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styrene 용액중합 결과보고서

1. 실험 날짜 및 제목 : Styrene의 용액중합2. 실험 목적 : styrene으로 toluene을 용매로 하여 용액중합법으로 polystyrene을 중합한다. 다른 라디칼 중합과의 차이를 이해한다.3. 원리 :용액중합(solution polymerization)은 용매 중에서 모노머를 중합시키는 방법으로, 사용되는 용매가 모노머와 생성된 고분자를 모두 용해 시키면 균일계 용액중합(homogeneous solution polymerization) 이라 하고, 모노머만 용해 시키는 경우를 불균일계 용액중합(heterogeneous solution polymerization)이라 한다.용액중합은 중합반응에 의해 발생한 열을 용액이 흡수 및 분산하여 벌크중합에 비해 열을 쉽게 제거할 수 있고, 사용되는 용매를 잘 선택하면 중합도를 조절할 수 있는 장점이 있다. 또한 용매는 반응계의 전체 점도를 낮추어 Diffusion-Controlled Termination 과정에서 병진 확산이 잘 일어나게 하여 온도조절 및 미반응 단량체 제거를 용이하게 해준다. 중합과정에서 단량체는 용매에 녹으나 생성되는 고분자는 용매에 녹지 않고 분산 상태로 존재할 수도 있다. 그러나 용매 중에서 성장 라디칼이 정지되거나 연쇄 이동 작용을 하게 되어 높은 중합도의 고분자를 얻기가 힘들고, 반응속도가 느린 단점도 있다. 성장라디칼이 정지하는 반응은 라디칼 두 개가 combination되어 반응성을 잃는 것과, 불균등화로 베타탄소의 수소를 가져가며 한쪽 말단에는 불포화기가, 한쪽 말단에는 포화기가 형성되며 반응성을 잃는 반응이 있고, 이의 메커니즘은 아래와 같다.연쇄 이동 작용이란 성장하는 고분자 chain 말단의 라디칼이다른 화학종으로 이동하는 것을 의미한다. 이러한 연쇄 이동 반응은 개시제, 단량체, 용매, 이동제, 고분자로의 이동을 예로 들 수 있다.

공학/기술| 2024.11.11| 10페이지| 3,000원| 조회(82)

고분자, 스타이렌, 중합, 폴리스타이렌, 용액중합, 고분자합성, 고분자합성실험

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페놀 수지의 합성 예비+결과보고서

1. 실험 날짜 및 제목 : 페놀(Phenol) 수지의 합성 2. 실험 목적 : 페놀과 폼알데하이드의 축합반응에 의해 합성되는 수지인 페놀수지를 산촉매 와 염기촉매 하에서 직접 제조 해본다. 3. 원리 : 페놀수지는 페놀과 포름알데하이드(Formaldehyde)의 축합반응에 의해 합성되는 수 지로서 Bakelite라는 상품명으로 불리워지고 있다. 2개의 다른 관능기(functional group) 사이의 반응으로부터 중합이 일어나는 것을 축합중합(condensation Polymerization)이라 고 하는데, 이때 사용되는 촉매에 따라 페놀수지의 종류가 달라진다. 이는 산촉매에 의해 제조되는 노블락(Novolac)과 염기 촉매에 의해 제조되는 레졸(Resoles)로 나눌 수 있다. 노블락을 제조할때의 조건은 페놀의 양이 폼알데하이드의 양보다 많게, 레졸을 제조할때는 페놀의 양이 폼알데하이드의 양보다 적게 하여 제조한다. 관능성(functionality)이란 반응 분자당 반응기의 수를 나타내는 것으로 포름알데하이드는 2의 관능성을, 페놀은 3의 관능 성을 가진다. 페놀의 관능성이 3인 이유는 페놀에 결합 되어있는 –OH기 때문에 Ortho, Para 반응 지 향성이 있어서 meta기에 있는 수소는 반응을 하지 않기 때문이다.따라서 페놀과 포름알데하이드는 B3 + A-A 형태를 가지고, 관능성 평균 몰수도 2가 넘기 때문에, 이론적으로는 충분한 A-A인 포름알데하이드가 있다면 자체적으로 가교를 이룰 수 있다. 따라서 페놀수지는 열경화성 플라스틱(thermosetting plastics)으로 기계적 강도가 크고 내열성, 내약품성 및 전기 절연성이 우수하여 전기 및 기계 부품으로 널리 이용되고 있다. 산촉매 하에서 페놀과 포름알데하이드를 반응시키면 사슬구조를 가지면서 에탄올과 아세톤 에 가용성인 Novolac이 합성된다. 반응 메커니즘은 아래와 같다.

