스타이렌(styrene)의 분산중합 [고분자화학실험 A+]

소개

고분자화학실험, styrene의 분산중합 예비보고서, 결과보고서 및 supporting information입니다.

목차

1. 실험제목

2. 실험목적

3. 실험이론

4. 시약 및 기구
1)시약
2)기구

5. 실험방법

6. 실험결과

7. 결론 및 고찰

8. supporting information
1) 고분자 중합 시 항상 정지 반응을 위해서 퀀칭(Quenching)과정을 거친다. 본 실험에서는 얼음물에 용액을 옮겨 퀀칭(Quenching)시킬 수 있음을 개시제 APS와 관련 지어 서술하세요.
2) 분산 중합의 원리에 대해 서술한 뒤 유화 중합, 현탁 중합과 각각 비교하여 어떤 점에서 차이가 있는지 간략히 서술하세요.
3) 콜로이드 입자의 Aggregation을 방지하기 위해 본 실험에서 사용한 방법은 두 가지이다. 이에 해당되는 물질 두 가지를 적고 그 역할을 설명하세요.
4) 안정제가 과량일 때와 소량일 때 중합된 고분자 입자가 어떻게 될지 예측하세요.
5) 실험 시 관찰된 현상(용액이 흰색을 띄는 현상)은 콜로이드 입자가 잘 생겨났음을 확인하는 척도가 된다. 이 현상을 콜로이드 입자와 관련시켜 서술하세요.
6) 개시제(본 실험의 경우 APS)의 양에 따라 중합된 고분자의 분자량은 어떻게 될지 위 데이터를 참고해 서술하고 reference의 논문을 인용하여 개시제가 많아짐에 따라 입자의 크기가 커짐을 설명하세요.

9. 참고문헌

본문내용

1. 실험제목 : styrene의 분산 중합

2. 실험목적 : 분산 중합(dispersion polymerization)법을 이해하고 변수에 따라 중합된 고분자를 예측하고 분석한다.

3. 실험이론

1) 분산중합으로 중합된 고분자는 nano 또는 micro 사이즈의 작은 입자로 나온다. nano 또는 micro 입자는 아주 미세한 사이즈로 벌크한 사이즈를 가지는 고분자와 비교해 비표면적(단위질량당 또는 단위부피당 표면적)이 월등히 크다. 이에 따라 새로운 광학적 특성과 화학적 특성 그리고 기계적 특성이 나타난다. 고분자의 경우 분산 중합(dispersion polymerization), 현탁 중합(suspension polymerization), 유화 중합(emulsion)의 방법으로 nano 또는 micro 입자를 만들 수 있다.

2) 콜로이드(colloid)는 nano 또는 micro 사이즈의 입자를 의미한다. 그리고 콜로이드를 용매에 분산시킨 것을 콜로이드 용액 또는 라텍스(latex), 현탁액(suspesion)이라 부른다. 한편, 콜로이드 입자는 높은 표면에너지를 가져 열역학적으로 불안정 상태이므로, 열역학적으로 안정해지도록 입자들끼리 엉겨 붙어 표면적을 줄이는 응집(aggregation)을 하려고 한다. 이 현상을 방지하기 위해 계면활성제를 이용하거나 고분자의 표면에 고분자 사슬 또는 전하를 입히는 방법 등이 사용된다.

3) 라디칼 중합 방법으로 괴상 중합(bulk polymerization), 용액 중합(solution polymerization), 현탁 중합(suspension polymerization), 유화 중합(emulsion polymerization)이 있다. 괴상 중합은 단량체, 개시제 그리고 필요에 따라 분자량조절제를 넣어 중합을 진행하는데, 거의 모노머와 개시제만으로 중합이 이루어지므로 높은 순도를 가진다.

참고자료

· 위키피디아, “polyvinylpyrrolidone”, https://en.wikipedia.org/wiki/Polyvinylpyrrolidone
· 위키피디아, “ammonium persulfate” https://en.wikipedia.org/wiki/Ammonium_persulfate
· 도춘호, <고분자화학/자유라디칼중합/라디칼개시제>, http://www.chemistryculture.org/cypct-frontpage/cypolychemtech/PC-11-RadicalPolymerization/pcw9initiator.html
· Son Tung Ha, O Ok Park, Sang Hyuk Im (2010), <Size Control of Highly Monodisperse Polystyrene Particles by Modified Dispersion Polymerization>, 《Macromolecular Research》, Vol.18, No.10, pp935-943