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  고분자기초실험 | 고분자 전해질 이온전도도 측정 TIP 고분자전해질 연료전지용 고분자전해질막인 Nafion 115/117의 온도별 이온전도도를 측정하여 본다. 연료전지 수소 나 메탄올과 같은 연료가 갖고 있는 화학E를 전기화학 반응을 통해 전기E로 변환시키는 화학장치. 산회제가 공급되는 한 지속적으로 전기E 발생. 고분자 전해질형 연료전지 50~150μm의 양이온 전도성 고분자막(Polymer Electrolyte acid 고분자)을 전해질로 사용. 60~80°C에서 운전, 자동차용 후보, 소형분산 발전용 및 휴대용 동력원으로도 중요. 이온교환막 고분자전해질연료전지의 전해질은 이온교환막을 사용, 일반적으로 수소이온교환막을 사용. 물 함유량에 따라 이온전도도의 조절이 가능. 널리 사용되는 수소이온 전도막은 고분자인 Nafion membrane. 실험 방.. Engineering/고분자공학 2021. 3. 23.

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  고분자공학실험 | 스티렌의 현탁중합 TIP 자유라디칼 중합의 다른 방법인 현탁 중합법을 사용하여 고분자를 합성한다. 현탁 중합 단량체를 라디칼 중합시켜 고분자 화합물을 얻는 중합 방법 중에서 용액 중합에서 용매를 사용하여 벌크 중합의 단점을 보완하였다. 그러나 용매를 사용함으로써 생산원가나 작업성에 문제점이 많아 용매 대신에 물과 같은 비활성의 매질을 사용하여 중합하는 방법을 현탁 중합(Suspension Polymerization) 또는 진주 중합(Pearl Polymerization)이라 한다. 단량체를 비활성의 매질 속에서 0.01～0.1㎜ 정도 입자로 분산시켜 중합하면 중합 반응 결과 얻어지는 고분자화합물은 비드 같은 입자로 되어 침강하므로 이를 비드 중합이라고도 하며 벌크 중합이나 용액 중합과 같은 반응기구로 반응이 진행된다. 일.. Engineering/고분자공학 2020. 2. 1.

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  고분자공학실험 | 현탁 중합 TIP MMA의 현탁중합을 통하여 현탁중합의 중요성과 장 · 단점, 메커니즘을 알아보고, 벌크 중합, 용액중합과의 차이점을 알아본다. 현탁중합(suspension polymerization) 용매를 사용함으로써 생기는 생산원가나 작업성의 문제점을 해결하기위해 물과 같은 비활성의 매질을 사용하여 중합하는 방법을 현탁중합이라고 하며, 진주중합(pearl polymerization)이라고도 한다. 단량체를 비활성의 매질 속에서 0.01～1㎜ 정도의 크기의 입자로 분산시켜 중합하면 중합반응결과 얻어지는 고분자화합물은 비드(bead)같 은 입자로 되어 침강하므로 비드중합(bead polymerization)이라고도 한다. 1. 장점 ① 고중합도의 고분자 생성물을 쉽게 얻을 수 있다. ② 중합열의 제거가 쉽다. ③.. Engineering/고분자공학 2020. 1. 28.

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  고분자공학실험 | 현탁 중합 TIP 1. Styrene과 Dibinylbenzene 을 중합하여 polystyrene 을 직접 합성할 수 있으며 중합반응중의 하나인 현탁 중합에 대해서 이해 할 수 있다. 2. 현탁중합에 있어서 생성되는 중합체의 크기나 모양에 영향인 교반 속도가 빨라질수록, 교반 시간이 길어질수록, 온도가 높아질 수록 현탁중합에서 생성물의 입자의 크기가 어떻게 변하는지를 이해하며 수득률을 구해본다. 고분자(高分子, macromolecule)는 분자량이 1만 이상인 큰 분자를 말한다. 100개 이상의 원자로 구성되어 있다. 대개 중합체이다. 물질의 성질로서는 첫 번째로 분자량이 일정하지 않아 녹는점과 끓는점이 일정하지 않고 ,두 번째로 액체 또는 고체로 존재한다. 세 번째로는 반응을 잘 하지 않아 안정적이다. 단량체는.. Engineering/고분자공학 2020. 1. 15.

