고분자합성실험 - 폴리비닐알코올 합성 A+ 보고서

소개

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목차

1. 실험 날짜 및 제목
2. 실험 목적
3. 원리 (이론)
4. 실험 기구 및 시약
5. 실험 방법
6. 결과
7. 고찰

본문내용

□ Poly vinyl Alcohol(PVA)이란?
폴리비닐 알코올(PVA)은 물에 녹는 중합체이다. 이는 vinyl-alcohol이라고도 한다. 비닐알코올(CH2=CHOH)은 대기 중에서 알데하이드(Aldehyde)와 알코올(Alcohol)로 가역적으로 변화하기 때문에, 비닐알코올로 바로 PVA를 중합하여 제조할 수는 없다. 대신 비닐아세테이트(Vinyl acetate)로 라디칼 중합하여 폴리비닐아세테이트(Polyvinyl acetate, PVAc)를 얻은 후 이를 가수분해 하거나 알코올을 첨가하여 alcoholysis 하여 생산한다. PVAc에서 PVA로 전환하는 반응은 일반적으로 가수분해라고 한다. 대체적으로 수산기 때문에 친수성을 보이며 DMSO, NMP와 같은 일부 극성유기용매를 제외하면 녹일 수 있는 유기 용매가 없다. 분자구조가 탄소 2개 당 수산기 하나가 붙어있는 간단한 형태로 존재하나, 오늘날 PVA는 분자량과 가수분해도에 따라 다양한 종류도 시판되고 있다. 실제로는 검화도에 따라 99% 가수분해되었거나 10~20%가 가수분해 되지 않은 상태로 판매된다.

□ PVA 중합
실제 PVA 중합에 있어서는 PVA는 PVAc를 메탄올 용액 중에서 알칼리 또는 산을 촉매로하여 에스테르 교환반응으로 제조한다. 알칼리 촉매를 사용하는 경우에는 아래의 반응처럼 초산메틸을 생성하여 NaOH를 소비한다. 또한 PVAc는 NaOH에 의해 직접 검화반응을 일크키기도 한다.

메탄올 중에서 알칼리 촉매를 사용하여 PVA를 합성하는 경우에는 [그림 1, 2, 3]의 각 반응이 일어나는 비율은 반응조건에 의존한다. 특히 물을 아주 적게 포함하는 조건에서는 [그림 1]의 반응이 주로 일어나고 [그림 2, 3]의 반응은 거의 일어나지 않는다. 따라서 NaOH의 양이 PVAc의 단량체 단위의 당량 이하에서는 [그림 1]의 반응이 잘 일어난다. 물을 많이 포함하게 되면 [그림 1, 2, 3]의 반응이 함께 일어나 NaOH가 소비된다.

참고자료

· 위키백과, Wikipedia(폴리비닐알코올, PVA)
· 위키백과, Wikipedia(폴리비닐아세테이트, PVAc)
· 위키백과, Wikipedia(수산화나트륨, NaOH)
· 고분자실험, 자유아카데미, 101~105p
· 위키백과, Wikipedia(메탄올, Methanol)