공학/기술| 2024.11.08| 8페이지| 3,000원| 조회(89)

고분자, 페놀, 중합, 합성, 수지, 고분자합성, 고분자합성실험

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우레탄 수지의 합성 예비+결과보고서

1. 실험 날짜 및 제목 : 폴리우레탄(Polyurethane) 탄성체의 합성 2. 실험 목적 : 수소이동 반응에 의하여 중합되는 고분자의 전형적인 예로서 폴리우레탄 탄성 체의 제조 방법 및 이에 따른 특성 변화를 습득하는데 있다. 3. 원리 : 폴리우레탄(PU)은 이소시아네이트 화합물과 히드록시 화합물 반응으로 제조되며 조 성분의 종류 및 함량에 따라 딱딱한 플라스틱으로부터 유연한 탄성체까지 매우 큰 물성 변 화를 나타낼 수 있으므로 발포제, 탄성체, 코팅, 접착제, 섬유, 인조피혁등 응용범위가 매우 다양한 특성을 갖고 있다. 이소시아네이트는 활성화 수소를 갖고 있는 화합물, 즉 알콜, 카 르복실산, 아민, 물등과 수소이동 반응을 할 수 있으며 또한 자체 내의 이중결합을 활용한 고리형성 반응도 할 수 있다. PU제조에 사용되는 이소시아네이트와 히드록시 화합물의 반 응은 다음과 같다.우레탄 결합(Urethane Bond)은 분자 당 2개 이상의 하이드록시기(-OH)를 갖고 있는 알코 올과 분자 당 1개 이상의 이소시아네이트기를 갖고 있는 이소시아네이트(Isocyanate)가 중 부가축합반응에 의해 반응열을 발생시키면서 형성된다. 중합반응은 크게 두가지로 나눌 수 있는데 부가중합은 중 결합을 가진 단량체의 π-결합이 σ-결합으로 전환되면서 긴 사슬 (chain)을 만드는 반응으로 불순물이 나오지 않으며, 축합반응은 단량체들이 반응할 때, 물 (또는 알코올)과 같은 저분자 화합물이 떨어져 나오면서 긴 사슬을 만드는 반응이다. 위 반 응은 축합반응의 양상(관능기 끼리 반응함)이지만 불순물이 발생하지 않는 반응이다. 이러 한 반응을 중부가축합이라고 한다.

공학/기술| 2024.11.08| 8페이지| 3,000원| 조회(62)

