중합을 통해 고분자를 형성하는 필수 구성단위를 제공하는 분자(IUPAC정의)

단량체, 단위체라 불리는 작은 분자들이 반복적으로 화학적인 결합을 해 만들어진 거대한 분자

단량체들이 서로 결합하여 거대한 고분자 물질을 만드는 결합반응

고분자는 여러개의 단량체의 결합한것으로 반복단위(단량체)의 정량적인 수를 나타낸다 , 중합도는 고분자의 분자량 및 물성을 판단하는 중요한 지표이다

유리전이온도(Tg) : 고분자에 열을 가해 무정형 영역이 반응하는 온도, 흡열반응, 결정화온도(Tc) : 무질서했던 무정형 영역들이 재정렬을 하는 온도, 발열반응, 융점(Tm) : 결정형 영역들이 녹기 시작하는 온도, 흡열반응, 분해온도(Td) : 고분자들이 분해를 하는 온도, 발열반응

이중결합을 갖는 단량체들이 외부적인 요인(라디칼개시제, 이온, 빛, 열등)에 의해 이중결합이 깨져 활성자리가 생기고 이 활성자리에 단량체들이 결합하여 고분자를 형성하는 중합반응, 개시, 성장, 종료 3단계에 거쳐 고분자가 형성된다

1. 가장 먼저 라디칼이 분해한다, 2. 라디칼이 단량체를 공격해 이중결합을 깨뜨려 한쪽에 결합하고 새로운 활성자리가 생긴다(개시), 3. 활성자리가 다른 단량체를 공격해 새로운 활성자리를 만들고 이 과정을 반복하면서 고분자가 성장하게 된다(성장), 4. 계속해서 성장하다가 성장하는 끝부분이 서로 만나 반응이 종료하거나 원래 있던 수소가 떨어져 나가 이중결합이 형성되어 반응을 종료하거나 떨어져 나간 수소와 결합하여 반응을 종료한다(종료)

서로 다른 두 단량체들이 결합할때 서로 다른 관능기가 반응하여 물과 같은 작은분자들이 생성되거나 제거 되면서 고분자를 형성하는 중합반응, 단량체끼리 반응하여 이량체를, 이량체끼리 반응하여 사량체를, 사량체끼리 반응하여 팔량체를 생성하는 올리고머 단계를 거쳐서 고분자를 형성한다

괴상중합, 용액중합, 현탁중합, 유화중합

단량체를 녹이는 유기용매를 사용하여 중합한다(단량체 + 개시제 + 유기용매), 장점 1) 점도를 낮출수 있다 2) 단량체는 녹으면 사이즈가 작아져 반응성이 증가한다 3) 고분자들도 녹여 단량체나 다른 고분자들과 만나 새 고분자 형성이 유리하다, 단점 1) 용매를 사용해 비용이 증가한다 2) 용매제거 공정이 필요해 처리비용이 증가한다 3) 용매와 섞여 회수율이 떨어진다

단량체와 개시제만을 사용하여 중합한다, 장점 1) 순수한 제품을 얻는다 2) 반응볼륨대비 전활률이 높다 -> 고분자를 만들기 위한 단량체밖에 없기때문에 3) 회수율이 높다 4) 최종제품의 형태로 회수할 수 있다, 단점 1) 반응하지 못하고 남은 단량체 잔유물을 제거하기 어렵다 -> 용매를 사용하지 않아 점도가 높고 유동성이 낮다 2) 국부적인 열분해가 발생할 가능성이 높다

용액중합에서 유기용매 대신 물을 사용한다(단량체 + 개시제 + 물), 장점 1) 물을 사용해 안전하다 2) 유기용매대신 물을 사용해 비용을 절감할 수 있다 3) 열분산, 열제거가 용이하다, 단점 1) 단량체는 물 입자를 그대로 머금어 물을 제거해야하는데 이게 어렵다(결국엔 용액중합보다 비쌈) 2) 중합도를 측정하기 어렵다 3) 물로인해 고분자의 순도가 떨어질수있다

계면활성제와 같은 유화제를 사용해 중합한다, 계면활성제를 CMC값까지 사용하면 마이셀을 형성하는데 마이셀안에 단량체가 들어간다, 장점 1) CMC값에 의해 만들어지는 마이셀의 크기는 일정하므로 고분자의 크기도 일정하게 조절이 가능하다 즉, 고분자의 분자량 조절이 쉽다, 단점 1) 현탁중합과 마찬가지로 물을 제거하는게 어렵다

계면활성제는 친수성 부분과 친유성 부분이 있는데 이때 물이나 기름에 넣으면 친수성 부분끼리 모이거나 친유성 부분끼리 모여 구의 형태를 형성하는 이때의 구조를 마이셀 구조라 한다, 마이셀 구조는 CMC값에 도달해야지 형성한다

