화학공학실험2,화공신소재기초실험2 고분자중합 결과보고서 레포트

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소개

"화학공학실험2,화공신소재기초실험2 고분자중합 결과보고서"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험 방법

2. Note

3. 결과 및 논의
1) 실험 결과
2) 결과 해석 및 논의

4. 결론

본문내용

① 교반기와 온도계가 부착된 반응기에 Dropping funnel을 이용하여 200 mL의 toluene을 넣어주며, MMA는 pipette으로 40 mL 를 넣어준다. 마지막으로 개시제 AIBN 1 g을 넣는다.
② 300 rpm(3단계)으로 70°C를 유지시키며 2시간 교반한다. 이 때, condenser에 물이 흐르도록 한다.
③ 중합을 진행시킨 후, 반응기를 냉각시킨다. ④ Filtering에 사용할 거름종이의 무게를 잰다.
⑤ 위 반응의 생성물을 분별깔때기를 이용해 1 L의 n-hexane에 천천히 떨어뜨려 PMMA 침전물을 만든다. (500 mL 비커 2개로 나누어 사용)
⑥ 거름종이의 무게를 잰 후, 거름종이를 이용하여 PMMA 침전물을 걸러낸다. 중간 중간 용액이 넘치지 않도록 폐유기용매 폐액통에 버린다.

참고자료

· 안태완, 이동호, 「고분자 화학 강좌 [I] (Radical 중합)」, 『Elastomers and Composites』, 제6권 제1호, 한국고무학회, 1971년 1월, pp. 110–118.
· Skoog et al. (2017), Principles of Instrumental Analysis, Cengage Learning(2017), pp.740-780
· 허완수, 「고분자 중합공정」, 『고분자 과학과 기술』, 제7권 제4호, 한국고분자학회, 1996년 8월, pp. 363.
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AI와 토픽 톺아보기
- 1. 용액 라디칼 중합
  
  용액 라디칼 중합은 고분자 합성에서 가장 널리 사용되는 방법 중 하나입니다. 이 방법은 다양한 단량체를 효율적으로 중합할 수 있으며, 반응 조건을 비교적 쉽게 제어할 수 있다는 장점이 있습니다. 특히 온도, 개시제 농도, 용매 선택 등을 조절하여 중합 속도와 고분자의 특성을 최적화할 수 있습니다. 다만 라디칼 중합의 특성상 분자량 분포가 넓어지는 경향이 있으며, 부반응으로 인한 가지화나 가교 현상이 발생할 수 있다는 점은 주의해야 합니다. 산업적 규모에서도 경제성이 우수하여 많은 상용 고분자 제조에 활용되고 있습니다.
- 2. 고분자 분자량 분포 조절
  
  고분자의 분자량 분포(MWD) 조절은 최종 제품의 물리적, 화학적 성질을 결정하는 중요한 요소입니다. 좁은 분자량 분포를 가진 고분자는 우수한 기계적 성질과 일정한 가공성을 제공하지만, 합성이 복잡하고 비용이 높을 수 있습니다. 반면 넓은 분자량 분포는 합성이 용이하지만 성질의 편차가 크다는 단점이 있습니다. 리빙 라디칼 중합(ATRP, RAFT 등)과 같은 제어 중합 기술의 발전으로 분자량 분포를 효과적으로 조절할 수 있게 되었으며, 이는 고성능 고분자 개발에 필수적인 기술입니다.
- 3. Gel Permeation Chromatography(GPC) 분석
  
  GPC는 고분자의 분자량과 분자량 분포를 측정하는 가장 표준적이고 신뢰할 수 있는 분석 기법입니다. 이 방법은 고분자를 크기에 따라 분리하여 정량적인 데이터를 제공하므로, 중합 반응의 진행 상황 모니터링과 최종 제품의 품질 관리에 필수적입니다. 다만 절대 분자량을 직접 측정하지 않고 표준 물질과의 비교를 통해 측정하므로, 고분자의 형태와 용매와의 상호작용에 따라 오차가 발생할 수 있습니다. 최근 다중 검출기(RI, UV, MALS 등)를 결합한 고급 GPC 시스템은 더욱 정확한 분석을 가능하게 하고 있습니다.
- 4. 분별 침전(Fractional Precipitation)
  
  분별 침전은 고분자를 분자량에 따라 물리적으로 분리하는 전통적이면서도 효과적인 방법입니다. 용매와 비용매의 비율을 단계적으로 변화시켜 서로 다른 분자량 범위의 고분자를 선택적으로 침전시킬 수 있습니다. 이 기법은 특별한 장비 없이도 수행 가능하며, 대량의 고분자를 처리할 수 있다는 장점이 있습니다. 그러나 분리 효율이 GPC에 비해 낮고, 시간이 오래 걸리며, 분자량 분포가 넓은 분획을 얻을 수 있다는 단점이 있습니다. 따라서 현재는 주로 GPC와 함께 보조적인 분석 방법으로 활용되거나, 특정 분자량 범위의 고분자를 대량으로 분리해야 할 때 사용됩니다.
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