PMMA의 suspension polymerization

3. 실험개요

본 실험은 정제된 MMA 왿� BPO를 이용하여 PMMA를 합성하고자 한다.
MMA monomer왿� BPO 개시제를 투입하여 반응을 진행시켜 벌크중합을 하다가
점도가 인정 한도에 도달하면 증류수왿� PVA수용액을 넣어 suspension 중합을 한다. 반응이 완료된 후 물로 세척후 오븐에 건조시킨후 반응물의 수율과 모양, 결과를 알아보는 것이다.


4. 이론적 배경 or 이론

Radical 개시제를 이용한 중합방법 중 bulk 중합은 간단한 장치로 polymer를 제조 할 수 있는 방법이지만 monomer가 중합되면서 발생하는 중합열의 제거가 용이하지 않고 monomer radical이 생성된 polymer에 묻혀 polymer로 변환되지 않는 cage effect가 발생함에 따라 미반응 monomer가 많아진다. 또한 이런 monomer들의 불균등한 반응으로 반응초기에 일부 polymer radical의 분자량이 급격하게 증가하거나 그에 따른 분자량의 분초가 커지는 단점이 나타나게 된다. 이런 단점의 보완으로 용매를 사용하는 solution polymerization이 있지만 용매사용에 따른 비경제성과 반응종료 후 용매를 제거해야하는 단점이 있어 적용에 제한된다.
한편 용매대신에 monomer왿� 섞이지 않는 물을 사용하여 반응온도의 급격한 상승을 방지하는 방법인 suspension polymerization(현탁중합)은 monomer왿� 섞이지 않는 매질(medium)로 보통 물을 사용하게 되고, 이때 강한 교반을 통해 monomer의 유적(방울)들이 물에 분산된 형태로 중합이 진행되기 때문에 중합열이 매질인 물로 전달되어 급격한 온도상승이 없고 중합 후 생성된 polymer로부터 물을 쉽게 제거할 수 있는 장점이 있어 현재 공업적이 중합방법으로 가장 널리 쓰이고 있다.
suspension polymerization에 사용되는 개시제로는 물에 녹지 않고 오직 monomer에 녹아 작은 유적(직경 약 0.1~1.0mm)에만 존재하게 되고 분산의 안정적인 유지를 위해 분산 안정제를 사용한다. 실제 radical 개시제로 사용되는 것들에는 주로 과산화물(peroxides)로 BPO(benzoyl peroxide)나 cumyl peroxide, t-butyl hydroperoxide 등이 있으며 AIBN과 같은 diazo 화합물도 유용하나 매질