고분자 합성 실험보고서 A+ (영재고생)

소개

영재과학고등학교 화학실험 과목 A+ 레포트입니다.
일반 대학 리포트에 비해 입시가 달린 레포트이기 때문에 퀄리티가 좋고, 특히 고찰 내용이 매우 많습니다.
해외 논문이나 저널 등 믿을 만한 참고문헌을 사용하였습니다.

나일론과 폴리에스터를 합성하고 FT-IR을 통해 순도를 분석하는 실험의 실험레포트입니다.

목차

1. 실험 목표
2. 이론적 배경에 들어가야 할 사항
3. 실험기구 및 시약
4. 실험 과정
5. 주의사항
6. 실험 결과
7. 결과 보고서 고찰에 필수적으로 포함시켜야 하는 사항
8. 참고문헌

본문내용

1. 실험 목표
• 우리 생활 속에 널리 사용되고 있는 고분자의 합성 원리를 이해할 수 있다.
• 나일론과 폴리에스터를 직접 만들어 볼 수 있다.
• 단량체와 고분자와의 관계를 이해하고, 고분자의 특성 및 성질을 이해할 수 있다.

2. 이론적 배경에 들어가야 할 사항
• 고분자의 정의와 중합 반응의 종류(고분자의 특성 및 성질, 고분자의 용도 등)
고분자란 일반적으로 분자량이 10000 이상이며, 사슬이 대부분 공유결합으로 되어 있는 화합물이다. 일반적으로 분자량이 일정하지 않기 때문에 녹는점과 끓는점이 일정하지 않다. 또한 상온에서 대체로 액체 또는 고체로 존재한다. 고분자화합물은 탄소의 유무에 따라 무기계열 고분자와 유기계열 고문자로 분류한다. 유기계열 합성고분자화합물은 적당한 저분자화합물에서 축합반응, 첨가반응, 중합반응 등이 반복되어 합성된다.

고분자의 대표적인 예시로는 단백질, 합성 고분자(나일론, 폴리에스터 등)가 있다. 특히 합성 고분자는 석유화학산업의 발전으로 다양한 단량체의 상업적 생산이 이루어짐에 따라 합성 및 시판이 이루어졌다. 나일론는 1935년 미국 듀폰사에서 개발한 합성 고분자로 두 개의 카복실산과 두 개의 아민을 가지는 단량체 간의 축합 반응으로 만든다. 섬유, 전선, 피복등의 소재로써 활용된다. 폴리에스터는 카복실산과 알코올 간의 축합 중합 과정을 통해 생성된다. PET는 음료수 용기와 섬유, PBT는 엔지니어링 플라스틱의 일종으로 자동차 범퍼 등에 활용된다.

중합반응이란 어떤 화합물 분자가 2분자 이상 결합, 보다 큰 분자가 되는 반응이다. 단위체들이 반복하여 결합하여 고분자를 형성한다. 중합반응은 첨가중합, 수소이동중합, 탈리중합으로 대별된다. 2종류 이상의 단위체가 중합하는 것을 혼성중합이라고 하고, 중합체가 단위체로 분해하는 것을 해중합이라고 한다.

• 축합반응의 종류 및 특징(계면 중합의 특징 및 장점 등)
축합반응이란 유기 화합물 두 분자 이상의 분자가 단계적인 반응 과정을 통해 간단한 분자가 제거되며 새로운 화합물을 만드는 반응이다.

참고자료

· [1] 대한화학회, 화학백과 ‘고분자’
· 범한서적주식회사, 고분자합성 화학실험 ‘중축합반응’
· 대한화학회, 화학백과 ‘축합반응’
· 사이언스올 ‘고분자 화합물’, https://www.scienceall.com/?s=고분자
· https://cccforone.tistory.com/48
· 두산백과 두피디아, ‘합성 섬유’
· 한국민족문화대백과사전, ‘합성 섬유’
· Olanyk, L. Z.; Volpato, N.; Rosa, M. R. (2018). Development of a Glycerol Based Polymer for Additive Manufacturing. Waste and Biomass Valorization, (), –. doi:10.1007/s12649-018-0285-y
· Researchgate, PHA 구조 https://www.researchgate.net/figure/General-structure-of-Polyhydroxyalkanoates-PHA_fig1_273499337
· Researchgate, structure of silk, https://www.researchgate.net/figure/Chemical-structure-of-silk_fig1_313988058
· Researchgate, structure of nomex fiber https://www.researchgate.net/figure/Structure-of-Nomex-fiber_fig2_267266516
· Dupont, Nomex https://www.dupont.co.kr/nomex/what-is-nomex.html
· Polyprpylene terephtalate, http://www.saapedia.org/en/saa/?type=detail&id=4912
· 박소윤, 김태경, 라 쉬, 이현희 and 이광주. (2019). Polyamide 6의 탄성계수에 대한 실험 온도와 수분 흡수의 영향. 한국자동차공학회 논문집, 27(4), 291-299. http://journal.ksae.org/xml/18734/18734.pdf