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중합공정의 특징과 문제, 중합종류 고분자를 생산하는 중합공정은 저분자 물질을 다루는 다른 화학공정과 마찬가지로 일반적인 화학공학의 원리를 응용하여 설계되어야 한다. 이에는 물론 독성, 가연성 등에 대한 고려도 포함되어야 하나, 고분자와 중합 반응을 다루는 중합공정의 설계에는 다음의 사항들이 특히 중시되어야 한다. 중합공정 설계시 주의할 점 세 가지 첫째로, 중합 반응에서 생성되는 열의 처리에 관한 문제이다. 1개의 이중결합이 단일 결합으로 바뀌는 과정은 보통 10~20Kcal/mol의 중합 열을 발생하며, 만일 이 반응이 단열 상태에서 일어난다면, 대략 200~400도의 온도 상승이 수반된다는 것이다. 이 열은 어떠한 방법으로든 제거되어야 하는데, 보통의 단량체와 고분자가 좋은 전도체가 아니므로, 반응열의 제거는 중합공정의 설계에서 최대..
Living 중합의 예시와 그 특징들 고분자의 성질은 원료인 단량체의 종류와 분자량에 크게 의존한다는 것을 의미 흔하게 알고 있다. 그러나 그 성질은 분자량분포, 말단기, 가지 구조, 입체 구조 등 많은 요소에 따라 또한 변화한다. 1종류의 단량체로부터 생성된 고분자 일지라도 다양한 화학구조와 다양한 분자량으로 된 혼합물이다. 다양하고 복잡한 1차 구조를 제어함으로써 일정한 화학 구조와 분자량을 갖는 고분자의 합성이 가능하다면 그 고분자가 갖는 진정한 성질과 물성을 알 수 있게 되고, 더 나아가 고분자의 성질을 제어할 수 있게 될 것이다. 1차 구조 제어하는 기법 첫 번째 Living중합 1차 구조를 제어하는 기법으로서 고분자의 분자량과 분자량 분포를 제어할 수 있는 living 중합이 있다. 중합 방법에 의해 그 메커니즘은 다르나, 활성종..
음이온중합의 예시와 다양한 특성 앞서 비닐 단량체의 라디칼 중합과 양이온 중합을 살펴보았다. 여기에서는 같은 연쇄 중합으로서 분류된 음이온 중합에 대하여 살펴본다. 비닐 단량체의 음이온 중합은 성장 종이 마이너스 전하를 띤 음이온 종이다. 성장 종이 플러스 전하를 띠는 양이온 중합과 마찬가지로 이온 중합으로 분류된다. 음이온 중합 성을 나타내는 단량체로서는 비닐 단량체 이외에 epoxide나 lactone 등의 고리상 단량체가 있다. 음이온 중합을 이해하는 데 있어 중요한 기초지식으로서는 구핵제나 염기로서의 반응성을 나타내는 탄소 음이온이 관여하는 유기화학을 들 수 있다. 유기화학에서는 배운 Grignard 시약이나 aldol반응, Michael 반응을 떠올려 관련지을 필요가 있다. 음이온중합의 개시반응 음이온중합은 구핵 시약이 단량체..
개시제의 종류와 특징과 개시반응이란? 양이온 중합 개시제로서 황산, 술폰산, 등의 프로톤산 또는 3불화 붕소의 에테르 착체나 AlCl3등의 루이스 산 등이 사용된다. 루이스산의 경우 소량의 물이나 알코올, 활로겐 화물 등의 양이온의 원천이 되는 공 촉매가 필요하다. 유기화학적으로는 양이온 중합은 올레핀으로의 구전자 부가 반응의 특별한 경우라고 생각할 수 있다. 예를 들면 올레핀으로 염화수소의 부가 반응을 생각해보자. C=C로의 포로톤 부가에 의해 알켄으로부터 탄소 양이온이 생성된다. 거기에 염소 이온이 바로 반응하여 부가물을 생성하는 경우와 이 탄소 양이온이 계속하여 올레핀에 부가하여 중합이 진행하는 경우라고 생각할 수 있다. 양이온 반응과 음이온 반응 메커니즘 차이 두 경우 반응의 개시 메커니즘에는 본질적인 차이가 없는 것임을 알 수 있다..
