고분자소재공학실험 A+ 레포트 PAA(Poly acrylic acid) 합성

소개

2024년 고분자소재공학실험에서 A+ 받은 레포트 입니다.
그동안의 레포트 작성하던 노하우를 바탕으로 이 실험과목에서 가장 완성도 높은 레포트를
작성했습니다.

사진 자료 O, 논문 참고 O, 관찰 결과 매우 상세합니다.

목차

1. Title

2. Date

3. Principle
1) 용액 중합(solution polymerization)
2) 가교 (cross-link)
3) 가교제 (crosslinking agent)
4) 가교 고분자의 특성
5) 그라프트공중합체 (graft copolymerization)
6) 실험 과정

4. Apparatus and Reagents
1) Apparatus
2) Reagents

5. Procedure

6. Results
1) MBA 0.008g을 사용한 경우
2) MBA 0.004g을 사용한 경우
3) 5M NaOH 50ml를 제조하는 데 필요한 NaOH의 양(g)

7. Discussion
1) 실험에 대한 고찰
2) 오차의 원인
3) 생각해볼 사항

본문내용

1) 용액 중합(solution polymerization)
촉매나 개시제를 함유한 비반응성 용매에 반응물을 용해 또는 분산시켜 중합하는 방법으로 열 확산이 잘 일어나고 반응물의 점도가 높지 않다는 장점이 있다. Monomer는 대부분의 경우 용매 또는 희석제에 녹으나 중합 촉매 혹은 생성 고분자는 용해되지 않고 분산된 형태로 존재하기도 한다. 용액 중합 반응에 의해 방출된 열은 용매에 흡수되어 반응 속도를 감소시키고, 반응 혼합물의 점도가 감소하여 높은 monomer 농도에서 자동 가속이 방지된다. 용액 중합에서 원하는 전환율에 도달하면 순수한 polymer를 얻기 위해 과도한 용매를 제거해야 한다. 용액 중합은 monomer및 개시제 농도 감소로 인해 반응 속도 감소, 반응기 부피 활용도 감소, 용매에 대한 사슬 이동반응, 용매의 회수 등의 문제점을 가진다. 우리가 실험에서 합성한 고분자인 polyacrylic acid(PAA)는 수용액에서 라디칼 중합을 통해 얻어질 수 있다. [1], [2]

2) 가교 (cross-link)
가교결합은 일반적으로 두 개의 고분자사슬을 연결하는 공유 결합을 포함한다. 가교는 크게
‘경화’와 ‘가황’으로 나눌 수 있는데 경화는 불포화 폴리에스터 , 에폭시 수지 등의 열경화성 수지를 가교시키는 것을 말하고 가황은 고무에 특징적으로 사용된다. 고분자의 기계적 특성은 가교 밀도에 크게 좌우되는데 가교 밀도가 낮으면 고분자 응용물의 점도가 증가하고, 중간 가교 밀도는 고무질고분자가 탄성 특성이 있고, 잠재적으로 높은 강도를 갖도록 변환한다. 가교 밀도가 매우 높으면 phenol-formaldehyde 재료와 같이 재료가 매우 단단해지거나 유리질이 될 수 있다. [3]

3) 가교제 (crosslinking agent)
가교제는선형 분자간의 화학 결합을 통해 고분자의 그물구조를 형성하여 내열성과 응집성을 향상시키는 첨가제이다.

참고자료

· 안태완, 고분자화학, 문운당, p.27 pp.263~265 (2001)
· 구글, solution polymerization, https://en.wikipedia.org/wiki/Solution_polymerization
· 구글, crosslinking, https://en.wikipedia.org/wiki/Cross-link
· 구글, Cross Linker, http://samwonchem.com/eng/sub2_2.php
· 김정곤, 복잡한 구조를 가지는 그라프트공중합체의 제조법, polymer science and technology, vol.27, No.2, 2016, p.118
· 구글, chain transfer,https://en.wikipedia.org/wiki/Chain_transfer
· 구글, acrylic acid polymerization mechanism,
· https://d-scholarship.pitt.edu/40563/1/wardjd_etdPitt2021.pdf
· Robert J. Young, Peter A. Lovell 저, 박오옥 외 15인 역, 고분자과학 제 3판, 자유아카데미, pp.56, pp.58~60 2013
· An Li 외 2명, Journal of Applied polymer science Vol.92, issue 3, 2003, pp.1596~1598
· 안광덕, 도춘호, polymer science and technology, Vol.8, No.1, 1997, p.4~5
· 박문수, 김예지, 수용액 내에서 수용성개시제를 이용한 단분산성 폴리아크릴산의 용액 중합, Elastomers and Composites, Vol.49, No.3, 2014, pp.234~236