[화공시스템실험] 고분자 축중합 공정 실험 결과레포트

소개

단국대학교 화학공학과 전공생
4학년 화공시스템 실험 결과레포트
A+ 레포트 받은 레포트입니다.

결과 분석, 개인고찰 있습니다.

목차

1. 설정한 실험 변수
2. 실험 결과
3. 결과 분석, 개인 고찰
4. 참고문헌

본문내용

1. 설정한 실험 변수
- 독립변수 : 개시제 BPO의 양(농도)
- 통제변수 : 교반속도(RPM), 안정제(PVA)의 양(1g), MMA의 양(50ml), 온도, 시간
- 종속변수 : 제조되는 PMMA의 양, 평균 입자 크기

<중략>

3. 결과 분석

이번 실험은 고분자 축중합 공정 중 하나인 현탁중합을 통해 MMA로부터 PMMA를 합성하고, BPO의 양과 교반 속도가 PMMA의 수득률 및 비드 크기에 미치는 영향을 분석하는 것이 목적이었다. 독립 변수로는 BPO의 양(1g, 1.5g, 2g), 실험 조건으로는 1주차 200 rpm, 2주차 500 rpm의 교반 속도를 설정하였다. 각각의 교반 속도를 조건으로 실험을 진행해 PMMA로 합성한 후 일주일 간 건조시켜 가루 형태로 만들어 생성된 PMMA의 무게와 비드의 크기를 측정했다.

(1) 1주차 실험 결과

1주차 실험(교반속도:200 rpm)에서는 BPO 양에 따라 PMMA 수득률이 각각 49.62%, 57.39%, 51.48%로 나타났다. BPO가 1.5g일 때 수득률이 가장 높았으며, 이후 BPO가 2g으로 증가했을 때는 수득률이 오히려 감소하였다. 이는 개시제 농도가 일정 수준까지는 반응을 촉진시키지만, 과량일 경우 라디칼 반응의 종결이 빨라지거나 사슬 전이가 증가하여 고분자 생성이 비효율적이 되는 경향으로 해석할 수 있다.
비드 크기 역시 BPO 농도에 따라 변화를 보였으나 뚜렷한 경향성은 관찰되지 않았다. 1.5g BPO 조건에서 가장 큰 비드 크기(258.31 μm)를 보였지만, 2g에서 다시 감소하였다. 이는 비드 형성에 영향을 주는 인자가 BPO 농도뿐만 아니라 교반 속도, PVA의 농도, 점도, 반응 온도 등 복합적으로 작용하기 때문으로 보인다. 또한 개시제의 농도가 증가할수록 단위 시간 당 생성되는 라디칼이 수가 증가하면서 더 많은 사슬이 동시에 자라게 되어 사슬의 길이가 짧아진다. 이로 인해 비드 하나하나의 크기가 충분히 커지지 못하고 작게 굳어진다.

참고자료

· https://www.sigmaaldrich.com/KR/ko/product/aldrich/452130
· Moens, E. K. C., De Smit, K., Marien, Y. W., Trigilio, A. D., Van Steenberge, P. H. M., Van Geem, K. M., Dubois, J.-L., & D’hooge, D. R. (2020). Progress in reaction mechanisms and reactor technologies for thermochemical recycling of poly(methylmethacrylate).Polymers. https://doi.org/10.3390/polym12081667
· Ariyanto, M. A., Zulfa, I., Sumarno, & others. (2021). Purification process of poly methyl methacrylate products made with suspension polymerization techniques. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering
· Aspen Technology, Inc. (2013). Aspen Polymers Examples & Applications.
· 양경모, 정동준. (2003). 폴리메틸메타아크릴레이트 입자 크기 및 분자량 제어에 따른 의치상 재료로서의 기계적 물성 변화.
· Kim,S.J.,& Woo,J.P. Effect of parameters on the particle size in dispersion polymerization of poly(methyl methacrylate).