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<고분자합성실험> 스타이렌(styrene)의 용액중합 결과보고서

"<고분자합성실험> 스타이렌(styrene)의 용액중합 결과보고서"에 대한 내용입니다.
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어도비 PDF
최초등록일 2025.11.17 최종저작일 2025.11
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&lt;고분자합성실험&gt; 스타이렌(styrene)의 용액중합 결과보고서
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    소개

    "<고분자합성실험> 스타이렌(styrene)의 용액중합 결과보고서"에 대한 내용입니다.

    목차

    5. 실제 실험방법
    6. 실험결과
    7. 고찰
    8. 참고문헌

    본문내용

    <중 략>

    6. 실험 결과

    1) 실험1에 사용한 시약
    (1) styrene : 50mL
    (2) NaOH 15g + 증류수 135mL => 10% NaOH 용액 만듦

    2) 실험2에 사용한 시약
    (1) AIBN : 1g
    (2) 톨루엔 : 50mL
    (3) 정제된 styrene : 10mL
    (4) 메탄올 : 500mL

    3) 점도 변화
    처음에는 점성이 없다가 반응 시작 후 점차 묽어져 40분 정도 지나 용액이 천천히 흐르는 정도로 변하였다.

    4) 침전 후 PS의 형태
    짧은 실처럼 가늘게 길게 이어져있는 형태를 보였다. 이로 인해 감압 여과를 진행할 때 작게 이어진 입자들 때문에 여과장치의 구멍이 막혀 감압 여과에서 액체가 제대로 여과되지 못했다.

    5) PS의 수득량
    (1) 이론적 스타이렌 무게
    스타이렌의 밀도는 0.909g/mL, 사용한 스타이렌 부피는 10mL이므로 사용한 스타 이렌의 질량은 10mL * 0.909g/mL = 9.09g이다. 따라서 이론적 스타이렌 생성량은 9.09g이다.
    (2) 실제 스타이렌 무게
    9.28g - 7.02g(페트리 접시 무게) - 0.49*2g(거름종이 무게) = 1.28g
    (3) PS의 수득률(%)
    Yield(%) = (중합체 무게/스타이렌 이론적 최대 생성량) * 100
    = (1.28g/9.09g) * 100 = 약 14.08%

    참고자료

    · 반화학 사이플러스 ( , Raymond Chang, 2020))
    · 물리화학 교보문고 ( , Peter Atkins, 2020)
    · 고분자실험 자유아카데미한국고분자학회 ( , , 2005)
    · 최신분석화학 자유아카데미여인형 Harris ( , , 2013)
  • AI와 토픽 톺아보기

    • 1. 스타이렌 정제
      스타이렌 정제는 고품질의 폴리스타이렌 합성을 위한 필수적인 전처리 단계입니다. 불순물이 포함된 스타이렌은 중합 반응의 효율성을 저하시키고 최종 제품의 물성을 악화시킬 수 있습니다. 증류를 통한 정제 과정에서 끓는점 차이를 이용하여 스타이렌을 분리하는 것이 효과적입니다. 다만 스타이렌의 자동산화 경향성을 고려하여 정제 과정에서 산화방지제 사용이나 불활성 분위기 유지가 중요합니다. 정제된 스타이렌의 순도 확인을 위해 GC 분석 등의 분석 기법을 활용하면 중합 반응의 재현성과 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있습니다.
    • 2. 용액중합 방법
      용액중합은 벌크중합에 비해 발열 제어가 용이하고 균일한 반응 환경을 제공하는 장점이 있습니다. 적절한 용매 선택은 중합 반응의 속도와 최종 제품의 분자량에 영향을 미치는 중요한 요소입니다. 용액중합에서는 용매의 극성, 점도, 용해도 등을 고려하여 톨루엔이나 에틸벤젠 같은 비극성 용매가 주로 사용됩니다. 반응 온도, 개시제 농도, 반응 시간 등의 변수를 체계적으로 제어하면 목표하는 분자량과 분자량 분포를 가진 폴리스타이렌을 얻을 수 있습니다. 용액중합의 단점인 용매 제거 비용을 고려하여 공정 최적화가 필요합니다.
    • 3. 폴리스타이렌 수득률 및 분석
      폴리스타이렌의 수득률은 중합 반응의 효율성을 나타내는 중요한 지표입니다. 이론적 수득률과 실제 수득률의 차이는 미반응 단량체의 손실, 용매에 의한 희석, 그리고 정제 과정에서의 손실 등으로 인해 발생합니다. 수득률을 정확히 측정하기 위해서는 건조 후 무게를 측정하는 것이 중요하며, 일반적으로 70~90% 범위의 수득률을 기대할 수 있습니다. 얻어진 폴리스타이렌의 분자량은 GPC 분석으로, 열적 성질은 DSC 분석으로, 구조는 NMR 분석으로 확인할 수 있습니다. 이러한 분석 결과를 통해 중합 조건의 최적화 방향을 결정할 수 있습니다.
    • 4. 실험 오차 요인 및 개선 방안
      폴리스타이렌 합성 실험에서 발생하는 오차는 여러 원인으로부터 비롯됩니다. 온도 제어 부정확성, 개시제 분해 효율의 변동, 용매 증발, 그리고 칭량 오차 등이 주요 오차 요인입니다. 이를 개선하기 위해서는 정밀한 온도 조절 장치 사용, 표준화된 개시제 사용, 밀폐된 반응기 사용, 그리고 정밀 저울을 이용한 정확한 칭량이 필요합니다. 또한 반복 실험을 통해 재현성을 확인하고 통계적 분석을 수행하면 신뢰성 있는 결과를 얻을 수 있습니다. 실험 기록을 상세히 유지하고 각 단계에서의 손실을 추적하면 오차 원인을 파악하고 개선할 수 있습니다.
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