초흡수성고분자의 제조 및 흡수성 측정

소개

초흡수성자료가 없어서 제가 조사한 자료와 실험한 자료 올립니다
저는 이자료로 A+ 받았고요 도움이 됬으면 좋겠내요

목차

1.실험목적 ……………………………··1p

2.기본이론 ……………………………··2p~9p

3.실험
(ⅰ)사용시약 및 기기 ……………·9p~13p
(ⅱ)실험 순서 ………………………13p~16p
(ⅲ)실험 결과 ………………………17p~18p

4.실험결과 및 해석고찰 ……………··19p~22p

5.실험관련 문제 ………………………23p~25p

6.참고문헌 ………………………………25p

본문내용

1.실험목적
Polyacrylic acid의 가교를 통해 자유 라디칼 중합을 설명하고 고분자 흡수성을 다른 조건의 이온 세기 하에 측정한다.


2.기본이론
고분자 재료 중에 물을 흡수할 수 있는 것은 많이 알려져 있다.
 우리가 잘 알고 있는 바와 같이 화장지나 면포와 같은 천연섬유 또는 녹말이나 해면을 비롯하여 우레탄 스펀지와 같은 것은 가공성 재료이지만 물을 잘 흡수하므로 가정에서도 널리 쓰이고 있다.
  그런데 이러한 물질들의 흡수력은 자신의 무게의 수십 배 정도에 지나지 않는다. 더욱이 외부에서 힘을 가하면 물이 쉽게 빠져 나온다.
  초흡수성 고분자에서는 자신의 무게의 수백 배에서 수천 배에 이르는 큰 흡수력을 지니고 있으며 외부에서 압력을 가해도 물을 방출하지 않는 특수한 재료이다.
  또한 이 특수한 고분자는 순간적으로 흡수한 많은 물에 의해 팽윤하여 한천과 같이 겔화하고 물을 방출하지 않는다.
  흡수성 고분자의 종류에 따라 다르지만 대부분의 경우 자신의 무게의 수백 배에서 수천 배에 가까운 양의 물을 흡수하여 겔상으로 굳어져 버린다. 컵 한 잔에 0.2∼0.3g의 흡수성 고분자 분말을 넣으면 물을 흡수하여 전체가 한천과 같이 응고된다.
  초흡수성 수지의 원료는 녹말에 아크릴로니트릴이라는 아크릴 섬유의 모노머를 그래프트 중합시키고 그래프트한 아크릴로니트릴 고분자 부분을 가수분해시켜 친수성을 크게 한 것이 있다. 또한 셀룰로스계나 아크릴계의 고분자들도 초흡수성 고분자 재료로 쓰인다. 초흡수성 수지는 가정용품에서 산업용에 이르기까지 많은 제품에 쓰이고 있으며 수분을 흡수하는 성질을 이용하여 여성용 생리용품으로도 쓰이고 있다.
  초친수성 고분자를 고무 중에 배합하면 친수성 고무가 된다. 고무라 하면 본래부터 내수성이 크고 물과는 전혀 어울리지 않는 물질인데 상상을 초월하는 재료가 될 수 있다.
   친수성 고무는 물을 흡수하여 누수를 막으므로 패킹이나 센서로서 사용할 수 있고 더욱이 인공장기 등에 고무의 탄성이 이용되는 의료용 고무로서도 기대된다.
  마치 수소를 빨아들이는 신기한 금속, 즉 수소저장합금처럼 어떤 금속이 수소를 흡수했다가 방출하는 경우가 있는데 이 경우에는 이 방출되는 수소를 에너지원으로
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사용할 수 있을 것이라는 생각이다. 이 수소저장합금은 수소를 고형화해서 저장할 수 있으므로 쉽게 운반할 수 있고 보관하기도 쉽다. 물을 빨아들이는 흡수성 고분자, 수소를 빨아들이는 수소저장합금, 모두가 신기한 고분자의 세계에서 위력을 나타내고 있다.
  앞에서도 설명한 바와 같이 얼마 전까지만 해도 금속을 대체할 수 있는 고분자를 개발하는 것이 최대 연구 과제였으나 이제는 특수한 용도에 쓰이는 특수고기능성 고분자의 개발이 활발하게 진행되고 있다. 고흡수성 고분자가 여기에 속한다. 많은 양의 물을 흡수하고 한 번 먹은 물은 쉽게 방출하지 않는 고분자 재료이다.
  이전에 미국에서 남아도는 옥수수의 활용법을 연구하던 중 발견한 "물먹는 재료"는 처음에는 녹말계였으나 요즘은 문자 그대로 합성고분자가 주종을 이루고 있다.
  고흡수성 고분자는 물을 흡수해 팽윤된 다음 두부와 같은 겔 상태로 전환되기 때문에 단순히 물리적으로 물을 흡수하고 외부에서 힘을 가하면 곧 물을 방출하는 스펀지와는 그 성격이 전혀 다르다.
  수용액의 산도(pH)가 변하거나 전류를 통하게 하면 팽윤된 겔이 원래의 고분자로 되돌아 온다. 즉, 마치 형상기억합금처럼 형상기억능이 있는데 이것을 적절히 활용하면 인간의 손발을 대신 할 수 있는 재료의 개발도 가능할 것이다.
  현재 쓰이고 있는 플라스틱에서도 새로운 기능이 계속 발견되고 있으며 그 응용분야가 확대되고 있다. 이 형상기억 기능성 플라스틱은 형상기억합금과 마찬가지로 널러 알려져 있고 많이 실용화되었다. 잡아 당겨 늘어난 고무를 액체질소로 동결시키면 늘어난 대로 있으나 이것을 실온까지 온도를 올리면 녹아 원래의 길이로 되돌아간다. 형상기억 기능성 플라스틱은 이러한 고무와 같은 성질을 지닌 플라스틱이라 말할 수 있다. 동결된 형상기억 기능성 플라스틱을 녹이려면 35∼80℃ 정도로 온도를 높여야 하는데 실온에서 변형시킨 것을 온수 등으로 가열하여 원래의 상태로 되돌아가게 할 수 있다.
  고 흡수성 고분자는 물을 좋아하는 고분자로 주로 탄소원자로 이루어진 고분자의 주쇄에 물을 좋아하는 이온분자를 붙여서 만듭니다. 그러나 단순히 이온 분자만을 붙여서 만드는 것은 아니고 물을 가둘 수 있게 틀을 만들어야 하는데 이를 위하여 고분자 사슬을 서로 연결시켜 주게 됩니다. (이러한 과정을 가교 (cross-linking)라고 부릅니다) 가교가 된 고분자는 전체가 그물망처럼 변하게 되고 물을 좋아하는 이온이 존재하기 때문에 물을 쉽게 흡수하고 (자세히는 삼투압으로 설명할 수 있습니다.) 내부에 가둘 수 있게 됩니다. 다음 그림은 고 흡수성 고분자를 나타낸 것입니다

참고자료

· 분석화학 8판 /저자: Skoog et al /출판사: 자유아카데미
· 일반화학실험 /저자: 경상대 화학교재편찬연구회 /출판사: 녹문당 /페이지: 183p
· 고분자화학 /저자: 김영배, 이후성 /출판사: 사이텍미디어 /페이지: 119p
· 네이버 백과사전