고분자합성실험 - 메틸메타크릴레이트(MMA)의 벌크중합

목차

1. 실험 날짜 및 제목
2. 실험 목적
3. 원리
4. 실험 기구 및 시약
5. 실험 방법
6. 실험 결과
7. 고찰
8. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 날짜 및 제목
1) 실험 날짜: 2022.10.21.
2) 실험 제목: 메틸메타크릴레이트(MMA)의 벌크중합
2. 실험 목적
- 벌크 중합법을 습득하고 더 나아가서 라디칼 메커니즘으로 진행되는 중합반응을 이해할 수 있다.
3. 원리
벌크(Bulk) 중합은 용매나 분산매체를 사용하지 않고 단량체만으로 또는 소량의 개시제를 가하여 중합체를 얻는 라디칼 중합법을 말한다. 벌크중합은 기체 및 고체상태에서도 가능하지만 주로 액체상태에서 행해지는 경우가 많다.
이 중합방법은 간편하면서도 고순도 및 높은 분자량의 중합체를 얻을 수 있는 장점이 있지만 반응시 열제거가 어렵고 경우에 따라서는 생성된 중합체가 단량체에 용해되지 않으며, 또한 반응계의 점도가 높아 중합에 기술적인 문제점이 뒤따르게 된다. 대부분 벌크중합은 단량체나 중합체의 녹는점 이상의 온도에서 이루어지는데 반응이 진행되면서 분자량과 용융점도가 증가하므로 낮은 압력하에서도 반응계에 생성된 부반응물(물, 알코올 등)의 제거가 어렵게 된다. 따라서 온도를 서서히 올리며 중합을 시켜야 하는데, 아주 높은 분자량의 중합체를 얻기 위해서는 반응 종결단계에서 온도를 250℃ 까지 올려야 하는경우가 있으므로 이 때는 최종 중합체의 열안정성이 양호해야만 한다.
벌크중합에서 사용되는 개시제는 열이나 빛에 의해 쉽게 분해되어 라디칼을 생성할 수 있는 유기 및 무기 화합물로써 과산화벤조일 (benzoyl peroxide; BPO), 과산화디큐밀 (dicumyl peroxide; DCP), K2SO3 (potassium persulfate) 등의 과산화물과 AIBN (2,2‘-azobisisobutyronitirile), 아조비스 메틸부티로니트릴 (2,2’-azobis methyl-butyronitrile) 등의 아조화합물이 있다. 과산화물은 산소-산소 결합이 쉽게 끊어져 산소 라디칼을 만들며 아조화합물은 질소가 제거되면서 탄소에 라디칼이 생 성된다. 예로서 BPO와 AIBN의 라디칼 생성반응식은 다음과 같다.

참고 자료

고분자실험, 한국고분자학회, 자유아카데미
Radical polymerization : https://woonghyu.tistory.com/29
PMMA 반응메커니즘 : https://pslc.ws/macrog/pmma.htm
고분자공학개론, 류주환, 사이플러스