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  고분자화학실험 | PMMA 벌크중합 TIP 기존에 만들어 놓은 MMA(Methylmethacrylate)를 단량체로 이용해 벌크중합(Bulk polymerization)을 통하여 고분자형태인 PMMA(Polymethylmethacrylate)을 만들고 개시제 농도에 따른 용해도 및 IR, DSC 측정값을 통해 이론치와 비교하여 실험원리를 이해하고 차이점을 검토한다. 단량체, 개시제만으로 간단히 중합체를 얻을 수 있는 벌크중합(Bulk polymerization)은 기체 및 고체 상태에서도 가능하지만 주로 액체 상태에서 행해지는 경우가 많다. 이 중합방법은 간편하면서도 고순도 및 높은 분자량의 중합체를 얻을 수 있는 장점이 있지만 반응시 열제거가 어렵고 경우에 따라서는 생성된 중합체가 단량체에 용해되지 않으며 또한 반응계의 점도가 높아 중합.. Engineering/고분자공학 2020. 1. 9.

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  고분자공학실험 | Styrene 현탁중합 원래 실험은 스테린의 용액중합이지만 용액중합시 용매를 많이 사용해야 돼서 현탁중합으로 폴리 스티렌을 만들게 되었다. 단위체를 전혀 용해하지 않거나 또는 거의 용해하지 않는 매체(주로 물)에 단위체를 분산시키고 매체에 녹지 않고 단위체에 잘 녹는 성질의 중합 개시제를 사용하여 현탁한 단위체의 작은 방울 내에서 중합 반응을 진행시키는 중합 방법으로, 분산된 작은 방울 형태대로 중합이 진행되며 최후의 중합물이 아름다운 투명한 입자 내지 비즈 모양으로 얻어지는 경우가 많으므로 이 중합법을 입자상 중합 또는 펄(pearl) 중합이라 부르는 경우도 있다. 단위체를 물 속에 뒤섞어 분산시켜 보통 분산의 안정제, 보조 안정제를 첨가한다. 현탁중합은 중합속도가 빠르고 발열반응이지만 분산매가 존재하므로 반응 온도 조절이 .. Engineering/고분자공학 2020. 1. 5.

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  고분자공학실험 | PMMA 현탁중합 TIP 용액중합(solution polymerization)과 현탁중합(suspension polymerization)의 차이를 이해하고 교반속도, 단량체와 물과의 비율, 안정제의 종류에 따른 생성중합체의 크기, 분자량 분포 등을 알아본다. 현탁중합과 용액중합의 비교 1. 현탁중합 : 용액중합과 달리 용매대신에 물과 같은 비활성 매질을 사용하여 중합하는 방식 ① 장점 : 고 중합도의 고분자 생성물을 쉽게 얻을 수 있으며, 유화중합(emulsion polymerization)에서와 같이 분산제나 유화제 등을 사용하지 않기 때문에 비교적 순도가 높은 화합물을 얻을 수 있다. 중합반응이 끝난 후 중합체를 반응용기 또는 분산매와 쉽게 분리할 수 있다. 중합체는 입상이고 취급이 용이하므로 공업적으로 많이 사용된다.. Engineering/고분자공학 2020. 1. 1.

