고분자 (이온중합에 관한 모든 것)

소개

고분자라는 과목에서

이온중합에 대해 열심히 조사했어요 ^^

목차

■ 이 온 중 합

- 양이온 중합
- 음이온중합

■ 라디칼 연쇄 중합

■ 전기전도성 고분자

본문내용

■ 이 온 중 합

이온중합은 사슬 끝에 양전하 또는 음전하를 가진 이온 전달체의 부가중합이다. 사슬 끝에 양전하를 가지면 양이온중합, 음전하를 가지면 음이온중합이다. 이 두 가지 중합반응 메카니즘은 촉매와 반응조건이 다르기 때문에 서로 다르다. 특히 Ziegler-Natta 촉매 또는 그 외 다른 전이금속 착화합물 촉매에 의하여 개시되는 중합을 배위중합이라고 한다. 이중합반응 메카니즘은 전이금속과 단량체의 파이전자 사이에 착화합물을 형성하여 중합이 일어나고, 대부분이 음이온중합과 유사하게 진행한다. 이온중합 메카니즘은 라디칼중합처럼 체계화되어 있지 않고, 반응계가 무기 촉매와 유기물 단량체로 구성된 불균일계의 경우가 많다.
양이온중합 촉매는 산을 사용하고 음이온중합은 염기를 사용한다. 단량체의 이중결합은 치환기의 영향을 받아 부분적으로 양전하 또는 음전하를 띤다. 단량체가 이중결합에 전자주개기를 갖는 것은 안정한 카보양이온을 생성하여 양이온촉매에 의하여 중합기 쉽다. 그대로 전자받개기를 가진 전자주개기는 안정한 카보양이온을 생성하여 음이온중합하기 쉽다. 단량체가 어떤 반응 메카니즘으로 중합이 일어나는가는 단량체의 극성과 생성되는 이온의 산/염기의 세기와 관게있다.
라디칼중합은 개시제의 균일분해로 2개의 라디칼이 생성되고, 이들의 반응성은 그 주위환경에 거의 영향을 받지 않는다. 그러나 이온중합은 양이온이나 음이온에 의해 개시된다. 그러므로 단량체나 용매의 유전상수 증가에 따라 개시제의 해리속도도 증가하고 비극성용매에서는 개시제의 극성만 고나련있다. 라디칼중합과 마찬가지로 이온중합도 사슬반응 메카니즘에 따르지만 그 반응속도론은 라디칼중합과 뚜렷한 차이를 가지고 있다.
유기금속 혼합초매를개시제로 사용한 중합과 같은 몇가지 예외를 제외하면 이온중합속도는 온도의 영향을 거이 받지 않는다. 그 이유는 개시 및 성장반응에서 활성화에너지가 거의 필요하지 않기 때문이다. 따라서 이온중합은 아주 낮은 온도에서 빠른 속도로 반응할 수 있다. 예를 들면 삼플로오르화붕소를 개시제로 사용하여 액체 프로판에서 아이소뷜렌을 공업적으로 중합할 때 -100℃에서 반응시킨다. 그러나 중합온도는 생성되는 중합체의 구조에 뚜렷한 영향을 나타낸다.
이온중합은 정지반응이 일어나지 않는다. 그것은 사슬이 같은 하전을 띠고 있기 때문에 정전기적으로 서로 반발하기 때문이다. 그러나 물, 알콜, 산, 아민처럼 말단의 이온과 반응할 수 있는 물질에 의해 정지반응이 일어나게 된다. 어떤 특수한 조건에서 이온인 성장사슬이 단량체를 전부 소모한후에도 그 성장을 오랫동안 유지하는 경우가 있다.
양이온 및 음이온 중합은 활성 사슬말단이 양이온 또는 음이온에 따라 구분한다. 따라서 이온중합 개시제를 양이온 또는 음이온 개시제로 나눌 수 있다. 그러나 아직까지 메카니즘이 완전히 밝혀지지 않은 이온개시제도 많고 또한 고도의 입체규칙이 중합이 가능하여 입체규칙성 중합체를 얻을 수 있다는것도 이온개시제만의 뛰어난 특징이다.

참고자료

· 없음