응용화공기초실험 | 폴리스티렌의 고유점도 측정

 

 

 

TIP

 

 

본 실험의 목적은 고분자의 고유점도를 측정하고 고분자의 분자량과 고유점도의 관계를 이해하는데 있다.

 

 

 

점도

유체의 점성의 정도를 나타내는 것으로, 그 단위 포아즈(P)는 유체 내에서 1m에 대하여 1m/s의 속도로 기울기가 있을 떼 그 속도 기울기 방향으로 수직인 면에서 속도의 방향에 1m에 대하여 0.1N의 힘의 크기의 응력을 일으키는 점도이다. 고분자의 기계적 성질을 평가함에 있어서 가장 일반적으로 고려되는 항목은 응력, 변형률, 그리고 영탄성률이다. 그중 응력은 단위 면적당 가해지는 힘으로 정의된다.

 

모든 고분자를 용매에 녹일 수는 없다. 원칙적으로 용해도는 선형 고분자에 국한되며, 가교된 고분자의 경우에 용매에 의하여 부풀어지는 현상은 있을 수 있으나 본질적으로 용해될 수 없다. 고분자 사슬들이 부분적으로 용매화될 수는 있으나, 사슬들이 서로 가교됨으로 인하여 고분자 전체가 용매에 녹아들어갈 수는 없는 것이다.

 

고분자가 용해되는 과정은 매우 느리게 진행되어 수일 내지는 몰질량이 아주 큰 고분자의 경우에는 심지어 수 주일이 걸리기도 한다. 용해의 과정을 두 단계로 구분해 볼 수 있다. 첫 번째, 용매 분자들이 고분자 안으로 서서히 확산되어 들어감으로 인하여 부푼 상태의 젤이 형성된다. 두번째로 이러한 젤이 점차 풀리어 용매화되었던 고분자들이 젤 상에서 용액으로 이동하게 된다. 두 번째 과정은 혼합물이 교반됨으로써 보다 빨리 진행될 수 있다.

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실험 방법

1. 폴리스티렌의 용해(2g/dL)

1) 100㎖의 부피측정용 플라스크에 폴리스티렌을 0.1㎎까지 정확히 읽어 2g을 넣고 톨루엔으로 표선을 채운 다음 자석교반기를 사용하여 완전히 용해시킨다.

 

2. 용매의 흐름속도 측정(t₀)

2) 10㎖의 톨루엔을 정확하게 취하여 거른 다음 점도계의 a부분에 넣어준다. 이 점도계를 25℃로 맞추어 놓은 항온조에 수직으로 넣고 평형에 도달할 때까지 잠 시 동안 방치해 둔다.

 

3) b부분에 고무 흡인기를 사용하여 톨루엔이 c 구에 가득차도록 한다.(톨루엔이 아래 부분에 남지 않을 때까지 빨아올린다. 끝까지 빨아올리지 않으면 흐름속도 가 빨라짐.)

 

4) 기포가 사라질 때까지 방치한 후 b의 고무흡인기를 제거하여 톨루엔이 흐르도 록 한다. 톨루엔이 눈금 d-e 사이를 통과하는 시간을 측정한다. 실험을 4회 실시 하여 오차가 가장 큰 값을 제외한 나머지 3개의 실험값을 취하여 그 평균값을 용매의 흐름시간으로 한다.

 

3. 폴리스티렌 용액의 흐름속도 측정(t)

1) 톨루엔 10㎖와 1.에서 제조한 폴리스티렌 용액 3㎖를 취하여 50㎖ 비이커에 넣고 30초 정도 섞어준 후 이 용액 10㎖를 점도계의 a부분에 넣어주고 평형에 도달할 때까지 약간 방치한다.

 

2) 실험 나의 2), 3)의 조작을 실시하여 실험값을 얻는다.

 

3) 폴리스티렌 용액의 양을 6㎖, 12㎖로 달리하여 각각 10㎖를 취하여 3.2의 (2), (3)조작을 실시하여 실험값을 얻는다.(즉, 톨루엔 10㎖ + 폴리스티렌용액 3, 6, 12㎖ 3가지 용액의 흐름속도를 측정한다.)

 

 

 

[응용화공기초실험]폴리스티렌의 고유점도 측정 레포트