[중합공학실험 1] Solution Polymerization of PS

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목차

1. 실험목적

2. 실험원리
(1) Polystyrene(PS)
(2) Toluene
(3) 용액 중합(Solution Polymerization)
(4) Polystyrene(PS) 중합 메커니즘 (유리라디칼 비닐 중합)
(5) 라디칼중합의 반응속도

3. 실험 기구 및 시약

4. 실험 과정

5. 실험 결과
(1) IR 그래프
(2) DSC 그래프
(3) TGA 그래프

6. 고찰
- PS의 물성에 대해서 찾아보고,
생활에서 쓰이는 PS에 대해서 알아본다.
- 괴상중합과 용액중합의 차이에 대해서 생각해본다.

7. 참고문헌

본문내용

로 떨어진 것을 볼 수 있다. 이 부분이 이다. 값이 잘 나온 것을 보아 중합이 잘 되었다고 할 수 있다.
(3) TGA 그래프
(왼쪽) 실제 결과 (오른쪽) 실험 결과
실제 그래프와는 다르게 실험 결과에서는 뚝 떨어지는 그래프가 아닌 부드러운 커브로 떨어졌다. 만약 녹는점이 비슷하다면 질량이 뚝 떨어지는 그래프가 나올 것이다. 하지만 그렇지 않게 나온 것으로 보아 기화점이 분산되어 있다는 것을 알 수 있다.
질량변화가 없는 부분은 화합물이 안정하게 존재하는 온도이고, 질량변화가 있는 부분은 열에 의한 화학적 변화가 있는 곳이다. 즉, 그래프에서 중량이 감소하는 것은 분해, 증발, 환원, 탈착을 한다는 것이며 중량이 증가한다는 것은 산화와 흡착을 한다는 것이다. 위의 실험 결과 그래프에서 보면 중량이 감소하는 것을 보아 350부근부터 분자의 결합이 끊어져서 분해가 되는 것을 알 수 있다. 실제 결과와 비교했을 때 중합은 잘 되었다고 할 수 있다.
6. 고찰
PS의 물성에 대해서 찾아보고, 생활에서 쓰이는 PS에 대해서 알아본다.
PS는 열가소성 플라스틱으로 무정형, 고결정성, 용융 온도 270, 유리전이 온도는 100로 플라스틱 중에서 표준이 되는 수지로 무색, 무취, 무독에 성형성이 좋고, 전기 절연성이 좋으며 착색이 쉽고, 태양광선과 자외선을 받으면 열화하기 쉽고, 인쇄성이 좋다. 여러 일회용품, 포장용기, 완구, 장난감, 사무용품, 절연 테이프, 스카치 테이프, 뚜껑, 필름, 보온재, 식품 용기류, 자동차, 비행기, 라디오, 컴퓨터, 헤어드라이기, 케이스 등 실생활에서 매우 많이 쓰인다.
괴상중합과 용액중합의 차이에 대해서 생각해본다.
용액중합은 괴상중합과 달리 중합 용매를 함께 넣어 실험을 한다. 괴상중합은 단량체와 개시제만 사용하여 매우 빠른 중합 속도와 오염을 최소화할 수 있는 장점이 있지만 높은 점도로 섞는 것이 비효율적이며 자동 가속화 때문에 열을 제거하기가 어려워서 고분자 반응을 컨트롤하기 어렵다. 용액중합은 단량체와 개시제와 용매를 사용하며 낮은 점도로 섞는 게 효과적이고 자동 가속화가 안 되며 쉽게 열을 제거할 수 있지만 중합 속도가 낮으며 chain transfer이 가능하며 고분자 정제가 필요하다는 단점이 있다. 또한, 용매를 넣음으로써 괴상중합에 비해 단량체의 농도가 줄어서 고분자의 분자량이 작다.
괴상 중합
용액 중합
중합에 필요한 요소
단량체, 개시제
단량체, 개시제, 용매
간편도
간편
복잡
순도
높음
낮음
전환률
높음
낮음
분자량
높음
낮음
분자량 제어
어려움
쉬움
열 오름 방지
어려움
쉬움
자동 가속화
일어남
안 일어남
폭발 위험성
높음
낮음
반응 속도
빠름
느림
[표 1] 괴상중합과 용액 중합 차이점
7. 참고문헌
[1] PS IR 실제 그래프
http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0122-53832008000100011
[2] PS TGA 실제 그래프
https://www.researchgate.net/figure/Thermogravimetric-Analysis-TGA-of-PS-plastic-feedstock-embedded-figure-A-represents_fig2_308905636
[3] 괴상중합과 용액 중합, 고분자 화학1, 구병진 교수님의 수업, lecture 6
[4] IR 분석, 고분자기기분석1, 구병진 교수님의 수업
[5] PS의 물성과 생활 용품, http://mslab.polymer.pusan.ac.kr/sub4/styrene.html
[6] 괴상중합과 용액 중합 차이점 표, https://charssu.tistory.com/62
[7] 폴리스타이렌, http://mslab.polymer.pusan.ac.kr/sub4/styrene.html
[8] 유리라디칼중합, http://mslab.polymer.pusan.ac.kr/sub4/radical.html
[9] 톨루엔, http://www.kfsri.or.kr/02_infor/infor_01_02.asp?idx=68
[10] 용액 중합,
http://www.kfpic.or.kr/popup/dictionary_view.asp?num=1009&page=17&str1=&str2=&str3=&str4=s&str5=&str6=&str7=&str8=&str9=&str10=
[11] 유리라디칼 비닐 중합, http://mslab.polymer.pusan.ac.kr/sub4/radical.html

키워드

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