진 플라스틱이다. 화학약품에 잘 견디며 질긴 특성이 있고, 기포쿠션, 전기절연체, 기포단열재, 구조재, 탄성섬유 등에 사용된다. 또한 신축성이 좋아 고무의 대체물질로 사용되기도 한다.
에폭시, 페놀, 폴리에스터 등의 화합물을 폴리우레탄이라 부른다. 폴리우레탄은 이소사인염 결합체들(R−(N=C=O)n ≥ 2)과 이소사인염간의 반응으로, 자외선 활성화나 수산화기 촉매에 의한 조건 하에서 생성된다.
폴리우레탄의 3차원 구조 결합은 이 중합체의 분자량이 엄청나게 크다는 것을 의미하며, 폴리우레탄 단위체 하나 자체가 거대한 분자로 간주되기도 한다.

2) Methylene Diphenyl Diisocyanate (MDI)[2]
메틸렌 디페닐 디이소시아네이트는 방향족 디이소시아네이트로, 3개의 이성질체가 일반적이며 이는 고리 주변의 이소시아네이트기의 위치에 따라 달라진다. 일반적으로 2,2’-MDI, 2,4’-MDI, 4,4’-MDI가 주로 사용되며, 이 중에서 4,4’-MDI는 Pure MDI라고도 불린다.
MDI와 폴리올이 만나 반응하면 폴리우레탄이 생성된다.

3) 벌크 중합(bulk polymerization)[3]
벌크 중합이란 용제가 없는 상태에서 단위체만을 중합시키는 방법으로, 괴상 중합으로도 불린다. 이 중합방법은 장치가 간단하고 반응이 빠르며, 수율이 높아 고순도의 중합체를 얻을 수 있다. 또한 중합체를 그대로 취급할 수 있다.
하지만 발열반응이 강해 온도를 조절하기가 어렵고, 중합체의 석출이 어려우며, 중합체의 분자량 분포가 넓어진다는 단점이 있다.
이는 액상이나 기상의 단위체중합에 주로 이용된다.

참고자료

· https://ko.wikipedia.org/wiki/%ED%8F%B4%EB%A6%AC%EC%9A%B0%EB%A0%88%ED%83%84
· https://en.wikipedia.org/wiki/Methylene_diphenyl_diisocyanate
· https://www.scienceall.com/%EA%B4%B4%EC%83%81%EC%A4%91%ED%95%A9bulk-polymerization/