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유화 중합: 동력학과 메커니즘에서 기술의 현황

전문가 제언: ○ 그간 산업발전에 크게 이바지 해온 중합 시스템에 대해서 많은 동역학적 실험 및 이를 지원하는 이론이 정립되었지만 유화 중합 시스템을 지배하는 메커니즘에 대해서는 아직도 많은 보완적인 실험과 이론이 지속되고 있다. 개시제의 농도 및 입자의 크기의 함수로 개별 공정에 대한 중합 속도 상수의 결정, 유화 중합 방울 속에서 라디칼의 인입 및 탈출과 입자의 안정에 대한 이해는 아직도 불충분하다고 판단된다.

○ 유화 중합시스템은 물, 단량체, 억제제 및 계면활성제 성분으로 구성되며 이 계가 빠르게 형성되어 수용성의 연속 상으로 확산된다. 유화 중합은 중합체 방울 내에서 단량체의 라디칼을 형성하여 수용성 상으로 확산 또는 더 전파되어 탈출할 수 없는 소수성의 종을 형성하는 탈출 단계와 개시제에 의해 유도되어 수용성 상-전파를 통하여 중합체 방울로 인입되는 인입의 두 공정으로 이루어지는 것이 특징이라 하겠다.

○ 중합체 제조공정에서 사용하는 첨가제는 포화 탄화수소로, 프레온 등에서 야기되는 오존층의 파괴문제, 스모그 형성, 환경공해 등을 고려해야 한다. 또한 중합체의 소각폐기 시에 다이옥신의 발생 소지가 문제가 된다. 확산 매체로 사용되는 용제는 환경 친화적이고 중합 과정에 탁월한 열 확산이 가능해야 한다. 이런 의미에서 유화 중합은 타 중합 반응에서는 얻을 수 없는 여러 장점과 넓은 중량 분포가 특징이라 하겠다.

○ 중합반응에 의하여 생성되는 중합체의 중요한 물리적인 특성은 주로 평균 중량분포에 의해서 결정된다. 평균 중량분포에 영향을 주는 요인들 중에는 전체적인 자유 라디칼 농도, 평균 분자량과 분자 숫자, 각각의 중합 시간 같은 여러 가지 조건이 관여한다. 최근 중합 전환과정 예측 모델의 계산은 쉽게 컴퓨터 프로그램화 시킬 수 있으므로 매개변수들을 좀 더 정확하고 그리고 단순하게 예측할 수 있을 것으로 본다.

저자: Thickett, SC; Gilbert, RG; AF Thickett, Stuart C.; Gilbert, Robert G.
자료유형: 학술정보