이온중합의 대표적인 특징과 예시 연쇄 중합에 사용되는 대표적인 단량체인 비닐 단량체의 중합은 성장 말단에 존재하는 활성점에 따라 라디칼 중합, 양이온 중합, 음이온 중합, 배위 음이온 중합으로 크게 나누어진다. 라디칼 중합은 활성점이 자유라디칼인 중합이고, 성장 말단이 고 반응성 일뿐만 아니라 수분에 안정하기 때문에 공업적인 고분자 합성에 널리 사용되고 있다. 또한 전기적으로 중성인 자유라디칼 종이 활성이기 때문에 반대 이온은 존재하지 않는다. 양이온 중합에 대해서 양이온중합은 활성점이 양이온인 중합이고, 라디칼 중합과는 달리 양이온성의 성장 말단에 반대 음이온을 갖고 있는 것이 특징이다. 음이온 중합은 활성점이 음이온이고, 음이온성의 성장 말단에 반대 양이온을 갖고 있다. 라디칼 중합과 양이온 중합을 비교하여 음이온 중합에서는 고분자..
연쇄중합이 이루어 질 수 있는 특징 일반적으로 연쇄 중합을 불포화 기를 가지거나 도는 반응성이 큰 고리를 가진 분자들이 활성물질의 공격을 받아, 다중결합의 파이 결합이 깨지거나 고리가 열리면서 새로운 활성 자리를 형성함으로써 시작된다. 이 새로운 활성 자리가 도 다른 단량체와 반응하는 과정이 연속되며 사슬이 성장하여 고분자가 형성된다. 사슬 성장 과정과 특징 이러한 사슬의 성장이 계속되다가 어느 순간에 새로운 활성자리를 더 이상 만들지 못하는 반응이 일어나게 되면 사슬의 성장이 멈추게 된다. 반응을 시작하는 활성물질은 열이나 빛에 의해 단량체로부터 직접 만들 수도 있으나, 대부분의 경우 활성물질을 보다 더 쉽게 생성할 수 있는 다른 분자, 즉 개시제를 사용하여 만들게 된다. 이러한 활성물질은 자유라디칼이나 이온의 형태를 가지며, 그 종류에..
분자량 측정법 과 그 종류들 고분자의 분자량은 다양한 방법으로 측정할 수 있다. 대표적인 분자량 측정법, 구할 수 있는 평균 분자량의 종류, 측정 가능한 분자량 크기의 범위를 나타냈다. 표 중의 상대법이라는 것은 기준이 되는 분자량을 갖는 표준시료에 대하여 측정 시료가 몇 배의 분자량을 갖는지를 알 수 있는 방법이다. 그 때문에 표준시료의 분자량을 정확히 아는 것이 중요하다. 절대 법에서는 분자량의 절댓값을 알 수 있기 때문에 표준시료는 필요 없다. 말단기 분석법이란 말단기 분석법으로 분자량을 측정하기 위해서는 우선 고분자가 분석 가능한 말단기를 가지고 있어야 하며, 한 분자당 말단기의 개수가 일정해야 한다. 이런 이유로 말단기 분석법은 가지가 없는 선형 단계 중합체의 분자량 분석에 주로 이용된다. 이 방법은 고분자의 개수를 세는 ..
고분자의 점탄성 특징과 고무 탄성의 특징 고분자는 온도에 따라 탄성 혹은 점성이 나타나게 된다. 이는 고분자가 탄성과 점성의 두 요소를 모두 지닌 물질로서 온도 및 실험 조건에 따라 어느 한 요소가 지배적으로 나타나기 때문이다. 일반적으로 물체의 운동은 점성과 탄성의 두 요소를 어느 정도 지니고 있으며, 고분자는 자체의 긴 사슬로 인하여 점탄성이 현저하게 나타난다. 온도뿐만 아니라 실험을 행하는 시간척도에 따라서도 고분자의 점탄성은 다르게 나타난다. 예를 들어 가교화시키지 않은 고무를 아주 빨리 잡아당길 경우 탄성체와 같이 탄성을 나타내나, 아주 천천히 잡아당길 경우 흘러버리는 것을 알 수 있다. 다른 예로서, 가교화시키지 않은 고무공을 딱딱한 바닥에 떨어뜨리면 잘 튀어 오르나, 동일한 공을 바닥에 오랜 시간 그냥 두면 흘러서 바닥 부분이 먼저..

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