유화중합

소개글

유화중합에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실 험 제 목

2. 실 험 목 적

3. 실 험 준 비

4. 실 험 방 법

5. 실 험 원 리
1) 고 분 자 정 의
2) 중 합
3) MMA(methyl methacrylate) 유화중합반응

6. 참 고 문 헌

본문내용

유화중합반응
MMA는 아크릴계 수지 중에서 유기 유리 제조 원료로 사용되며, 중합을 잘 일으키는 유기화합물로 α-메타아크릴산메틸이라고도 한다.
MMA의 화학식은 C6H8O2이며 녹는점은 －48.2℃, 끓는점은 101℃, 비중은 0.9440(20℃)이다. 에스테르 냄새가 나는 무색투명한 액체로 물에는 약간 녹으나 대부분의 유기용매에서 잘 녹는다. 빛·열·방사선·과산화물 등에 의해서 쉽게 중합을 일으켜 메타크릴수지가 된다. 공업적으로는 아세톤에 시안화수소를 작용시켜 아세톤시안히드린을 만들고, 이것을 진한 황산으로 탈수하여 메탄올 처리를 하여 제조한다. 공업적으로 메타크릴수지·불포화 폴리에스테르수지의 원료로써 중요하다.
CH3:C(CH3)COOCH3
MMA는 보통 자유 라디칼에 의해 단량체인 MMA의 부가중합에 의해 생성된다. micelle 내에서의 MMA의 중합과정은 세 단계를 거쳐 PMMA (poly methyl methacrylate)를 이루게 된다.
(1) 개시단계
형성된 라디칼들이 단량체의 이중결합을 깨면서 성장단계로 들어간다. 라디칼이 생성되어 단량체를 활성화시키는 단계로서 라디칼은 주로 개시제의 열분해반응, 산화환원반응, 또는 광화학반응 등에 의해 생성된다. 개시제가 갖추어야 하는 조건으로는 단량체나 반응매질에 용해되어야 하며, 원하는 조건에서 중합반응을 하기에 적절한 속도 (0.1M 농도에서 10-7～10-6mol/Ls 범위)로 자유 라디칼을 생성할 수 있어야 한다.
(2) 성장단계
생장반응 속도
　M : 단량체의 농도
Kp :성장반응 속도 상수
α : 상수
라디칼과 단량체 간에 연속적인 반응이 일어나는 단계로서 ‘머리-꼬리 배치’ ‘머리-머리 배치’ 의 두 가지로 단량체가 부가되는 방법이 있다. 일반적으로 vinyl 단량체의 연쇄중합에서는 ‘머리-꼬리 배치’가 우세하게 얻어지는데, 이는 성장 라디칼이 단량체의 치환되지 않은 탄소 쪽을 공격하는 것이 입체장애를 덜 받으며, 생성된 라디칼이 resonance effect 또는 유도효과로 인하여 보다 안정화 될 수 있기 때문이다. 이러한 사실은 생성된 고분자의 화학반응을 통해서, 또는 핵자기공명분광법 등을 이용하여 확인 할 수 있다.
(3) 정지단계
① 짝짓기 반응에 의해서만 정지반응이 일어남
② 연쇄이동에 의한 종결은 없음
③ 개시반응에 의하여 생성된 라디칼에 단량체들이 부가되어 성장된 고분자 라디칼은 성장 라디칼이 서로 만나는 결합반응이나 불균등화반응에 의해 더 이상 성장을 계속 할 수 없는 사멸중합체(dead polymer)가 된다. 결합반응에서는 2개의 성장 라디칼이 결합되어 하나의 사멸 중합체가 형성되므로 고분자 사슬 하나에 2개의 개시제 조각을 포함하게 된다.
반면에 불균등화 반응은 하나의 성장 라디칼로부터 수소와 같은 원자가 다른 성장 라디칼로 이동함으로써 각 성장 라디칼이 사멸 고분자로 되어 중합반응이 정지되므로 결합반응에 비하여 분자량이 작은 고분자를 생성하게 되며, 사슬 하나에 1개의 개시제 조각을 포함하게 된다. 이 두 반응은 경쟁적으로 일어나게 되며, 고분자의 종류나 중합조건에 따라 그 상대적인 기여도가 달라지게 되는데, 일반적으로 결합반응이 우세하다. 그 이유는 불균등화반응은 수소 원자의 이동을 위하여 C-H 결합을 끊을 수 있는 활성화 에너지가 필요하므로 이러한 과정이 필요 없는 결합반응에 비하여 상대적으로 불리하게 때문이다. 정지반응에 대한 두 반응의 상대적인 기여도는 실험적으로 고분자 사슬당 포함된 개시제 조각의 수를 측정함으로써 알아낼 수 있다.
MMA (methyl methacrylate)나 vinyl acetate의 경우는 불균등화반응이 우세한 것으로 보고 되어 있다. 또한 같은 고분자에 대해서는 온도가 높을수록 활성화 에너지가 큰 불균등화반응의 기여도가 커진다. 참고로 styrene이나 acrylonitrile의 중합에서는 거의 결합반응에 의한 정지반응을 하게 된다.
6. 참 고 문 헌
1) “고분자 합성 요론”, 안태완 외, 대광문화사, 1986, p41-72.
2) “고분자 실험”, 한국고분자학회, 자유 아카데미, 2003, p64-67.
3) “고분자 화학”, 김재문 편저, 동명사, 1985, p111-114.
4) “고분자 공업화학”, 이정화, 삼광출판사, 1996, p56-64.
5) “유기 공업 화학”, 박래정, 청문각, 1997, p218-220.
6) http://100.naver.com
7) http://alldic.daum.net

키워드

유화중합,   중합,   고분자,   유기화학,   실험,   합성