고분자소재공학실험 A+ 결과레포트 PAA 합성

소개

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목차

1. Title

2. Date

3. Principle
1) PAA란?
2) Solution polymerization
3) Cross linking
4) 고흡수성 복합재의 수분 흡수성에 영향을 미치는 요인 [6]

4. Apparatus and Reagents
1) Apparatus
2) Reagents

5. Procedure

6. Result

7. Discussion
1) 실험에 대한 고찰
2) 오차의 원인
3) 더 알고 싶은 점

본문내용

1) PAA란?
PAA(Poly acrylic acid)은 아크릴산의 유도체로, 주로 자유 라디칼 중합(free radical polymerization)으로 합성이 된다. 일반적으로 과황산칼륨 또는 AIBN과 같은 개시제에 의해 radical을 생성하면서 개시된다. PAA는 합성하는 과정에서 PAA의 많은 측쇄가 양성자를 잃고 음전하를 얻게 되는데 이러한 특징 때문에 PAA는 음이온성 중합체라고 불린다. 양성자를 잃게 된 PAA는 고분자 전해물질로써 물을 흡수하고 원래 부피보다 몇 배나 더 팽창하는 능력을 가지고 있다. 또한, PAA의 이온화 정도는 Ph에 따라 달라지는데, 낮은 pH에서 비이온화된 PAA는 다양한 비이온성 폴리머와 결합하여 수소 결합된 인터폴리머 복합체를 형성할 수 있고, 수용액 상태에서 PAA는 키토산, 계면활성제, 약물 분자와 같은 반대 전하를 띤 고분자와 폴리복합체를 형성할 수도 있다. PAA는 흡수할 수 있는 능력을 갖고 있기 때문에 주로 초 흡수제로써 사용된다. [1]

2) Solution polymerization
용액 중합은 단량체 및 개시제 (촉매)를 중합에 적합한 용매에 용해시키는 합성 방법이다. 용매는 일반적으로 유기 용매이거나, 단량체, 개시제 (또는 촉매) 및 생성된 중합체의 성질에 따라 물일 수 있다. 형성된 중합체가 용매에 가용성 인 경우, 중합은 균질 반응이며, 이는 전형적인 용액 중합이고; 형성된 중합체가 용매에 가용성이 아닌 경우, 중합은 침전 중합 또는 슬러리 중합이라 불리는 불균일 반응이다.[2]
용액중합은 bulk 중합의 문제인 반응열을 제거하고 비활성화된 용매 또는 희석제를 사용하여 반응하지 않는 모노머를 정제하여 해결할 수 있다는 특징을 갖고 있다. 이런 특징을 갖을 수 있는 이유는 bulk 중합과 달리 용액 중합의 경우 반응열이 생성될 경우 방출된 반응열은 용매에 흡수되기 때문에 온도 상승을 제어할 수 있으며, 희석제를 사용할 경우 점도가 감소하면서 반응 속도를 제어할 수 있다.

참고자료

· https://en.wikipedia.org/wiki/Polyacrylic_acid, PAA
· https://ko.kisho-nano-coating.com/info/introduction-to-solution-polymerization-44319298.html, 용액중합
· https://en.wikipedia.org/wiki/Solution_polymerization, 용액중합
· https://www.stahl.com/beyond-chemistry-from-a-to-z/what-is-crosslinking, 가교결합
· https://en.wikipedia.org/wiki/Cross-link, 가교결합
· An Li, Aiqin Wang, Jianmin Chen, Journal of Applied Polymer Science, Vol. 92, 1596 –1603 (2004), p1598
· https://en.wikipedia.org/wiki/Acrylic_acid, AA
· https://en.wikipedia.org/wiki/Chain_transfer, 사슬이동
· https://www.chemi-in.com/594(한화 공식사이트), 고흡수성 고분자