[과 수석, 평점 4.5 자료 인증사진 첨부] 고분자 용해도 파라미터 측정

소개

화공생물공학실험 과목에서 A+ 학점을 받은 레포트 입니다.
두 학기 모두 평균 평점 4.5받은 학생입니다.
레포트를 작성할 때, 참고문헌을 꼼꼼히 다 기록해놓아 참고하시면 큰 도움되실 것이라 생각합니다.

목차

1. Abstract

2. Introduction
가. 실험 목적
나. 실험 이론

3. Materials & Methods
가. 실험 기구 및 시약
나. 실험 방법

4. Results

5. Discussion

6. Conclusion

7. Reference

본문내용

1. Abstract
용해도 파라미터에 대한 기본적인 이론을 파악하고 그에 기초한 용매와 고분자 사이의 용해성에 대해 알아본다. 그리고 고분자의 고유점도 측정법에 이해한 후 PMMA와 다양한 용매를 통해 고유점도가 어떻게 바뀌고 고분자 용해도 파라미터와 어떤 상관관계를 갖는지 알아본다.

2. Introduction
기체에 대한 Van der waals 상태 방정식에 기초를 두어 Hildebrand와 Scatchard는 부피가 다른 다른 분자들의 혼합열에 대해 일반식을 제안하였고, 용매의 응집특성과 용해성을 서로 상관 지워 단위 부피당 응집에너지를 응집에너지밀도(cohesive energy density)로 정의하였다. 이들에 의하면 혼합엔탈피()은 식 1. 에 의하여 계산된다.

이 식에서 은 혼합물 전체 부피이고, 와 압력이 영으로 접근할 때(즉, 분자 간 무한대의 격리)의 성분 1과 2의 증발열이고, 과 는 성분 1과 2의 몰부피, 과 는 성분 1과 2의 부피 분율을 나타낸다. 는 단위부피당 증발열로서 응집에너지밀도(단위 cal/cm^3)라 한다. 관습상 성분 1은 용매, 성분 2는 용질(고분자)을 나타낸다. 식 1. 에서 나타난 응집에너지밀도의 제곱근을 식 2. 와 같이 로 나타내어 용해성 파라미터(soubility parameter)로 정의하고 단위는 cal/cm^3로 나타낸다.

이를 사용하면 식 1. 은 식 3. 과 같이 고쳐 쓸 수 있다.

식 3. 으로부터 동일한 용해성 파라미터를 가진 경우 즉, 인 경우 이 되어 두 가지 물질은 음의 엔트로피 인자 때문에 서로 녹아야만 된다는 것을 나타낸다. 와 의 차이가 크면 용해성이 감소하는 경향이 있다. 일반적으로 ≻0이면 이므로 용해가 일어나지 않는다. 식 1. 은 두 물질의 구조적인 단위사이에 어떠한 특수한 힘이 없다고 가정하였다. 만일 물질 중 하나가 강한 극성기나 수소결합을 포함하고 있으면 은 식 1. 에서 예견된 것 보다 훨씬 크게 되고 인 경우에 대해서라도 은 양의 값을 가지게 되어 용해가 일어나지 않게 된다.

참고자료

· 박상진 외 3명, 『화공생물공학실험』, 2021-2, P. 19-21 (실험 강의 교재)
· Joel R Fried, 김대수 외 4명 옮김, 『고분자공학개론』, 자유아카데미, 2015, P. 110-131
· 이장우, 고분자 - 용매의 상호작용에서 용해도 파라미터 개념의 이용, 한국고분자학회 폴리머 제12권 제1호, 1988.02, P. 1-9
· K. Adamska, A. Voelkel, A. Berlińska, The solubility parameter for biomedical polymers-Application of inverse gas chromatography, Chemistry, Medicine, 2016, Journal of pharmaceutical and biomedical analysis
· Allan F. M. Barton. Ph.D., CRC Press, values selected from Hansen's 1971 parameters listed in Handbook of Solubility Parameters,1983, page 153-157
· Standard Hildebrand values from Hansen. Journal of Paint Technology Vol. 39, No. 505, Feb 1967
· Sl Hildebrand values from Barton. Handbook of Solubility Parameters, CRC Press, 1983
· Values in parenthesis from Crowley. et al., Journal of Paint Technology Vol. 38, No. 496. May 1966