Polymerization, Polymer   고분자, 중합, 중합체, 폴리머

(2021-02-16)

Monomer, 단량체, Macromolecule, 거대 분자

1. 단량체 (Monomer)

  ㅇ 중합시 기본이 되는 단위체(mer)
     - 중합체를 구성하는 반복 단위(repeat units)

  ㅇ 대부분의 단량체(Monomer,모노머)들은,
     - 탄소 원자가 다른 원자(탄소 또는 수소,산소,질소 등)와의 공유결합을 하면서 작은 단위체를
       이루는 일반적인 유기화합물질 임


2. 중합 (Polymerization)

  ㅇ 2 이상의 작은 단위체가 결합하여, 큰 분자량화합물을 생성하는 것
     - 단량체들이 반복단위로 연결되며 길고 큰 분자를 형성

  ㅇ 중합 반응 구분
     - 축합 중합 (Condensation Polymerization)
        . 순차적인 반응 및 각 단계에서 부산물(단순한 화합물)이 얻어짐
     - 첨가 중합 (Addition Polymerization)
        . 단량체가 결합하여 고분자를 형성하되, 부산물이 없게됨
           .. 즉, 최종 고분자 질량이 단량체 질량의 합이 됨 
        . 대개, 촉매가 존재할 때 수행됨


3. 중합체 (Polymer, 폴리머)

  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, 고분자
     - 물질을 대상으로 할 때는, 폴리머 (고분자의 집합체)


4. 고분자(폴리머)의 특징

  ㅇ 각 분자원자간 결합 형태 
     - 공유결합이 지배적임

  ㅇ 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 이상의 분자를 고분자라고 함

  ㅇ 골격 구조 유형
     - 선형(linear), 고리형(cylcic/ring), 망형(network), 분기형(branched)

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

  ㅇ 가열 후 변형 유형
     - 열 가소성, 열 경화성

  ㅇ 유기 고분자 (Organic Polymer)
     - 대부분의 고분자가 유기 물질을 기초로하는 긴 분자사슬 형태의 유기화합물 임
        . 例) 벤젠 C6H6, 비닐 아세틸렌 C4H4아세틸렌 C2H2의 중합체임
     * 그러나, 거대한 분자 크기로 인해 일반적인 유기화합물과는 달리 취급됨
     * 생명체의 구성 및 기능에 필수적인 4가지 거대 분자 
        . (사슬형태 거대분자) 탄수화물, 단백질, 핵산, (거대 분자 보다 작음) 지질


5. 고분자(폴리머)의 성질 

  ㅇ 낮은 밀도, 경량
  ㅇ 변형성, 성형성이 좋음
  ㅇ 합성 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 폴리머의 例) : 자연산 유기화합물로 만들어진 것
     - 나무,고무,면사,가죽,비단 등 
     - 생명체단백질,효소,녹말,섬유소 등

  ㅇ 합성 폴리머의 例) : 플라스틱, 인조고무, 기타 섬유 물질 등
     - 주요 폴리머 : 폴리에틸렌(PE),폴리비닐클로라이드(PVC),폴리스틸렌(PS) 등
     - 특히, 천연 폴리머가 아닌 대표적인 합성 폴리머로써, 비단을 모방한 나일론이 있음

  ㅇ 공업적 분류
     - thermoplastics (플라스틱)
     - elastomers (고무)
     - thermoset


[공업 재료] 1. 금속 2. 고분자 3. 세라믹 4. 복합 재료 5. 반도체
[금속] [고분자] [세라믹]

 
        최근수정     요약목록     참고문헌