기술자료_중합방법에 따른 고분자입자의 물성변화

기술자료_중합방법에 따른 고분자입자의 물성변화

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중합방법에 따른 고분자입자의 물성변화.doc

최근 산업적으로 폭넓게 사용되고 있는 라텍스는 고분자 수 지, 인쇄, 도장, 종이, 도료, 사진재료, 화장품, 의약품, 건축, 섬유 산업 등에 매우 다양하게 사용되고 있으며, 각 분야별 로 고분자 입자의 크기는 다양하게 사용된다. 유화중합 (emulsion polymerization)은 물, 단량체, 수용성 개시제와 선 택적으로 계면활성제가 사용된다. 반응초기에 단량체는 상대 적으로 큰 방울(droplet)과 미셀(micelle)내에 존재한다. 중합 이 시작되면 새로운 고분자 입자를 생성하게 되어 계면활성 제로 안정화된 단량체 방울과 상이 분리 된다. 중합의 장소 는 유화된 단량체 방울 내 에서 가 아니라 이미 형성된 입자 상(particle phase)에서 이다[1].

유화중합공정은 비교적 복잡 한 메커니즘을 지니나 빠른 시간 내에 높은 분자량의 고분자 가 합성되고 분산매로 물을 사용하기 때문에 공정자체가 안 전하다는 장점을 지니고 있다. 하지만, 입자표면에 흡착된 계 면활성제나 보호 콜로이드의 영향으로 수분에 아주 민감하여 전자재료로 사용하기 위해서는 부가적인 공정을 필요로 하게 된다. 이와 같은 점을 보완하기 위해 유화제를 첨가하지 않 은 유화중합이 1970년대 중반 이래로 활발하게 연구가 진행 되어 왔다. Matsumoto와 Ochi는 중합과정중의 입자생장에 대 한 속도론을 연구하였는데 이들은 중합개시에서 하나 또는 두 개의 SO4− 자유라디칼이 중합에 참여하게 된다고 생각했으며 이러한 자유라디칼 중 최소한 한 개가 거대분자의 말단에 화 학적으로 결합되어 안정화된다고 하였다. 또한 Matsumoto와 Ochi는 형성된 올리고머릭 자유라디칼(oligomeric free radical) 의 친수성 특징 때문에 그것들이 라텍스 입자의 내부로 뚫고 들어가지 않고 표면에 층으로 존재하고 입자의 안정성을 제 공하는 입자간의 상호반발을 용이하게 한다고 제안했다.

분산중합(dispersion polymerization)은 높은 전화율을 갖는 빠른 공정으로 1~15 µm의 입자 크기를 갖는 고분자 제조기술이다. 분산중합에서 반응 초기에 유기용매는 모노머와 연속상이 되 고 중합 후 고분자에는 불용인 것을 선택한다. 안정된 콜로 이드 입자가 분산되기 위해서 입체 안정제를 사용하는데, 이 를 사용하지 않으면 육안으로 보이는 뭉침이 생성되고 이는 완전한 구형을 띠지 못하게 된다. 안정제 없이 가교에 의해 구형 입자가 생성되는 반응은 침전 중합이라 한다[2].

분산중합은 중합 메커니즘의 다양성으로 폭넓은 정의를 내 릴 수 있으며, 양이온이나 음이온 개시제로 개시하거나, 사슬 중합 이상으로 단계적 중합이 가능하다. 분산중합은 유화중 합의 논리적인 확장으로서 발전 되어 왔으며 1975년 Barrett 의 저서에 나타난 이래 많은 연구가 되어왔다. 본 실험은 이 렇게 다양하게 이용되고 있는 고분자를 유화중합과 무유화중 합 그리고 분산 중합을 통하여 polystyrene 고분자 입자를 합 성하여, 중합방법이 제조된 입자의 물성에 미치는 영향에 대 해 조사했다.

상세한 내용은 첨부화일을 읽어본다.