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  고분자공학실험 | 고분자의 용융 흐름지수 측정 TIP 일정한 온도와 압력 조건 하에서 용융된 고분자를 규정된 깊이와 지름의 다이를 통해서 일정한 하중으로 압출시킬 때의 압출속도를 측정함으로써 용융된 고분자의 유동성을 측정해 보도록 하자. 모세관형 점도계의 형태를 가진 압출형 플라스토미터를 이용하여 일정한 온도와 압력 조건 하에서 용융된 열가소성 고분자를 규정된 깊이와 지름의 다이를 통해서 일정한 하중으로 압출시킬 때의 압출속도를 측정함으로써 용융된 고분자의 유동성을 측정한다. 압출속도는 10분당의 고분자 유출량으로 표시하게 되는데, 이 양을 용융지수 또는 용융유량이라 부른다. 본 실험에서의 용융지수 측정방법에는 (A)조작법과 (B)조작법이 있다. (A)조작법은 용융지수가 0.15 ～ 50 g / 10 min인 재료에 적용되는 수동조작법이고, (B)조.. Engineering/고분자공학 2019. 12. 27.

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  고분자기초실험 | 고분자 밀도 측정법 고분자의 밀도를 간단한 방법으로 측정할 수 있다. 물질을 용액에 넣었을 때 물질의 밀도가 용액의 밀도보다 높으면 가라앉게 되고 낮으면 떠오르는 원리를 이용해서, 서로 다른 비중을 가진 두 용액(한 용액의 밀도는 고분자의 밀도보다 높고, 다른 용액은 낮아야한다.)을 섞어서 고분자 시료와 같은 밀도의 상태로 만드는 것이다. 이 용액의 부피와 질량을 측정해서 밀도를 구하면, 그것이 곧 고분자의 밀도이다. 혼합된 용액의 밀도와 고분자의 밀도가 같아지게 되면 고분자 시료가 용액의 중간 부분쯤에 위치하게 될 것이다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 비중병의 질량을 측정한다. 2) 비중병에 증류수를 완전히 채우고 질량을 측정한다. 3) 실린더에 Isopropanol 40㎖를 넣고 고분자시료를 넣은 다음 증류수를 서서.. Engineering/고분자공학 2019. 12. 24.

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  고분자기초실험 | 굴절률 측정 TIP 1. 굴절율은 고분자의 광학적 특성에 매우 큰 영향을 미치는 물성 중의 하나이다. 따라서 굴절율에 대한 기본 개념 및 측정방법의 이해는 고분자 물성 이해에 대한 첫걸음이다. 2. 아베굴절계를 굴절율을 측정하는 방법을 익히고, 미지 시료의 농도를 예측하는 것. 빛은 전기장과 자기장으로 되어 있으며 이들은 상호 직교하고 또한 빛의 진행 방향에 직교한다. 어느 매질에서나 빛의 장과 매질 본자에 수반된 장간의 작용이 있기 때문에 매질에서의 빛의 속도는 진공에서의 것보다 작다. 빛살이 밀도가 작은 매질로부터 큰 매질 쪽으로 지나가면 속도가 줄어든다. 그에 따라서 빛의 방향이 바뀐다. 즉, 표면의 법선 방향에 더 가깝게 굴절한다. 빛살이 공기로부터 액체나 고체로 들어가면 입사각 i가 굴절각 r보다 크다. 입.. Engineering/고분자공학 2019. 12. 21.

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  고분자화학실험 | 비닐 단량체 및 라디칼 개시제(AIBN)의 정제 단량체의 순도 중합된 고분자의 질을 결정하는 매우 중요한 척도이다. 게다가 불순물이 중합 금지제 이거나 정지 반응을 일으키는 물질인 경우 그 농도가 ppm단위의 매우 적은 정도 라고 해도, 중합 속도 및 생성된 고분자의 분자량에 큰 영향을 미칠 수 있다. 정제법에는 단순 증류, 분별 증류, 공비 증류, 진공 증류, 재결정, 추출, 승화 그리고 크로마토그래피를 이용하는 방법 등이 있는데, 이번 실험에서는 추출과 재결정을 이용하여 정제를 진행하였다. 비닐 단량체의 정제에서 고려되어야 할 것은 단량체의 종류, 예상되는 불순물, 그리고 중합방법이다. 즉 라디칼 중합인가(라디칼 중에서도, 수용성 에멀젼 중합인가 혹은 괴상 중합인가), 이온 중합인가(양이온 중합인가 음이온 중합인가)에 따라 택해야 할 정제법이 다르.. Engineering/고분자공학 2019. 12. 17.

