A+ 졸업생의 PS 유화중합 (결과 레포트)

소개

유화중합을 통해 폴리스티렌(Polystyrene, PS)을 합성하는 과정과 결과를 상세히 다루고 있는 레포트 입니다.

1. 유화중합을 통한 폴리스티렌 합성

이 레포트는 비수용성 단량체인 스티렌을 물에 분산시키고, 계면활성제를 이용하여 마이셀을 형성한 후, 이 마이셀에서 고분자의 성장을 유도하는 유화중합 과정을 상세하게 설명합니다.
이를 통해 생산된 폴리스티렌 라텍스는 다양한 산업 분야에서 활용될 수 있습니다.

2. 차별성
기존의 유화중합 실험 레포트와의 주요 차이점은 실험의 상세한 절차와 분석 결과에 있습니다.
예를 들어, 실험 과정에서 사용된 각 재료의 정확한 양과 혼합 방법, 그리고 합성된 폴리스티렌의 구조와 특성을 분석하는 다양한 실험 결과가 포함되어 있습니다.

3. 분석 결과와 심층적인 데이터 제공

스티렌을 유화중합하여 폴리스티렌 라텍스를 생성한 과정과 그 결과를 자세히 기술하였습니다.
이는 반응열 조절의 용이성과 고분자의 높은 전환율을 시사합니다.

4. 기기 분석 결과
FT-IR 스펙트럼을 통해 폴리스티렌의 구조적 변화를 분석하였으며, DSC를 통해 라텍스의 열적 특성을 확인하였습니다. 이는 합성된 폴리스티렌의 비정형 구조를 더욱 명확히 입증합니다.

5. 실험의 실용적 응용

실험에서 얻어진 데이터를 바탕으로 유화중합을 통해 제조된 폴리스티렌이 일상 생활에서 어떻게 활용될 수 있는지에 대한 실용적인 토의가 포함되어 있습니다.
예를 들어, 라텍스의 응집을 통한 다양한 산업적 응용과 계면활성제의 다양성에 대한 논의가 있습니다.

이 레포트는 유화중합에 대한 이해를 높이고, 실제 실험 과정과 분석 결과를 통해 고분자 합성의 기본 원리를 체험할 수 있는 중요한 자료입니다. 유화중합의 과학적, 기술적 특성을 탐구하고자 하는 연구자와 학생들에게 유용한 자료로 추천됩니다.

#1. 전문가 소개
- 고분자공학과 졸업(전공학점 4.2)
- 중합공학실험 과목 학점 A+

목차

1. 실험 결과 및 분석
1.1 습식실험 결과
1.2 기기분석 결과
1.2.1 FT-IR (PS 용액중합 데이터)
1.2.2 DSC

2. 토의
2.1 일상생활에 쓰이는 유화중합으로 제조된 고분자
2.1.1 라텍스
2.1.2 아크릴 에멀젼 점착제
2.1.3 인공혈액
2.2 계면활성제의 종류
2.3 유화중합에서 반응속도와 분자량을 동시에 올릴 수 있는 이유
2.4 유화중합과 현탁중합의 차이점

3. 참고문헌

본문내용

1. 실험 결과 및 분석

1.1 습식실험 결과

이번 실험에서는 PS를 유화중합법을 이용하여 중합하였다. 비수용성 단량체를 물에 분산시켜 마이 셀 상을 만든 후 마이 셀에서 고분자를 성장시켰다. 이때, 단량체를 물에 잘 분산시키기 위해 계면활성제를 사용했다. 이 실험을 하면서 반응열의 조절이 용이했고, 예상컨대 고분자의 전환률이 높을 것이다.

예비 레포트를 작성하면서 예측하였듯이 반응물들의 중합 반응이 마치고나면 젖빛의 액체인 라텍스를 수득하였다. 이 라텍스에 응집제를 넣으면 라텍스가 응집을 해 고체의 결과물을 얻게 된다.

1.2 기기분석 결과

1.2.1 FT-IR (PS 용액중합 데이터)

C-H stretch.
alkene bend.
alkane bend.
C=C stretch.
C=C aromatic stretch.
C=C aromatic stretch.
C-H stretch.

Styrene과 PolyStyrene이 구조적으로 다른 점은 Styrene이 중합을 진행함으로써 Styrene에 있던 C=C 이중결합이 사라지고 C-C 단일결합이 생겼다는 점이다. 따라서 Styrene의 IR Spectrum에는 C=C 이중결합에 해당하는 stretching peak와 alkene bending peak가 나타나야 하고, PolyStyrene의 IR Spectrum에는 C=C 이중결합의 peak와 alkene peak가 나오지 않으며 alkene peak 대신에 alkane bending peak가 나와야 한다.

<중 략>

2.4 유화중합과 현탁중합의 차이점

Ⅰ) 현탁중합의 구성요소는 단량체 + 비활성 용매 (물) + 개시제 + 현탁 안정제인 반면에 유화중합의 구성요소에는 현탁 안정제 대신 유화제가 있다.
Ⅱ) 현탁중합과 유화중합에서 단량체와 물은 섞이지 않아 두 개의 상으로 분리 되어 있는데, 현탁중합에서의 개시제는 단량체에 녹지만 유화중합에서의 개시제는 물에 녹는다.

참고자료

· PS 용액중합 결과레포트, “FT-IR 그래프”
· 건국대학교(www.konkuk.ac.kr), 3장 계면활성과 계면활성제, “계면활성제의 종류”
· 건국대학교(www.konkuk.ac.kr), 7장 유화와 가용화, “인공혈액”
· 박문수, 김봉식, 이대수 외 1명, 『고분자 화학 입문』, 자유아카데미, 2003, “Smith-Ewart kinetics”