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![[공정실험] 고분자 나노 입자 합성(Synthesis of Polymer Nano-particle)-2](http://images.happyhaksul.com/thumb/615/614128-0002.gif)
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![[공정실험] 고분자 나노 입자 합성(Synthesis of Polymer Nano-particle)-7](http://images.happyhaksul.com/thumb/615/614128-0007.gif)
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분야
hwpⅡ. 기본 이론
Ⅲ. 실험 DATA 및 분석
Ⅳ. 실험 결과 및 토의
Ⅴ. Reference
고분자 중합 공정의 개념을 이해하고 Pyrrole과 MMA를 이용한 에멀젼 중합을 통해 에멀젼 중합의 원리를 이해한다. MMA양의 따른 전도성 고분자의 전도도의 차이를 확인하고 전도성 고분자에 대한 전체적인 이해와 원리를 알아본다.
Ⅱ. 기본 이론
(1) 고분자 중합
①라디칼 중합
라디칼 중합은 중합체 말단에서 자유라디칼이 형성되면서 일어나는 중합 반응을 말한다. 라디칼은 다른 부분에 비해 높은 반응성을 가지므로 쉽게 반응이 일어날 수 있다. 중합 공정에서는 처음에 라디칼이 형성되도록 유도하는 개시과정을 거치면 라디칼에 의한 연속반응으로 고분자가 성장하며 이후 자유 라디칼끼리의 반응으로 활성을 잃으며 정지하게 된다.
보통 라디칼 중합의 경우 그 반응 공정에 따라 다음과 같은 종류의 중합법이 있다.
⒜ Bulk중합 : 단량체 및 촉매 등의 중합에 필요한 성분만을 이용한 중합방법이기 때문에 수득률이 높고 고순도의 중합체를 얻을 수 있으나 중합열 제거가 어렵기 때문에 분해나 가교 반응이 일어날 수 있으며 분자량 분포 역시 넓다. 액체상(液體狀) 또는 기체상(氣體狀)의 단위체중합에 잘 이용된다
⒝ 용액중합 : Bulk중합은 중합이 고르게 진행되지 못하는 단점이 있기 때문에 용액 중합은 단량체를 용액에 녹여 분산시킨 후 중합반응을 일으킨다. 반응물이 집중되어 있는 Bulk중합 보다 중합열 제거가 쉽고 점도가 작아 공정 제어가 쉽다. 그러나 이후에 용액에서 고분자를 분리하는 일이 어렵기 때문에 용제 혼합물 자체로 제품으로 판매 가능한 접착제 등의 중합반응에 이용된다. 용액 상태의 고분자는 그 이동속도가 느리기 때문에 보통은 느린 반응 속도를 갖는다.
⒞ 현탁중합 : 용액중합 시 가장 큰 문제는 용매의 가격이 비싸고 분자량이 큰 중합체를 얻을 수 없다는 점에 있다. 따라서 용매를 대신하여 물과 같은 비활성 매질을 사용한다. 단량체를 물에 고르게 분산시키기 위해 수용성 안정제 등을 첨가하면 직경이 약 100~500 마이크론 정도의 현탁액을 만들고 중합한다. 반응이 진행 되면 단량체 방울은 고체로 중합되어 얻어지며 균일한 구슬상의 고분자를 얻을 수 있다. 물에서 반응이 진행되기 때문에 이후 건조 공정이 필요하며 현탁제로 인해 오염이 있을 수 있다.
⒟ 유화중합 : 단량체를 콜로이드 상태로 물속에서 중합시킨다. 유화중합도 물을 매질로 하여 사용되나 현탁 중합과 다른 점은 콜로이드 상태의 분산 입자 크기가 현탁 중합에서보다 훨씬 작고 또 입자가 안정하다는 것이다. 에멀젼 중합에서 단량체 방울의 크기는 0.05~10마이크론 정도로 현탁중합이 비해 매우 작다.
단량체와 개시제를 물속에 콜로이드 상태로 만들어 주기 위해 필수적으로 계면활성제가 이용되며 이후 개시제 및 단량체는 수용액에서 micelle 구조를 형성하며 존재하게 된다.
②Micelle
⒜ 형성
물속에서 계면활성제(surfactant)의 농도가 어느 일정한 농도를 넘으면 계면활성제는 Micelle을 형성하게 된다. Micelle이 생길 수 있는 최소한의 계면활성제 농도를 Critical Micelle Concentration (CMC) 라고 한다.
② Fabrication of conducting polymer nanomaterials and their applications, 2006, 오준학, 서울대학교
③ Synthesis, Electrical Properties and Stability of Polypyrrole-Containing Conducting Polymer Composites, 1996, Maria Omastova, Juraj Pavlinec
④ Conducting Polypyrrole Nanoparticles: Fabrication and Application, 윤현석, 장정식, 서울대학교 화학생물공학부
⑤ Polycarconate/Polypyrrole 전도성 복합체의 제조와 전기적 성질에 관한 연구, 1999, 김용주, 김남인, 이완진, 전남대학교
⑥ 유화중합에서 계면활성제의 기능과 역할, 김중현, 연세대학교 화학공학과 고분자 소재 연구실
⑦ 고분자재료공학 (오세용)