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  고분자공학개론 | Polyamide의 반복단위구조와 융점과의 관계 폴리아미드 주쇄를 이루는 구조단위가 아미드기에 의해 연결된 합성고분자를 말하며 아미드기(-CONH-)로 연결된 구조단위가 주로 지방족단량체로 이루어진 폴리아미드를 나일론이라고 하고 아미드기 중 최소한 85% 이상이 직접 방향족기와 연결된 폴리아미드를 아라미드라고 부른다. 폴리아미드 섬유인 나일론은 듀퐁사의 상품명으로 대표적으로 쓰이는것은 나일론66,나일론6이다. 이러한 폴리아미드섬유는 나일론6과 나일론66 이외에도 여러 가지 나일론 n 섬유가 공업화되거나 개발중인데 나일론 n은 메틸렌기가 많아지면 일반적으로 융점이 저하하는 경향이 있는데 홀수인것이 전후의 짝수인 것보다 융점이 높아서 탄소에 따른 융점의 변화를 그려보면 zig-zag형이 된다. 따라서 왜 반복단위에 따라서 융점이 변화하는가, 또한 반복단위.. Engineering/고분자공학 2019. 12. 9.

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  고분자공학실험 | ITO Pattering 공정 TIP 1. OLED / PLED / OTFT / OPV device의 투명전극으로 사용되는 ITO를 원하는 pattern으로 식각하는 법을 습득한다. 2. Photo lithorgraphy에 사용하는 각 공정의 원리와 공정 시 주의점을 습득한다. Lift off 공정 Lift-off공정이란 반도체 공정중 Etching(식각) 공정중에 일반적인 etching을 사용하지 않고 패터닝(patterning)하는 경우가 있는데, 대표적으로 이에 속하는 방법이다. film deposition 이전에 PR 패터닝을 하고 그 위에 film deposition을 한 후 PR을 제거함으로서 패턴을 형성시키는 방법을 말한다. PR을 용제(solvent)에 녹이는 과정에서 PR 위에 deposition된 필름은 제거되고 기.. Engineering/고분자공학 2019. 12. 3.

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  고분자화학실험 | 고분자 반응과 개질 TIP 고분자 반응(개질)을 통하여 새로운 구조를 가지는 고분자를 생성하는 반응을 이해한다. 고분자 개질 1) 특수한 작용기와 반응할 수 있는 작용기를 표면에 만들기 위함이다. 2) 표면에 가교결합을 도입한다. 3) 친수성이나 소수성을 증가시키기 위함이다. 4) 표면의 전기전도도 증가시키기 위함이다. 5) 약한 부위 층이나 불순물 제거한다. 6) 표면의 결정화도 증가시키거나 감소시켜 표면 형태를 수정한다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) MeOH(50㎖)와 NaOH를 flask에 넣어주고 Stirring해준다. 2) PVAc(2g)를 넣어주고 60℃에서 30분 반응시킨다. 3) 뜨거운 증류수에 반응시킨 PVA를 넣어주어 고분자가 용해되는지 확인한다. 4) 반응시킨 고분자를 하루 동안 건조시킨다. 5) I.. Engineering/고분자공학 2019. 11. 29.

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  고분자화학실험 | MMA 벌크중합 TIP 벌크 중합(Bulk Polymarization)을 통하여 MMA(Methyl Methacrylate)를 중합하고, PMMA[Poly(Methyl Methacrylate)]를 합성한다. 벌크중합(Bulk Polymarization) 괴상중합(塊狀重合)이라고도 한다. 고대부터 알려져 있는 가장 간단한 중합방법으로, 장치가 비교적 간단하고 반응이 빠르며, 수득률(收得率)이 높고 고순도의 중합체를 얻을 수 있으며, 중합체를 그대로 취급할 수 있는 것이 장점이다. 그러나 중합계(重合系)의 발열이 강하여 온도조절이 어렵고, 중합체의 분자량분포가 넓어지며, 중합체의 석출이 쉽지 않은 단점도 있다. 액체상(液體狀) 또는 기체상(氣體狀)의 단위체중합에 잘 이용된다. 축합중합에 이용할 때는 강하게 발열하는 일은 적.. Engineering/고분자공학 2019. 11. 25.

