[고분자공학실험]스티렌의 현탁중합

1. 실험 목적
1.1. 자유라디칼 중합의 다른 방법인 현탁 중합법을 사용하여 고분자를 합성한다.

2. 실험 이론 및 원리
2.1. 실험 요약
본 실험은 스티렌 단량체를 증류수에 분산시키고 개시제인 BPO를 가한 후, 분산된 단량체를 안정화시키기 위하여 분산제인 PVA를 사용하여 중합시키는 현탁 중합을 하는 실험이었다. 이 전에 실험하였던 벌크 중합, 용액 중합과 다른 점을 정리하는데 도움이 되었다. 본 실험에서는 개시제의 양, 분산제의 양, 단량체의 양을 조절하여 각 조마다 다르게 진행하였다. 반응이 끝난 후 감압 여과하여 얻어진 중합체를 건조시켜 질량을 측정하여 수율을 계산하였고, 각 조의 실험 결과를 모아 실험 조건이 스티렌의 수율에 미치는 영향에 대해 알아보았다. 또한 개시제나 분산제, 단량체의 농도에 따른 반응 속도 및 중합도의 차이에 대해서도 알아보았다.

2.2. 고분자 점도 측정 방법
희박용액 점도측정법은 일상적으로 분자량 측정 시 사용되는 가장 단순하고 광범위하게 쓰이는 방법이다. 이것은 절대적인 측정방법이 아니며 각 고분자 시스템은 먼저 분별시킨 고분자 시료로 절대적 분자량을 측정(주로 광산란법 이용)한 후 검정되어져야 한다. 점도는 대략 0.5g/100㎖의 농도에서 일정한 길이의 모세관을 통하여 일정 부피의 용액이 흐르는 시간을 측정하면 된다. 유동 시간은 점도계의 두 개의 지정된 선 사이를 용액 말단의 요철로 패인 부분(meniscus)이 지나가는 시간을 측정하면 알 수 있다. 점도는 일반적으로 30.0±0.01℃의 일정한 온도에서 측정된다.

Fig.1.에 두 종류의 일반적인 점도계가 나타나 있다. 이 둘 중에서 Ubbelohde 점도계는 재현 가능한 결과를 얻기 위하여 반드시 정확한 부피의 용액이 필요 없다는 점에서 더 사용하기 편리하다. 게다가 추가의 용매를 넣을 수 있기 때문에(reservoir가 충분히 크다고 가정하면), 점도계를 비우고 다시 채울 필요 없이 농도를 저하시킬 수 있다.