[고분자소재공학실험A+] 흡수율 측정

소개글

"[고분자소재공학실험A+] 흡수율 측정"에 대한 내용입니다.

목차

1. Title
2. Principle
3. Apparatus & Reagents
4. Procedure(Flow chart)
5. Results
6. Disccution
7. Reference

본문내용

1. Title
흡수율 측정

2. Principle
1) Polyacrylic acid(PAA)[1][3]
-음이온 중합체이자 하이드로 젤로서 친수성이 높은 물에 녹는 고분자로, 가교 시킬 경우 고분자가 물을 포함한 채 그물망 구조를 형성하여 최종적으로 젤이 된다.
-약 음이온 성 고분자 전해질이며 이온화 정도는 용액 pH에 의존하기 때문에 낮은 pH에서 비 이온화 된 형태로 PAA는 다양한 비이온성 폴리머와 결합하여 수소 결합된 인터폴리머 복합체를 형성할 수 있다.
-중성 pH의 수용액에서 음이온성 중합체의 모습을 나타내므로 PAA의 많은 side chain은 양성자를 잃고, 음전하를 얻는다. 이에 PAA는 고분자 전해질이 되어 물을 흡수하고, 유지하며 이에 따라 팽창하는 능력을 갖는다. 즉 PAA의 수분 흡수 원리는 PAA의 많은 사슬들이 양자를 잃고, 음전하를 얻음으로써 PAAs polyelectrolytes를 형성하는데, 이는 물을 흡수하고 유지하며 원래 부피의 몇 배까지 팽창할 수 있는 능력을 가짐으로써 수분을 흡수할 수 있게 한다.

2) Calcium alginate[4]
Alginate는 물과 결합하여 점도가 높은 고무를 형성하는데, 친수성이 강한 이온성기인 -COOH를 함유한 alginate는 사슬 내에 물 분자가 침투함에 따라 수소 결합을 형성하기에 용이한 구조를 띠므로 팽창, 즉 수분 흡수가 일어날 수 있다.

<중 략>

5. Results
1) 실험 과정 요약
흡수율 측정 방법에는 크게 두 가지가 있는데, 티백 테스트와 vial test가 그것이다. 실험에서 우리는 오직 티백 테스트만을 이용하여 calcium alginate와 PAA(polyacrylic acid)의 흡수능을 측정했는데, 방법은 간단히 칼슘 알지네이트 0.15g과 PAA 0.2g을 각각 티백에 넣은 후 증류수 400ml가 담긴 비커에 30min, 60min동안 담금으로써 수분을 흡수하여 팽창한 시료의 무게를 측정하는 방식이었다.(->팽창 평형 도달)

참고 자료

An Li 외 2명, Journal of Applied Polymer Science, Vol. 92, issue 3, (2003), p.1596-1603
https://en.wikipedia.org/wiki/Superabsorbent_polymer, 초 홉수성 복합체
https://en.wikipedia.org/wiki/Polyacrylic_acid, PAA
https://www.sciencedirect.com/topics/materials-science/alginate, alginate