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  섬유공학실험 | 폴리에스터의 알칼리 감량가공 TIP 폴리에스터의 알칼리 감량가공을 통해 섬유가 어느 정도 부드럽게 느껴지도록 가공되었는지 보고 가열온도에 따라 어떤 점이 차이가 있는지 비교해 보는 기회가 되었다. 폴리에스터의 알칼리 감량 가공 1) 폴리에스터를 뜨거운 수산화나트륨용액으로 처리 – 가수분해 2) 중량 감소 – 섬유가 가늘어지고 표면 거칠어짐 3) 직물의 유연성, 드레이프성, 촉감, 광택 향상 4) 섬유표면 친수화, 흡습성 향상 5) 정전기 발생 감소 6) 쉽게 오염되고 쉽게 오염 제거 7) 분산염료에 데한 염색성 향상 - 색의 심도 커짐 8) 천연견에 가까운 외관 가능하게 함 9) 원리: 폴리에스터 섬유를 수산화나트륨, 수산화칼륨, 유기아민과 같은 알칼리 수용액 속에서 적정 온도를 유지하면서 일정 시간 동안 가열시켜 주면 폴리에스터 .. Engineering/고분자공학 2019. 11. 20.

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  고분자합성실험 | PVA 합성 TIP 폴리비닐알코올은 섬유호제, 접착제 등으로 이용되는 중요한 고분자로서, 폴리비닐아세테이트의 가수 분해반응으로 제조한다. 고분자반응에 의하여 합성되는 전형적인 고분자인 PVA의 생성반응을 이해하고, 합성법을 습득한다. Polyvinyl alcohol(PVA) 유기 중합체 계열에 속하는 수용성·가연성의 무색 수지. 폴리아세트산 비닐의 가수 분해로 얻어지는 무색 가루. 현재 세계적으로 가장 많이 생산되는 수용성 합성고분자이다. 합성 섬유, 비닐론, 도료, 접착제, 분산제 따위를 만드는 데에 쓴다. 기름이나 그리스에 강한 약품을 종이 또는 직물에 바르거나, 필름을 용매와 산소에 견딜 수 있게 만들기 위해, 그리고 접착제나 유화제의 성분, 및 다른 수지를 만들기 위한 출발물질 등으로 사용된다. PVA는 폴리.. Engineering/고분자공학 2019. 11. 20.

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  고분자화학실험 | MMA의 Bulk polymerization TIP MMA를 세 가지 조건(MMA, MMA+BPO, MMA+BPO+n-BuSH)에서 Bulk Polymerization을 시켜서 각 조건에 따른 중합상태를 관찰한다. 벌크중합은 고대부터 알려져 있는 가장 간단한 중합방법으로, 장치가 비교적 간단하고 반응이 빠르며, 수득률이 높고 고순도의 중합체를 얻을 수 있으며, 중합체를 그대로 취급할 수 있는 것이 장점이다. 그러나 중합계의 발열이 강하여 온도조절이 어렵고, 중합체 의 분자량분포가 넓어지며, 중합체의 석출이 쉽지 않은 단점도 있다. 액체상 또는 기체상의단위체 중합에 잘 이용된다. 축합중합에 이용할 때는 강하게 발열하는 일은 적다. 중합반응의 기초적인 연구를 위해 실험실에서 시행되며, 공업적으로도 유기유리로서의 아크릴수지 제조 등에 이용된다. 1. 반.. Engineering/고분자공학 2019. 11. 16.