1. 실험 원리①. 광중합(PhotoPolymerization)광중합은 반응 시 열 대신 빛에 의한 에너지 공급으로 라디칼을 생성하여 중합하는 것을 말한다. 주로 자외선이나 가시광선을 사용하는데, 고분자 화합물 구조에서 반복단위의 기초가 되는 비교적 분자량이 작은 화합물에 빛을 조사하면 단위체가 빛을 흡수, 활성화되어 연쇄적으로 중합반응이 일어난다. 예를 들어, 벤조페논과 벤조인 유도체(Benzoin alkyl ether)와 같이 자외선 복사에 노출되었을 때 효과적으로 분해할 수 있는 광화학 개시제(photochemical initiator)를 사용하는 것이 일반적이다.REL -> {hv} {}BULLET +BULLET②. 공중합(Copolymerization)공중합은 2종 이상의 중합이 가능한 단위체가 중합체를 만드는 반응이다. 공중합체는 하나 이상의 반복 단위를 가지며 반복 단위의 성질과 사슬 내의 그 연결 순서와 비율에 따라 그 물성이 조절된다. 따라서 공중합체의 조성과 반복 단위의 연결 순서를 어떻게 조절하는지 이해하는 것이 중요하다.가장 간단한 선형 단계 공중합법은 ARB + AR’B 또는RA _{2} +R`'B _{2} +R`'`'B _{2}인 일반적 형태의 중합을 가리킨다. 예를 들면 hexamethylene diamine을 adipic acid와 sebacic acid의 혼합물과 반응시켜 nylon6,6와 nylon6,10 반복 단위가 동시에 있는 폴리아마이드 공중합체를 얻는다. 상호 반응성 작용기는 서로의 반응성이 같기 때문에 특정 단량체만의 반응할 확률은 초기에 넣은 작용기들의 몰분율에 의존하게 된다. 따라서 앞에서 말한 폴리아마이드 공중합체의 경우 불규칙 공중합체가 된다.같은 형태의 작용기로서 서로 다른 반응성인 두 가지 이상의 단량체를 단계 공중합시키면 불규칙 공중합체가 얻어지지 않는다. 이때는 더 반응성인 작용기를 가진 단량체가 우선 반응하게 되어 그것만의 올리고머 사슬이 우선 얻어지게 되고, 덜 반응성인 단량체는 우선 반응성인 단량체가 거의 소모된 후에 공중합에 참여하게 된다. 따라서 그 공중합체 속에는 같은 반복 단위가 연속해서 나오는 결과가 되어 블록 공중합체를 형성한다.③. 공중합체(Copolymer)공중합체(Copolymer)는 공식적으로 한 종류 이상의 단량체로부터 파생되는 고분자를 의미한다. 하지만 일반적으로 단일중합체의 쓰임에 따라 구조를 기반으로 정의한다. 일반적으로 공중합체는 두 개 이상의 서로 다른 반복 단위로 이루어진 고분자를 의미한다. 공중합체는 고분자 사슬에 반복 단위가 어떻게 배열되어 있는지에 따라 분류되는데, 서로 다른 두 종류의 반복단위(A와 B)로 이루어진 간단한 공중합체를 예로 들어 설명할 수 있다.통계 공중합체(Statistical Copolymer)는 반복 단위가 특정한 통계 규칙을 따르면서 배열되어 있는 공중합체이다. 불규칙 공중합체(Random copolymer)는 반복단위의 배열이 불규칙적인 공중합체로서 통계 공중합체의 특수한 경우이다. 교대 공중합체(Alternating Copolymer)는 두 종류의 반복 단위만을 가지며 반복 단위가 고분자 사슬을 다라서 교대로 배열된다. 일반적으로 통계, 불규칙, 교대 공중합체는 단일중합체 성질의 중간 단계인 성질을 가진다. 따라서 공중합체를 합성함으로써 원하는 단일중합체의 성질들을 단일 물질이 갖도록 하는 것이 가능하다.블록 공중합체(Block Copolymer)는 선형 공중합체로 같은 종류의 반복 단위가 긴 서열이나 블록을 이루고 있다. 주로 블록 공중합체는 AB di-block 또는 ABA tri-block가 있다. 그래프트 공중합체(Graft Copolymer)는 가지의 화학 구조가 주사슬의 화학 구조와 다른 가지 고분자이다. 가장 단순한 형태는 주사슬이 한 종류의 반복단위로 이루어져 있고, 가지가 다른 종류의 반복 단위로 이루어진 경우이다. 블록 공중합체와 그래프트 공중합체는 주로 구성하는 단일중합체의 특성을 가진다. 하지만 단일중합체들의 서열 간의 화학적 결합이 서로가 독립적인 거동을 보이는 것을 방해하는데, 이로 인하여 독특한 특성을 나타내기도 한다.2. 실험 결과①. DSC이번 실험은 광중합을 통해 공중합체를 얻는 실험을 하였다. 위 그래프는 공중합체의 2차 승온 그래프이다. 단량체로 2-EHA, 2-HEA를 사용하였는데, 각각의 유리전이온도는 85°C, -15°C 이다. 이 실험에서 나온 공중합체의 유리전이온도는 그래프로 보아 ?10°C정도로 보인다. 2차 승온 DSC그래프를 사용한 이유는 일반적으로 고분자는 1차 가열에서 분자 구조가 변하는데 열에너지를 사용된다. 따라서 고분자의 고유 특성만을 관찰하기 위해 2차 승온을 실시한다.②. IR 먼저 이론적인 2-HEA와 2-EHA의 IR 스펙트럼을 보면, C=C결합의 1600cm ^{-1}에서 peak를 가진다. 또한 C=O 결합은 1735cm ^{-1}에서 peak를 갖고, C-O 결합은 1050cm ^{-1}에서 peak를 가진다. 이론적인 공중합체의 IR 스펙트럼을 정리해보면 다음과 같다.C-O1050-1150O-H3400-3650C=O1670-1780C-H2850-2960위 그래프와 비교해 볼 때, peak는 1187cm ^{-1}, 1726cm ^{-1}, 2960cm ^{-1}로 위 표와 비슷한 값이 나왔다. 또한 peak의 세기가 강한 것으로 보아 생성된 공중합체의 농도가 클 것으로 예상된다.③. TGA위 그래프는 공중합체의 TGA 그래프이다. 먼저 그래프를 보면 100°C ~ 300°C에서 질량이 감소하였는데 이는 수분의 증발로 인해 감소한 것으로 보인다. 약 350°C에서 질량이 크게 감소하는데 이는 공중합체가 분해하는 온도이다.3. 고찰①. 생활에서 쓰이는 공중합체1) Butyl acrylate(BA)/Methyl methacrylate(MMA) 공중합체의 제조Poly(lactic acid)(PLA)는 여러 가지 장점에도 불구하고 일반적으로 낮은 유연성의 단점을 가진다. 이런 물성을 보완하기 위해 BA와 MMA를 함량별로 중합하여 기계적 성질을 향상시킨다.2) Ethylene-Tetrafluoroethylene Copolymer(ETFE)
