Polymer   고분자, 중합체, 폴리머

1. 단량체 (Monomer)

  ㅇ 중합시 기본이 되는 단위체(mer)
     - 중합체(Polymer)를 구성하는 반복 단위(repeat unit)의 분자      ☞ 중합 반복 단위 참조


2. 중합 (Polymerization)

  ㅇ 2 이상의 작은 단위체(단량체)가 결합하여, 큰 분자량의 화합물을 생성하는 것
     - 단량체들이 반복 단위로 연결되면서, 길고 큰 분자를 형성


3. 중합체 (Polymer, 폴리머), 고분자

  ㅇ 어원 :  Polymer는 Poly(많음)와 mer(단위)라는 합성조어

  ㅇ 작은 단위체가 계속적으로 반복된 형태의 중합체를 띈 `고 분자/거대 분자(Macromolecule)`
     - 분자량이 큰, 거대 분자(크게 분자를 이룸) 재료를 지칭함

  ㅇ [용어 관례]
     - 분자를 대상으로 할 때는, `거대 분자/고 분자`
        . 몰질량이 1만 이상으로, 극히 많은 원자들로 이루어진, 거대한 분자
     - 물질을 대상으로 할 때는, `폴리머 (고분자의 집합체)`
        . 1 이상의 원자들이 공유결합으로 길게 연결된 집합체 물질


4. 고분자(폴리머)의 특징

  ㅇ 각 분자 내 원자간 결합 형태 
     - 공유결합이 지배적임

  ㅇ 단량체로부터 중합에 의해 거대 분자 형성
     - 길고 유연한 사슬 형태 (탄소 원자들이 줄을서며 그 골격/뼈대를 형성)
     - 이때, 인접한 사슬과의 측면 이중결합 등도 가능 (다리 결합,Bridged Bond)
     - 통상, 분자량이 1만 이상으로, 탄소 원자가 715개 이상 이어지는 분자

  ㅇ 골격 구조 유형                                                      ☞ 아래 7.번항 참조
     - 선형(linear), 고리형(cylcic/ring), 분기형/가지형(branched), 망형(network : 그물 구조)

  ㅇ 결정 형태 유형 
     - `결정질`, `비결정질`, `둘 간의 혼합상`

  ㅇ 가열 후 변형 유형
     - 열 가소성, 열 경화성


5. 고분자(폴리머)의 성질 

  ㅇ 낮은 밀도, 경량
  ㅇ 유연성(변형성, 성형성), 저 비중, 내식성이 좋음
  ㅇ 합성 제조 용이
  ㅇ 절연성 좋음
     - (例: 케이블 외피, 커패시터 등)
  ㅇ 화학적으로 안정함
  ㅇ 낮은 강도, 온도에 취약  
  ㅇ 원 재료를 구하기 용이하고, 쉽게 제조 가능


6. 고분자(폴리머)의 例

  ㅇ 천연 폴리머 (natural polymer)  :  자연산 유기화합물로 만들어진 것   ☞ 유기 고분자 참조
     - 나무,고무,면사,가죽,비단 등 
     - 생명체 내 단백질,탄수화물,핵산 등   ☞ 생체 분자 참조

  ㅇ 합성 폴리머 (synthetic polymer)  :  합성되어 만들어진 것
     - 고분자 사슬의 길이가 각각 다른 개개의 고분자들이 섞여있는 혼합물
     - 例) 플라스틱 (합성 수지), 인조 고무 (합성 고무), 기타 섬유 (합성 섬유) 물질 등
        . 특히, 천연 폴리머가 아닌 대표적인 합성 폴리머로써, 비단을 모방한 나일론이 있음

  ㅇ 공업적 분류  :  (열적 성질 및 분자 구조 기반의 분류 방식)
     - thermoplastics (열가소성)  :  열가소성 플라스틱 (선형 또는 가지 구조)
        . 폴리에틸렌(PE), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리스티렌(PS) 등
     - elastomer (탄성)  :  탄성 수지 (고무 탄성체) (부드러운 그물 구조)
        . 천연 고무, 합성 고무 등
     - thermoset (열경화성)  :  열경화성 수지 (딱딱한 그물 구조)
        . 페놀 수지 등

  ㅇ 고분자 생성 방식에 따른 구분
     - 연쇄성장 고분자 (chain-growth polymer) or 첨가 고분자 (addition polymer)
        . 고분자 사슬의 성장 말단에 단위체가 첨가되면서, 만들어짐
     - 단계성장 고분자 (step-growth polymer) or 축합 고분자 (condensation polymer)
        . 2개의 기능기를 가진 단위체가 결합하며, 물이나 HCl 같은 분자를 방출하면서, 형성됨

  ㅇ 기능성 고분자
     - 이온 교환 수지
     - 고 흡수성 수지
     - 생 분해성 수지


7. 고분자(폴리머)의 골격 구조 유형

  ㅇ 선형 (linear)
     - 사슬(chain)에서 양끝(two end) 존재
  ㅇ 고리형 (cylcic/ring)
     - 사슬에서 양끝 없음
  ㅇ 분기형/가지형 (branched)
     - 주 사슬의 특정 위치의 가지점(접합점,branch point)에 곁사슬(branch)이 있고,
     - 가지의 수와 크기에 따라 성질이 결정됨
  ㅇ 망형 (network : 그물 구조)
     - 접합점에 여러 사슬이 서로 연결되는 3차원 구조를 갖음 (가교결합, crosslinking)
     - 가교결합의 밀도에 따라 성질이 결정됨