사전보고서 [ 광중합 ]

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사전보고서 [ 광중합 ]에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1.실험목적

2.기초이론

3. 실험장치

4. 실험방법

5.결과와 질의 응답
(1). 광화학 및 광중합반응의 원리에 대하여 설명하시오.
(2). 광중합반응기의 원리에 대하여 설명하시오.
(3). 각 단량체에 대한 광중합 반응속도를 구하시오.

6.OPINION

본문내용

라디칼 중합 반응이지만, 부반응으로 Spiro-acetal ring의 ring opening 반응도 함께 일어나기 때문에 경화반응이 빠르고 기재에의 접착성도 우수하다. 다른 수지에 비해 점도가 매우 낮고 가격이 매우 비싼편이다.
Oligomer의 특성과 경화속도와의 관계
경화속도와의 관계에 있어서 분자량, 관능기수(Functional Group수), 점도, 모노머에 대한 분율등을 고려할 수 있다.
광중합성 Monomer
광중합성 Momoner는 Oligomer의 반응성 희석제로 사용되어 수지배합물의 작업성을 부여하는 역할을 하며, 자외선 조사에 의하여 자신도 중합되어 고분자간의 가교제 역할도 수행한다.
일반적으로 Monomer는 저점도이고 물성이 양호하여야 하며, 반응성이 커야한다. 일반적으로 반응성은 Acrylate> Ethacrylate> Vinyl 순서이다. 또한, 냄새와 독성이 없어야하고 공기중에서도 잘 경화할 수 있어야 한다. Oligomer, 광개시제와 상용성이 좋고 휘발성이 적어야 한다는 요건이 있다.
Monomer의 특징
1) 저점도이며 용해력이 우수하며 Prepolymer와 혼용사용시 작업성이 향상됨.
2) 다관능성 Monomer의 경우 물성개선에 효과가 있음
3) 저휘발성임
Monomer의 반응성
1) 일반적으로 Acryl기의 반응성이 Methacryl의 반응성 보다 상당히 큼
→ 빠른 경화성을 필요로 하는 용도, 공기와 접촉하는 면의 경화를 필요로 하는용도( Acryl Monomer가 혐기성이 우수)에 Acryl Monomer 사용
2) 다관능 Acrylate일수록 단관능 Acrylate보다 빠른 경화성을 보임
3) Ether-type의 Monomer(분자내에 -CH2-O- 결합을 갖는 Monomer)가 빠른 반응성을 가짐.
4) 표면에서의 경화는 공기중의 산소에 의해 중합방해를 받는데, 중합방해 효과를 줄이기 위해서는 알킬기, 불포화 고급 지방산기, Tetrahydrofurfulyl기, Benzyl Ether기 등의 반응기를 갖는 Monomer의 사용이 도움이 됨.
2. 광중합반응기의 원리에 대하여 설명하시오.
< PhotoChemical Chamber Reactor(광중합기) >
1. 장치명 : 광중합기(PhotoChemical Chamber Reactor)
2. 제작회사, 제작년도 : Rayonet. 1996.
3. 장치의 작동원리
UV 또는 visible light-induced crosslinking (photocrosslinking) 중요성이 증대되고 있다. 몇몇 응용 예로는 전기 회로판, 인쇄 잉크, 광학섬유 코팅, 종이와 탄소판의 vanishes, 비닐 바닥재 나무, 종이, 금속의 finishes, 치과용 재료의 경화 등이 있다.
Photorosslinking의 방법으로는 두가지 기본적인 방법이 있다.
(1) Photosensitizer를 polymer에 병합시키는 것 - 열을 흡수하여 자유라디칼의 형성을 유도.
(2) Photocycloaddition 반응이나 light-initiated polymerization을 하는 group을 병합시키는 것.
Benzophenone과 같은 triplet sensitizer를 고분자에 첨가하면, UV 흡착으로 인해 sensitizer가 polymer로부터의 산소 제거에 의해 n → π* 로 되어 combination에 의해 가교가 가능한 radical site가 생성된다.
Vinyl ketone의 고분자나 공중합체의 고분자 주쇄에 chromopore가 형성되면, 활성화된 고분자(9.35) 의 α-cleavage 나 γ- hydrogen (9.36)의 제거에 의해 degadation이 일어난다. 전자는 가교를 위한 active site를 유도하고, 후자는 사슬의 절단을 유도한다. Vinyl ester와 flourinated monomer의 공중 합체는 UV에 의해 가교되어 weather-resistant wood coating에 사용된다. 이 응용에서 vinyl ester는 중합체의 10%, benzophenone은 sensitizer로 첨가된다.
이런 group은 backbone에 나타나며, 특히 주로 pendant goup에서 나타난다.
3. 각 단량체에 대한 광중합 반응속도를 구하시오.
DATA
λ= 400㎚ 에서 감소
t(시간)
A
A/A0
-ln(A/A0)
0
0.37
1
0
100
0.35
0.946
0.056
250
0.32
0.865
0.145
400
0.28
0.756
0.279
550
0.22
0.595
0.519
700
0.2
0.541
0.614
λ= 600㎚ 에서 감소
t(시간)
A
A/A0
-ln(A/A0)
0
0.25
1
0
100
0.22
0.88
0.128
250
0.2
0.8
0.223
400
0.18
0.72
0.328
550
0.12
0.48
0.734
700
0.11
0.44
0.821
λ= 800㎚ 에서 감소
t(시간)
A
A/A0
-ln(A/A0)
0
0.2
1
0
100
0.19
0.95
0.051
250
0.17
0.85
0.162
400
0.15
0.75
0.288
550
0.1
0.5
0.693
700
0.09
0.45
0.798
6.OPINION
이 실험은 유화반응장치에서 초기 개시제를 넣고 바로 얼마후 일정량을 덜어 광중합 반응기에 넣어서 빛을 이용해 중합시키는 실험이었다. 그렇게 때문에 특별이 어떤 실험을 한 것이 아니라 광중합 반응기에 넣고 중합시킨뒤 흡광도를 측정하는 것이 전부였다.
처음에는 흡광도의 변화가 거의 없어서 측정범위를 수정하면서 여러번 측정하였었는데 범위를 0.4A ~ 0.1A로 잡았을때에 흡광도의 변화가 눈에 띄게 나타났다.
그리고 7번째 측정을 하였을때 이 측정범위에서 더 이상의 흡광도 변화가 없었는데 이는 개시반응이 다 끝났음을 의미한다.
기기에서 나온 자료를 토대로 시간에 대한 -ln(A/A0)의 그래프를 도시할대 자료의 측정값이 정확히 나타나지 않아 애를 먹었다.
하지만 여러 중합 방법중의 하나인 광중합을 이해 할수 있었고 새로운 기계에 대한 원리의 이해 및 사용법을 빨리 익혀야 함을 느꼈다.

키워드

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