폴리머와 모노머란 무엇인가요?
고분자는 여러 개의 반복 하위 단위로 구성된 큰 분자(거대분자로 알려짐)입니다. 각 폴리머를 구성하는 이러한 간단한 하위 단위를 모노머라고 합니다. 사실, 폴리머라는 용어는 많은 모노머를 의미합니다! 모노머는 각 폴리머의 구성 요소입니다. 중합체의 형성을 중합이라고 합니다.
폴리머는 모노머 하위 단위로 형성되므로 폴리머 사슬을 생성하려면 원하는 폴리머가 형성될 때까지 여러 모노머 단위를 결합(전파라고도 함)해야 합니다.
사슬형 구조를 지닌 고분자는 세포 내에서 자연적으로 발견되며 인공적으로 합성될 수도 있습니다. 일상생활에 필수적인 고분자는 어떤 구조, 질량(분자량) 또는 기능을 가지고도 찾을 수 있습니다.
중합이란 무엇인가요?
중합은 단량체를 연결하여 중합체 사슬을 형성하는 과정입니다. 중합 공정에 따라 단량체는 작용기 반응을 통해 또는 반응성 반응 중간체 생성(자유 라디칼 전파)을 통해 연결됩니다.
폴리머는 종종 수천 개의 단일 모노머로부터 생성되는 반복되는 모노머 그룹의 사슬입니다. 여러 종류의 중합을 사용하면 중합 과정에서 수많은 단량체가 결합하여 거대분자를 형성할 수 있습니다.
다양한 중합 유형
- 연쇄반응(부가) 중합
첨가 중합은 단량체와 촉매가 3단계 과정을 통해 서로 반응하는 경우입니다. 세 단계는 시작, 전파 및 종료입니다.
첫 번째 단계인 개시에는 알켄 첨가 반응이 진행되는 단량체가 포함됩니다. 부가 중합의 경우 단량체는 일반적으로 하나의 탄소-탄소 이중 결합을 갖습니다. 촉매는 일반적으로 자유 라디칼 과산화물입니다.
염화비닐을 폴리염화비닐(PVC)로 중합 예를 들어, 촉매를 사용하여 에틸렌 분자를 전파하면 폴리에틸렌/폴리에틸렌이 형성됩니다.
2. 단계 반응(축합) 중합
자유 라디칼 전파 단계 대신, 축합 중합에는 서로 직접 반응하는 두 개의 반응성 작용기 또는 말단 그룹이 있는 단량체가 포함됩니다. 이러한 반응은 종종 물, 암모니아 또는 HCl과 같은 부산물을 생성합니다.
작용기가 반응한 후 두 단량체는 결합을 형성하고 다른 작용기와 계속 결합합니다.
부가중합에 비해 축합중합은 더 높은 온도가 필요하기 때문에 고분자의 분자량이 더 낮습니다.
예를 들어, 폴리에스테르(폴리머 범주)의 모노머는 에스테르 작용기로 연결됩니다.
나일론 합성 단량체에서 고분자로
단량체로부터 중합체를 형성할 때 중합은 일반적으로 중합체의 사슬 길이를 전파하는 여러 반응을 포함하는 다단계 공정입니다.
예를 들어, 첨가 중합은 개시로 시작됩니다. , 여기서 단량체의 이중 결합이 촉매와 반응하여 이중 결합을 깨고 자유 라디칼을 형성합니다(원자가 선택). 개시 단계에서는 열 흡수와 빛 조사를 통해 자유 라디칼을 형성할 수도 있습니다.
그런 다음 단량체는 전파를 겪습니다. 단계. 단량체는 초기 단계에서 형성된 자유 라디칼과 지속적으로 결합하여 중합체 사슬을 생성합니다. 전파는 시작 단계를 반복하여 자유 라디칼의 형성을 유지하고 더 많은 단량체와 반응합니다.
폴리머를 완성하는 마지막 단계는 종료입니다. 자유 라디칼 전파를 비활성화하는 단계입니다. 자유 라디칼 부산물이 폴리머 말단과 반응하거나 두 개의 불완전한 폴리머 사슬이 서로 반응하는 경우 종료 단계는 자유 라디칼 전파를 중단하고 완전한 폴리머를 생성합니다.
티올 마이클 중합 고분자 구조 카테고리
모든 폴리머는 다양한 특성과 거동으로 인해 동일한 시스템으로 분류될 수 없습니다. 폴리머는 반복되는 모노머 그룹으로 구성된 사슬로 정의되므로 폴리머에는 다양한 목적을 가진 다양한 거대분자가 포함됩니다.
따라서 폴리머에는 자연적 가용성, 고온 내성, 분자력에 이르기까지 다양한 분류가 있습니다. 아래에는 모노머 사슬 구조에 따른 폴리머 카테고리가 나열되어 있습니다.
- 선형 폴리머
이름에 따라 선형 폴리머는 약한 반 데르 발스(Van Der Waals)와 수소 결합으로 서로 결합된 길고 곧은 폴리머 사슬입니다.
이들 중합체는 높은 끓는점과 녹는점을 가지고 촘촘하게 결합되어 있습니다. 선형 폴리머의 예로는 폴리염화비닐(PVC), 테플론, 폴리스티렌 등이 있습니다.
선형 PEI- 분지형 사슬 폴리머
분지 사슬 폴리머는 2차 폴리머 사슬이 부착된 선형 폴리머입니다. 직선형 폴리머 사슬 대신 분지형 사슬 폴리머는 나무 가지와 비슷하며 다른 사슬은 기본 백본에서 확장됩니다.
가지 길이의 변화로 인해 가지 사슬 폴리머는 밀도와 녹는점/끓는점이 더 낮습니다. 몇 가지 예로는 전분과 글리코겐이 있습니다.
분기형 PEI- 교차결합 폴리머
가교 폴리머는 공유 결합 그룹으로 함께 연결된 폴리머 사슬 그룹입니다. 이러한 폴리머는 종종 사다리와 유사합니다. 많은 가단성 폴리머는 폴리머 사슬을 공유 결합으로 연결하는 화학적 가교(무수물 경화제 첨가)를 거칩니다.
가교 과정 후에 분자는 이제 형태를 유지하는 더욱 견고하고 안정적인 구조를 갖게 됩니다. 일부 예로는 가황 고무, 유리 섬유, 에폭시 및 아크릴레이트 수지가 있습니다.
에폭사이드-아민 중합 반응 일상생활에서의 중합과 고분자
자주 사용되는 폴리머로는 폴리염화비닐(PVC), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 나일론, 테플론, 폴리메틸메타크릴레이트(아크릴) 등이 있습니다. 폴리머는 주방, 공장, 교실, 건설 현장 등 거의 모든 일상 환경에서 널리 사용됩니다.
1869년 고분자가 발명되면서 고분자 산업은 호황을 누리게 되었고, 플라스틱, 가황고무 등 일상생활을 개선하는 물질을 제조하게 되었습니다. 모든 플라스틱, 합성 직물 및 아크릴 제조는 중합 공정에 의존하므로 폴리머는 현대 생활에서 중요한 요소가 됩니다.
폴리머 제조 
