폴리에틸렌글리콜(PEG) 점도평균분자량 측정 실험

문서 내 토픽

1. 점도 측정 및 계산

모세관 점도계를 이용하여 PEG 용액의 유출시간을 측정하고, 상대점도, 비점도, 환원점도를 계산했다. 상대점도는 시료의 유출시간을 물의 유출시간으로 나눈 값이며, 비점도는 상대점도에서 1을 뺀 값이다. 환원점도는 비점도를 농도로 나눈 값으로 계산되었다. 측정된 환원점도 값들은 0.0385~0.0448 범위를 나타냈다.
2. 고유점도 결정

Huggins식을 이용하여 고유점도를 구했다. 환원점도와 농도의 관계식 y = 0.0012x + 0.0349에서 y절편값인 0.0349를 고유점도로 결정했다. 고유점도는 PEG의 밀도와 관련이 있으며, 분자의 질량 및 구조에 따라 변화한다. 고유점도 값이 낮을수록 PEG 분자의 질량이 크고 부피가 커짐을 의미한다.
3. Mark-Houwink식을 이용한 분자량 계산

Mark-Houwink식 [μ]=K{M_v^a}를 이용하여 점도평균분자량을 계산했다. 25°C에서 PEG 용액의 K=1.56×10⁻³, α=0.5 값을 대입하여 점도평균분자량 500.4972를 얻었다. 높은 점도평균분자량 값은 PEG의 분자량 분포가 넓다는 것을 의미한다.
4. PEG 농도 및 무게농도 계산

PEG 함량과 부피를 이용하여 무게농도를 계산했다. 샘플 1~4의 무게농도는 각각 4.762, 6.542, 8.257, 9.909 g/dl로 측정되었다. 농도 계산은 (PEG 무게/총 부피)×(1ml/0.01dl) 공식을 사용하여 수행되었다.

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1. 점도 측정 및 계산

점도 측정은 유체의 흐름 저항성을 정량화하는 중요한 물리화학적 분석 방법입니다. 우베로벨로드 점도계나 회전 점도계 등 다양한 기기를 통해 정확한 측정이 가능하며, 온도와 압력 같은 환경 변수의 엄격한 제어가 필수적입니다. 점도 계산은 측정된 유출 시간과 표준 물질의 점도를 이용한 상대 점도 계산으로 진행되며, 이는 고분자 용액의 특성 파악에 매우 유용합니다. 정확한 점도 데이터는 산업 공정 최적화와 제품 품질 관리에 직결되므로, 측정 절차의 표준화와 기기의 정기적 검정이 중요합니다.
2. 고유점도 결정

고유점도는 고분자의 크기와 형태를 나타내는 중요한 특성값으로, 무한 희석 상태에서의 상대 점도 증가를 의미합니다. 여러 농도의 용액을 제조하여 각각의 점도를 측정한 후, 농도에 대해 외삽하여 결정하는 방법이 표준적입니다. 고유점도는 고분자의 분자량, 용해도, 구조적 특성 등을 반영하므로 고분자 특성화에 필수적인 지표입니다. 정확한 고유점도 결정을 위해서는 충분한 수의 농도 포인트와 정밀한 측정이 요구되며, 온도 일정성 유지가 매우 중요합니다.
3. Mark-Houwink식을 이용한 분자량 계산

Mark-Houwink식은 고유점도와 분자량 사이의 경험적 관계식으로, 고분자의 분자량을 비교적 간단하게 결정할 수 있는 강력한 도구입니다. 이 식의 상수 K와 a는 특정 고분자-용매 시스템에서 실험적으로 결정되어야 하며, 온도에 따라 변합니다. 정확한 분자량 계산을 위해서는 신뢰할 수 있는 상수값의 확보가 필수적이며, 측정된 고유점도의 정확성이 직접적으로 결과에 영향을 미칩니다. 이 방법은 겔 투과 크로마토그래피 등 다른 분자량 측정 기법과 상호 검증하는 것이 권장됩니다.
4. PEG 농도 및 무게농도 계산

PEG(폴리에틸렌글리콜)의 농도 계산은 용액 제조의 기본이며, 부피 농도와 무게 농도의 정확한 구분이 필요합니다. 무게농도는 용질의 질량을 용액의 총 질량으로 나눈 값으로, 온도 변화에 영향을 받지 않아 더 안정적입니다. PEG의 분자량에 따라 같은 무게농도라도 몰 농도가 크게 달라지므로, 실험 목적에 맞는 적절한 농도 표현 방식 선택이 중요합니다. 정확한 저울과 용량 플라스크를 사용한 신중한 계산과 측정이 재현성 있는 실험 결과를 보장합니다.

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