아크릴수지(PMMA : Polymethly Methacrylate)

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아크릴수지(PMMA : Polymethly Methacrylate)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 서 론
1.1. PMMA 란?
1.2. PMMA합성의 실험목적

2. 이론적 배경
2.1. 벌크 중합
2.2. 유화중합

본문내용

사의 Triple detector는 상대분자량이 아닌 절대분자량을 측정할 수 있는 검출기도 있다.
2.4.3. GPC를 이용한 분자량 및 분자량 분포 측정
□ 검량(calibration)
GPC의 검량 곡선은 분자량 분포가 좁고 분자량을 정확히 알고 있는 표준 시료(일반적으로 음이온중합에 의해 얻어진 Polystyrene)를 사용하여 분자량(M)에 따른 유출부피(retention volume, Vr)를 측정한 후 logM과 Vr의 plot으로 얻는다. 이때 사용되는 검량법에는 다음과 같은 것들이 있다.
가) Narrow Standard법
분자량 분포가 작고 이미 분자량을 알고 있는 표준 물질을 주입하여 머무름 시간 대 분자량을 도시한다. Narrow Standard 곡선에는 linear(1st order), cubic(3rd order), third order와 bounded calibration방법 등이 있고 cubic(3rd order)을 가장 많이 사용한다.
표준 물질 에러범위는 5%를 넘지 않도록 해야 하며 사용하는 시료는 분자량 수천에서 백만 정도까지의 시료를 분자량 5배정도의 차이로 4 ~ 5개 정도를 사 용하면 적당하다.
위 그림에서 표준 시료로 사용된 standard polystyrene 분자량은 앞의 peak에서부터 각각 3,500,000; 500,000; 68,000; 9,200; 1,700이다. 각각의 peak가 나타내는 분자량(logM)과 Vr사이의 관계를 살펴본 결과 바람직한 선형적인 검량 곡선이 나타남을 알 수 있다.
나) Q-factor (1Å당의 분자량)법
Narrow Standard법에 사용되는 표준 물질과 분석 시료가 폴리올레핀계인 경우 기본 단위(unit)당의 분자량을 적용하는 방법이다. 이 방법은 Q-factor의 제한점과 기울기가 다른 고분자에는 사용할 수 없는 단점이 있고, 또한 Q-factor가 알려진 고분자는 그다지 많지 않다.
다) Broad Standard법
분자량 분포가 크고 수평균 분자량 및 무게평균 분자량을 알고 있는 표준물질을 사용해서 검량하는 방법이다. 이때 사용하는 표준 물질은 시료와 비슷한 구조를 가지며 분자량 영역 및 분자량 분포도 비슷해야 한다. 이 방법의 제한점은 Broad Standard를 구하기 어렵다는 것이다.
□ 분자량 및 분자량 분포 측정
- Mn(수평균분자량)
단순히 각 질량의 분자의 개수를 합하여 평균낸 것
- Mw(무게평균분자량)
고분자의 분자량 분포를 고려하여 평균 분자량을 구한 것
- Polydispersity
생성된 고분자의 분자량이 어느 정도 고르게 분포하는지 나타내주는 척도로 1에 가까울수록 특정 분자량의 고분자가 거의 순수하게 생성되었음을 의미한다.
반대로 1보다 많이 큰 값을 얻었다면 분자량 분포가 매우 broad 함을 알 수 있다.
2.4.4 시료 성분의 이동
어떤 크로마토그래프계에 있어서도 시료 성분은 고정상과 이동상으로의 분배를 반복하면서 고정상내로 분배되고있는 동안에는 이동하지 않고 이동상 내로 분배되고 있는 동안에는 이동상과 같은 속도로 이동한다. 시료 성분은 분배계수(partition coefficient) K 에 따라 양쪽 상으로 분배된다.
(:고정상내 성분 농도, :이동상내의 성분농도)
고정상과 이동상의 체적이 다른 칼럼을 생각하면 분배 평형에 도달하였을때 양쪽 상으로 분배되는 시료 성분량의 비 는
(:용량비,분배비, :이동상 고정상 체적)
즉 시료 성분 전체량중 이 이동상내에 있고 이동상과 같은 속도 로 이동하므로 그 성분 전체는 의 속도로 칼럼내를 이동하는 것이 된다. 따라서 시료 성분이 길이 인 칼럼을 통과하는데 걸리는 시간 (즉 보유시간 RETENTION TIME)
으로 나타난다.
는 고정상에 보유되지 않는 시료 성분이 있는 이동상이 칼럼 처음에서 끝으로 이동하는 데에 걸리는 시간이고, 는 시료 성분이 고정상으로 보유된 정확한 시간을 나타낸다.
:조정보유시간 (adjusted retention time)
또 은 위 식과 같이 나타내어지므로 크로마토그래프의 조건을 일정하게 하면 은 일정하고, 은 에 의해서만 변화하는 것이 된다 따라서 값이 다른 성분은 이 다르므로 컬럼을 통과 하는 동안에 분리되게 된다.
3. 실험 방법
- 단량체 MMA
- 개시제 AIBN
- 용매 Toluene
- 라디칼 중합, 용액중합
① 교반기와 온도계가 부착된 반응기에 100mL의 toluene과 MMA 20mL를 넣은 후 개시제(AIBN) 0.5g 을 넣는다.
② 300rpm으로 교반을 하고 70℃로 일정하게 온도를 유지하면서 반응을 진행시킨 다.
③ 충분한 시간 후에 중합을 끝낸 후, 반응기를 냉각시킨다.
④ pipet을 사용하여 반응물을 500mL의 메탄올에 천천히 떨어뜨려 PMMA 침전물 을 만든다.
⑤ 얻어진 PMMA 중합체를 건조기에서 80℃로 하루정도 말린다.
⑥ 무게를 측정하고 GPC를 사용해 분자량을 측정한다.
Figure 3.2. 실험장치 개략도
Nomenclatures
c : specific heat [cal/g·℃]
Mn : Number Average
Mw : Weight Average
nm : Nano meter [1/1,000,000,000m]
T : absolute temperature [T=t+273.15]
R : radius of reference particle [Å]
References
1. 한국고분자학회, “고분자 실험”, 자유아카데미(1993)
2. 김태호, “고분자 과학”, 시그마 프라스(1991)
3. Malcom P. stevens, “고분자화학 입문", 자유아카데미(1997)
4. 서은덕, “유기공업화학”, 경남대학교 출판부(1998)
5. 장지익, “고분자 화학과 재료”, 형설출판사(1998)
6. B. J. Hunt and S. R. Hokding, Eds.,　Size Exclusion Chromatography
7. D.A. Skoog,　Principles of Instrumental Analysis, Saunders College
Publishing
8. 남기대, 손주환, 김유옥, “최신유기합성실험”, 진영사(1993)

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PMMA,,   PMMA중합,   pmma 벌크중합,   pmma 실험,   pmma고분자