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중공실 용액중합 결레

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한컴오피스
최초등록일 2024.04.08 최종저작일 2023.04
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중공실 용액중합 결레
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      참고용 안전
    • 🔬 폴리스티렌 중합 과정의 상세한 실험 절차와 원리 제공
    • 📊 IR, DSC, TGA 분석 결과의 전문적인 해석 포함
    • 🧪 용액중합과 괴상중합의 심층적인 비교 분석

    미리보기

    목차

    1. 실험 목적
    2. 실험 원리
    3. 실험 결과
    4. 고찰
    5. 참고문헌

    본문내용

    1. 실험 목적
    라디칼 중합 속도의 이해 및 용액중합에 대한 중합법 습득
    PS 중합과정 이해 및 소재특성 이해

    2. 실험 원리(새로 알게 된 것)
    ▶ 용액 중합(Solution Polymerization)
    단량체를 용해하는 용매 중에서 중합을 하는 방법.
    발열반응에 의한 반응열을 제거할 수 있고, 사용되는 용매만 잘 선택하면 중합도 조절가능.
    동시에 반응물의 점도를 낮추어 온도조절과 중합 후 단량체 제거를 용이하게 해줌.

    ▶DSC 2차 승온
    해석은 종종 1차 가열 실험 후에 즉각적인 샘플의 냉각 커브 측정에 의해 가능하게 된다. 냉각속도는 사용되는 특정 냉각 시스템에 따라 다르게 사용될 수 있음.
    냉각 실험 후에 2차 가열 실험을 실행하기 위해 샘플을 다시 가열하는 것이 좋음.
    1차와 2차 가열 실험간의 관찰된 차이는 종종 해석에 대해 좋은 정보를 제공함.
    샘플이 1차 가열 실험이 끝난 바로 직후 샘플을 급냉(shock-cool 또는 quench)하는 방법.
    이 방법은 발생 가능한 준안정 상태를 냉각하기 위해 시행됨.
    급냉된 샘플은 그 후에 2차 가열 실험을 위해 다시 측정됨.

    3. 실험 결과
    실험의 peak들이 실제의 peak보다 작게 나옴.
    이는 흡수도의 차이로 농도가 작게 나왔음을 알 수 있다. 기본적으로 C-H, C-H, aromatic C=C가 나온 것을 보아 중합이 잘 된 것으로 알 수 있음.

    참고자료

    · 두산백과 “괴상중합”
    · https://terms.naver.com/entry.naver?docId=1065325&cid=40942&categoryId=32281(23.04.11)
    · 정보통신기술용어해설 ,“침전반응“, http://www.ktword.co.kr/abbr_view.php?m_temp1=5592(23.04.11)
    · 고분자화학1, 구병진 교수님, Radical polymerization 수업자료
    · 고분자기기분석, 구병진 교수님, IR 기기 분석 수업자료
    · IR Tables, https://www.cpp.edu/~psbeauchamp/pdf/spec_ir_nmr_spectra_tables.pdf (23.04.11)
    · 화학공학연구정보센터, DSC, https://www.cheric.org/files/research/analyzer/DSC.pdf (23.04.11)
    · TA, TGA, file:///C:/Users/82103/Downloads/TGA_only_2hr_-_print.pdf (23.04.11)
    · 김상국,환경공학부,「TGA를 이용한 PMMA 열분해 특성」,서울시립대학교,2005,pp360-367
  • AI와 토픽 톺아보기

