고분자공학실험 | 유화 중합

 

 

TIP

 

 

유화중합을 통해 폴리스티렌을 제조하는 실험으로, 유화중합의 이론과 방법을 이해하고, 라텍스라 불리는 최종물질을 확인하는 데 목적이 있다.

 

 

유화 중합에서 유화제의 역할

유화중합에서 유화제의 존재를 무시할 수 없다. 유화제는 표면장력, 계면장력을 낮추는 역할을 하고 유화중합장소로서Micelle을 형성하고, 생성된 고분자 및 단량체 방을 표면위에 흡착하여 안정화하게 한다. 그리고 입자수 및 입자 크기의 분포조절을 할 수 있으며 계면활성제의 농도는 중합속도, 입자수 및 분자량과 관련이 있는 것으로 요약할 수 있다. 유화제는 유화중합에 있어 중요한 물질이고 그 거동은 복합하다. 소수성monomer에서는 유화제가 입자 표면에 강력히 흡착되어 배열하므로 유능한 유화제에서는 그 사용량이 0.1%정도로도 충분하다.

 

이에 반하여 친수성 monomer에서는 입자 내부에까지 진입, 흡착되므로 사용량이 많아5%이상 사용하는 것이 보통이다. 그러나 안정성이 별로 좋다고고 할 수 없다. 이상으로 친수성monomer에서는 막 조성성, 내수성, 전기절연성이 나쁘게 되고 접착성도 저하되는 것이 상상된다. 또 불편한 점은 성장 라디칼의 유화제로의 연쇄 이동일 것이다. 이 결과는 폴리머의 중합도 저하를 초래한다. 그러나 연쇄 이동을 받은 유화제가monomer의 중합을 진행시킴으로써 새로운 유화제를 생성시키는 것은 흥미가 있다. 그러나 실제로 유화제의 생성이 있느냐에 대하여서는 별로 명확하진 않다. 한편, 소수성monomer에서는 유화제가 대부분 입자 표면에서 존재하므로 성장 라디칼의 연쇄이동이 표면에서는 일어나지 않는한, 또 실제적으로도 일어날 기화는 거의 없지만 유화제의 생성은 거의 없을 것이다.

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실험 방법

1. 실험 과정

1) 사구 둥근바닥 플라스크에 Amonium persulfate 0.2g, H₂O 255g, SDS(Sodium dodecyl sulfate) 3.5g을 넣고 실험기구를 설치한다.

 

2) 실험기구를 설치한 뒤 교반기와 hat plate, 온도센서를 작동시켜 반응기안의 반응물을 반응시킨다. 이때, 반응 온도를 80℃까지 올려준다.

 

3) 80℃에 도달하면 Styrene 70.01g을 반응기에 한 방울씩 천천히 떨어뜨리고 3시간동안 80℃를 유지하면서 반응시킨다.

 

4) 세 시간 후에 은박지의 무게를 재고 무게를 아는 은박지에 생성물을 두 군데로 옮겨 담아 그 무게를 각각 측정한다.

 

5) 무게를 측정한 뒤 Vaccum over에 넣어 약 15분정도 건조시킨 뒤, 건조시킨 생성물의 무게를 측정한다.

 

 

 

[고분자공학실험]유화 중합 레포트