고분자의 긴 사슬은 고밀도로 촘촘히 뭉친 결정형 영역과 저밀도로 자유자재로 움직이는 무정형 영역이 공존하여 부드러우면서도 질기다

고분자는 한 장소에 있어도 분자량이 다를수 있다 , 수평균 분자량(Mn), 중량평균 분자량(Mw)같은 평균분자량을 사용한다

총 무게를 사슬의 총 수로 계산, (분자량 x 몰수)의 합 / 몰수의 합

총 무게에 기여하는 정도를 감안, (분자량 x 무게)의합 / 무게의 합 , (분자량² x 몰수)의 합 / (분자량 x 몰수)의 합

고분자의 분자량을 분포를 나타낸다, 구하는법 : 중량평균 / 수평균, 특징 : PDI의 값이 1에 가깔울수록 사슬의 길이(분자량의 값)가 일정 -> 순도가 높음 -> 제품의 품질, 공정안정성이 우수하다

흡열과 발열을 통해 열적특성을 확인할수있다, sample부분과 reference부분의 온도차이는 0이여야한다, sample에 열을 가한다 -> sample이 Tg에 도달하면 흡열반응이 일어난다 -> sample부분의 열을 흡수해 온도가 내려간다 -> sample부분에 열을 주어 온도차이를 0으로 한다, sample이 Tc에 도달해 발열반응을 한다 -> sample부분에 열을 방출한다 -> sample부분의 온도가 증가한다 -> reference부분에 열을 주어 온도차이를 0으로한다

Tg, Tc, Tm

저울에 측정하고자하는 고분자를 올려놓고 열을 가했을때 Tg, Tc, Tm에서는 중량변화가 없다가 Td에 도달해 중량에 변화가 생기면 이를 측정한다, 열적특성, 열적안정성를 측정한다

Tdi, Tdmax, Residue

분해가 시작되는 지점

분해가 가장 활발한 지점

무게변화가 없는 구간, 무게변화량(Y축)이 0%가 아닌 5~10%이다 -> 잔유물

중합시 사용한 무기촉매, Char : 유기물질들의 검은 그을음, 단점 : 무기촉매와 Char이 많다 -> 스크류의 스크래치가 발생하고 무게증가 -> 가공성이 떨어진다

TGA-Curve를 미분한 DTGA-Curve를 통해 구한다

무게 변화가 없는 Tg, Tc, Tm에서는 그래프가 일정, 분해가 시작하는 Tdi에서 그래프가 증가, 분해가 가장 활발한 Tdmax에서 최고점을 찍고 서서히 감소, 무게변화가 없는 Residue에서 그래프가 일정

miscible : 완벽히 섞여 한개의 물질처럼 보인다 Tg가 한가지, semi-miscible : 덜섞여 섞인부분, 섞이지 않은 부분이 공존한다, immiscible : 섞이지 않아 완벽히 상이 분리된 경우 Tg가 두가지

고분자 A, B를 각각 용매 A, B에 녹여 용액상태로 섞는다, 용매끼리 잘섞여야한다(안섞이면 상용화제), 용매의 물리, 화학적 성질이 비슷해야한다 -> 용매를 제거하기 위해, 고분자의 용해도가 비슷하거나 같아야한다, 최종제품의 형태가 용액이여야 좋다

하나를 고분자의 형태가 아닌 단량체의 형태로 용매에 녹인 뒤 섞는다 -> 고분자 사이사이에 단량체가 존재 -> 중합시 단량체끼리 결합해 고분자 형성, 용매끼리 잘섞여야한다, 중합도중 석출되면 안된다 -> 공정조절필요, 고분자의 물성에 변화가 없어야한다 -> 공정조절필요, 최종제품의 형태가 용액이여야 좋다

고분자 A, B를 녹여 그대로 섞는다, 열적성질(특히 Tg, Tm)이 같아야한다, 점성이 낮아야한다 -> 점성이 높으면 잘 섞이지 않는다, 상분리가 일어나지 않아야한다, 공정이 간단하다

깨지기 쉽고 단단한 고분자 : 고분자를 늘리면 늘어나지 않고 부숴진다 ex) PS, PMMA, 질기고 단단한 고분자 : 고분자를 늘리면 버티다가 끊어진다 ex) 대부분의 범용고분자 : PE, PP, PVC, PET, 탄성이 높고 무른 고분자 : 고분자를 늘리면 잘 늘어난다. 단, 너무 많은 힘을 가하면 끊어진다 ex) PB, PU

인장특성, 굴곡특성, 충격특성