고분자, 중합, 수지, 고분자합성, 고분자합성실험, 우레탄수지, 우레탄탄성수지

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메틸메타크릴레이트의 벌크중합 예비+결과보고서

1. 실험 날짜 및 제목 : 메틸메타크릴레이트(Methylmethacrylate)의 괴상(bulk) 중합 2. 실험 목적 : MMA를 단량체로 이용해 벌크중합을 통하여 고분자인 PMMA를 중합하여 라 디칼 중합 중 벌크 중합의 특징에 대해서 이해한다. 3. 원리 : 중합 방법은 크게 Homogeneous system과 Heterogeneous System으로 나뉜다. 전자는 모든 성분(단량체, 개시제, 용매)가 상분리 업이 혼합물 전체에 균일하게 분포된 반 응 혼합물을 말하며, 후자는 반응 매체를 포함하며 다양한 상이 존재하는 시스템을 의미한 다. 이번에 실험할 벌크 중합은 단량체 자체가 용매의 역할을 하는 중합으로, Homogeneous system에 해당한다. 즉, 벌크(bulk) 중합은 용매나 분산매체를 사용하지 않고 단량체 자체를 용매로 사용하여 소량의 개시제를 가하여 중합체를 얻는 라디칼 중합 법을 말한다. 이때 개시제는 단량체에 녹아야 한다. 벌크중합은 기체 및 고체 상태에서도 가능하지만 주로 액체 상태에서 행해지는 경우가 많다. 이 중합 방법은 간편하면서도 고순 도 및 높은 분자량의 중합체를 얻을 수 있는 장점이 있다. 하지만 반응시 열제거가 어렵고 경우에 따라서는 생성된 중합체가 단량체에 용해되지 않으며, 또한 반응계의 점도가 높아 중합에 기술적인 문제점이 뒤따르게 된다. 대부분의 중합반응은 발열반응이며, 벌크 중합에 서의 중합반응이 진행시 작은 전환율에도 용매가 모노머므로 점도가 매우 높아지게 된다. 이에 의해서 Diffusion-Controlled Termination이 일어나게되는데, Termination은 3단 계로 이루어진다. 첫 번째는 Translational Diffusion 즉 고분자 사슬의 position이 이동 하는 것이고, 두 번째는 Segmental Diffusion으로 고분자 사슬의 배향에 관련된것이고 마 지막이 Chemical Reaction으로 라디칼이 반응하여 반응성을 잃고 고분자 사슬의 중합이 종료되는 것을 의미한다. 이때 점도가 높아지게 되면 첫 번째 단게인 Translational Diffusion이 매우 감소하게 되어 라디칼의 종결 반응이 안일어나게 되어 중합반응의 속도 가 매우 빨라지게 되며 반응계의 온도도 더 올라가게 되어 Autoacceleraion이 일어나며 반응을 제어할수없게 되어 괴상중합에서는 온도의 제어가 매우 중요한 요소라고 할 수 있 다.

공학/기술| 2024.11.08| 10페이지| 3,000원| 조회(64)

고분자, 벌크중합, 중합, 메틸메타크릴레이트, 고분자합성, 고분자합성실험

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계면중합에 의한 나일론6,10의 합성 예비+결과보고서

1. 실험 날짜 및 제목 : 계면중합에 의한 나일론(Nylon) 6, 10의 중합2. 실험 목적 : 두 반응물을 다른 상에 녹여 그 계면에서 중합반응이 일어나게 하는 계면중합의 원리를 이해하고 그것을 이용하여 고분자를 합성한다. 비교반과 교반 방식으로 나일론 6,10을 합성하고 두 가지 방법의 차이를 비교한다.3. 원리 :폴리아미드는 그 주쇄를 이루는 구조단위가 아미드기(-CONH)에 의해 연결된 합성고분자를 말하며 아미드기로 연결된 구조단위가 주로 지방족 단량체로 이루어진 폴리아미드를 나일론이라고 한다. 일반적으로 폴리아미드는 수소결합으로 인해 녹는점이 높고 결정성이 크므로 섬유 형성능이 좋다. 나일론은 나일론 mn 및 나일론 m으로 다시 나누어지는데 전자는 디카르복시산 및 디아민이 반응하여 아미드기를 형성하는 경우로 디아민에 포함된 탄소의 수를 m, 디카르복시산에 포함된 탄소의 수를 n으로 나타낸다. 전자의 경우의 반응식은 아래와 같으며 축합중합에 의해 합성되며 불순물로 물이 형성된다.또한 아미드기는 아민기와 카르복시산기를 동시에 갖는 단량체로부터도 형성될 수 있으며 이 때 단량체에 포함된 탄소의 수를 m이라고 하면 이러한 폴리아미드는 나일론 m이라고 명명한다. 대표적인 예시로는 나일론 6이 있으며 이는 카프로락탐으로부터 만들어진다. 대표적 나일론인 나일론 6,6의 구조는 아래와 같다.이때 카르복실산 대신 산염화물을 이용하면 0~50도 정도의 낮은 온도에서 나일론을 합성할 수 있게 되며 반응식은 아래와 같다.이 반응을 이용할 시 산이 불순물로 형성되며 이를 해결하기 위해 산 포착제로 NaOH과 같은 유기염이나 R3N과 같은 유기염기를 사용하게 된다.

공학/기술| 2024.11.08| 9페이지| 3,000원| 조회(135)

고분자, 나일론, 중합, 계면중합, 고분자합성, 고분자합성실험

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