    • 1. 용액 중합(Solution Polymerization)
      용액 중합은 단량체, 개시제, 용매가 모두 액상 상태로 존재하는 중합 방법입니다. 이 방법은 균일한 중합체 분자량 분포와 우수한 열전달 특성을 가지고 있어 대량 생산에 적합합니다. 또한 용매를 사용하여 점도를 낮출 수 있어 반응기 내부 교반이 용이하고, 중합체 분리 및 정제가 상대적으로 간단합니다. 하지만 용매 회수 및 환경 문제 등의 단점이 있어 최근에는 용매 없이 진행되는 벌크 중합이나 현탁 중합 등의 방법이 더 선호되는 추세입니다.
    • 2. 중합속도
      중합속도는 중합 반응의 진행 정도를 나타내는 지표로, 단량체 농도, 개시제 농도, 온도 등 다양한 요인에 의해 영향을 받습니다. 일반적으로 단량체 농도가 높을수록, 개시제 농도가 높을수록, 온도가 높을수록 중합속도가 증가합니다. 중합속도가 빠르면 중합체 분자량이 낮아지는 경향이 있어 이를 고려하여 최적의 반응 조건을 선택해야 합니다. 또한 중합속도는 중합 메커니즘에 따라 달라지므로, 용액 중합, 괴상 중합, 현탁 중합 등 중합 방법에 따른 중합속도 차이도 고려해야 합니다.
    • 3. DSC 분석
      DSC(Differential Scanning Calorimetry)는 고분자 재료의 열적 특성을 분석하는 대표적인 분석 기법입니다. DSC 분석을 통해 고분자의 유리전이온도(Tg), 용융온도(Tm), 결정화온도(Tc) 등을 측정할 수 있습니다. 이러한 열적 특성은 고분자의 물성과 밀접한 관련이 있어 제품 개발 및 품질 관리에 활용됩니다. 예를 들어 PS의 경우 Tg가 약 100°C 정도로 상온에서 딱딱한 특성을 나타내며, 이러한 열적 특성은 PS의 용도 선정에 중요한 정보를 제공합니다. 따라서 DSC 분석은 고분자 재료 개발 및 평가에 필수적인 분석 기법이라고 할 수 있습니다.
    • 4. TGA 분석
      TGA(Thermogravimetric Analysis)는 고분자 재료의 열적 안정성을 분석하는 기법입니다. TGA 분석을 통해 고분자의 열분해 온도, 중량 감소 패턴, 잔류물 함량 등을 확인할 수 있습니다. 이러한 정보는 고분자의 내열성, 내화학성, 내후성 등을 평가하는 데 활용됩니다. 예를 들어 PS의 경우 약 400°C 부근에서 열분해가 시작되며, 이러한 열적 안정성 정보는 PS의 가공 및 사용 온도 범위를 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. 따라서 TGA 분석은 고분자 재료의 열적 특성을 이해하고 적용 분야를 선정하는 데 필수적인 분석 기법이라고 할 수 있습니다.
    • 5. PS의 물성 및 용도
      PS(Polystyrene)는 투명성, 경도, 내화학성 등의 우수한 물성을 가지고 있어 다양한 분야에서 활용되는 대표적인 고분자 재료입니다. PS는 일반적으로 딱딱하고 깨지기 쉬운 특성을 가지고 있지만, 공중합이나 첨가제 혼합을 통해 물성을 개선할 수 있습니다. PS는 가전제품, 포장재, 문구용품, 완구 등 일상생활에서 쉽게 접할 수 있는 제품에 널리 사용되고 있습니다. 또한 최근에는 PS 폼을 이용한 단열재, 흡음재 등 건축자재 분야에서의 활용도가 증가하고 있습니다. 이처럼 PS는 우수한 물성과 다양한 용도로 인해 대표적인 범용 플라스틱 소재로 자리잡고 있습니다.
    • 6. 괴상중합과 용액중합의 차이
      괴상 중합과 용액 중합은 중합 방법의 차이에 따른 특성 차이가 있습니다. 괴상 중합은 단량체만을 사용하여 중합이 진행되는 반면, 용액 중합은 단량체, 개시제, 용매가 모두 액상 상태로 존재합니다. 이에 따라 괴상 중합은 점도가 높아 교반이 어렵고 열전달이 불리한 반면, 용액 중합은 점도가 낮아 교반이 용이하고 열전달이 우수합니다. 또한 괴상 중합은 중합체 분리 및 정제가 어려운 반면, 용액 중합은 용매를 통해 중합체 분리가 상대적으로 쉽습니다. 이처럼 두 방법은 중합 과정, 중합체 특성, 공정 효율 등에서 차이가 있어 적용 분야와 목적에 따라 선택적으로 사용됩니다.
    • 7. PS 중합 시 용매 선택
      PS 중합 시 용매 선택은 매우 중요한 요소입니다. 용매는 단량체의 용해도, 점도 조절, 열전달 등에 영향을 미치기 때문입니다. 일반적으로 PS 중합에는 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 용매가 주로 사용됩니다. 이러한 용매는 PS와의 용해도가 높아 균일한 용액을 형성할 수 있습니다. 또한 이들 용매는 비교적 낮은 끓는점을 가져 중합체 분리 및 정제가 용이합니다. 그 외에도 에틸벤젠, 이소프로필벤젠 등의 용매도 PS 중합에 활용됩니다. 용매 선택 시에는 단량체 용해도, 점도, 열전달, 환경 및 안전성 등 다양한 요인을 종합적으로 고려해야 합니다.
    • 8. 개시제 AIBN 사용
      AIBN(Azobisisobutyronitrile)은 PS 중합에 널리 사용되는 대표적인 유기 과산화물계 개시제입니다. AIBN은 열분해를 통해 자유 라디칼을 생성하여 중합을 개시하는 역할을 합니다. AIBN은 상온에서 안정하고 취급이 용이하며, 중합 반응 온도인 60-80°C 범위에서 적절한 분해 속도를 가지고 있어 PS 중합에 적합합니다. 또한 AIBN은 PS 중합체의 분자량 및 분자량 분포 조절에도 활용됩니다. 개시제 농도를 조절하여 중합 속도와 중합체 특성을 제어할 수 있습니다. 이처럼 AIBN은 PS 중합 공정에서 필수적인 개시제로 사용되고 있습니다.
  • 자료후기

      Ai 리뷰
      용액중합 방법을 활용하여 PS를 성공적으로 합성하였으며, IR, DSC, TGA 분석을 통해 실험 결과를 체계적으로 확인하였다.
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