고분자 말단기

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고분자 말단기(End-group) 분석
: 평균분자량 측정
백성호 손수연 송우영 정채은
CONTENTS
Ⅰ. Object
Ⅱ. Introduction
Ⅲ. Reagents & Materials
Ⅳ. Procedure
Ⅴ. Result
Ⅵ. Reference
Ⅰ. Object
고분자 말단기(End-group) 분석을
통해 고분자의 수평균분자량을 측
정한다.
Ⅱ. Introduction
1 . 고분자(Polymer)
Monomer가 공유결합에 의해 반복적으
로 연결된 거대한 유기분자
Ⅱ. Introduction
1 ) 고분자의 특징
- 분자량이 일정하지 않아 녹는점과 끓는점이
일정하지 않음
- 액체 또는 고체로 존재
- 반응을 잘 하지 않아 안정적
2 ) 고분자의 분자량을 알아야하는 이유
고분자의 물리적 성질은 분자량에 영향을 받음
Ⅱ. Introduction
2 . 평균분자량
구성하는 monomer의 개수가 각기 다름!
Z평균분자량
N M

M 
NM
점도평균분자량
M  N 

M  

M N 



침강법
점도 측정법
i
i
i
z
2
i
1/
1
3
i
i
i
i
평균분자량
질량평균분자량
M
w


w
wi M i
i
Polydispersit
y
Mw
M
광산란법, 초원심분리법
n
분자량의 분포를
나타내는 척도
수평균분자량
NM
M 
N
i
i
n
i
총괄성질(막삼투압법, 비등점상
승법, 빙점강하법), 말단기분석법
Ⅱ. Introduction
수평균분자량
Mn 

N
N iM i
i
고분자의 전체 질량
고분자의 전체 몰수
Mi=고분자(i)의 분자량 Ni=분자량이 Mi인 고분자의 몰
수
Ⅱ. Introduction
3 . 말단기 분석법
 고분자의 수평균분자량을 구하는 방법
 고분자의 개수를 정량하는 방식
 고분자가 분석 가능한 말단기를 가지고 있
고 그 개수가 일정해야 함
 선형고분자, 작은 분자량
Ⅱ. Introduction
4 . 표준화(Standardization)
 1차 표준물질을 이용, 표준용액의 농도 결
정
 실험에 사용할 PMDA의 순수도가 나쁨
→ 표준화 → 정확한 농도 측정
Ⅲ. Reagents
Pyromellitic Dianhydride(PMDA)
FORMUL
A
C6H2(C2O3)2
MOL WT.
Dimethyl formamide(DMF)
FORMUL
A
C3H7NO
218.12
MOL WT.
73.1
M.P.
283~286℃
M.P.
-61℃
B.P.
396~400℃
B.P.
153℃
Sodium Hydroxide
Imidazole
FORMUL
A
C3H4N2
FORMUL
A
NaOH
MOL WT.
68.1
MOL WT.
40.01
M.P.
88~89℃
M.P.
328℃
B.P.
255℃
pKa
13
Phenolphthalein
FORMUL
A
C20H14O4
MOL WT.
318.33
M.P.
262~264℃
pKa
9.3
염기!
Ⅲ. Reagents
Poly(ehylene glycol)(PEG)
FORMULA
H(OCH2CH2)nOH
MOL WT.
4000
M.P.
53~58℃
STATE
Solid
Ⅲ. Materials
Erlenmeyer flask
Buret
Volumetric
flask
Mess cylinder
Beaker
pipet
Ⅵ. Procedure
[Mechanism]
<Esterification>
RCOOH
 R OH 
 RCOO R   H 2 O
-OH기는 유기산과 쉽게 반응
→ PMDA 사용
PMDA
PEG
Ⅳ. Procedure
1 . 0.2M PMDA 100mL를 만들기 위해 충분한
양의 PMDA(F.W=254.15, 96%)를 준비하
고,`100mL DMF용액에 용해시켜 PMDA용액
을 제조한다.
주의!! 이 때, 절대로 물이 첨가
되서는 안 된다!!!
Ⅳ. Procedure
2 . PEG시료를 3개의 erlenmeyer flask에 각
각 0.40~0.48g 정도로 넣는다.
3 . 0.2M PMDA 10mL를 각각의 시료가 담긴
erlenmeyer flask에 가한다. Flask 벽면에 남
아있는 PEG가 없도록 주의한다.
Ⅳ. Procedure
4 . 3M imidazole 촉매를 1mL씩 각각의 시료
에 가한다. 온도를 70℃로 높여 PEG를 녹이고
stirring bar를 이용해 1시간동안 반응시킨다.
주의!! 이 때, PEG와 PMDA의 반응은 발열반
응이기때문에 PEG를 녹인 후 온도를 낮춰주어
야한다.
Ⅳ. Procedure
Ⅳ. Procedure
5. 기다리는 동안 표정을 진행한다.
PMDA
10mL
Imidazole
1mL
Erlenmeyer
flask
증류수
30mL
페놀프탈레인
2방울
0.2M NaOH 표준용액 적정
Ⅳ. Procedure
6. 4번 과정에서 만들어두었던 용액에 증류수
30mL를 가한다. 페놀프탈레인 지시약을 두 방
울 가하고 0.2M NaOH 표준용액으로 적정한다.
4번 용액
Erlenmeyer
flask
증류수
30mL
페놀프탈레인
2방울
0.2M NaOH 표준용액 적정
Ⅳ. Procedure
Ⅴ. Result
1. PMDA 용액 표준화
1) 표정한 PMDA의 COOH 개수
= 적정에 참여한 NaOH의 개수
= PMDA의 몰농도 * PMDA 부피 * 4
2) PMDA의 몰농도(M)
nMV  n M V 
Ⅴ. Result
횟수
1
2
3
39.4
38.6
39.1
NaOH 몰수(mol)
0.00788
0.00772
0.00782
PMDA 몰수(mol)
0.00197
0.00193
0.00196
PMDA 몰농도(M)
0.197
0.193
0.196
소모된 NaOH(mL)
평균 몰농도(M)
0.195
표준편차
0.00165
RSD(%)
0.845
Ⅴ. Result
2. PMDA + PEG 합성
1) PEG 첨가 후 COOH 개수
= 반응한 NaOH 개수
= NaOH 몰농도 * NaOH 부피(L)
2) PEG의 평균분자량
M
n

NM
N
i
i
i

PEG 질량 ( g )
PEG 몰수 ( mol )
Ⅴ. Result
3) PEG 몰수(mol) =
(표정한 PMDA의 COOH 개수 – PEG 첨가 후 COOH 개수) /
2
표정한 PMDA 용액
PEG 첨가
Ⅴ. Result
횟수
1
2
3
PEG무게(g)
0.468
0.475
0.478
소모된 NaOH(mL)
38.3
33.3
38.3
0.00766
0.00666
0.00766
NaOH 몰수(mol)
반응 전 PMDA몰수
(mol)
PEG 몰수(mol)
평균 분자량(g/mol)
0.00195
7.33E-05
0.000573
7.33E-05
6380
828
6520
평균(g/mol)
4576
표준편차
2561
오차(%)
14.4
Ⅵ. Reference
1. Daniel C. Harris, 분석화학, 자유아카데미, 2007년 제 7판, pp.
68~69
2. 위의 책, pp. 149~152
3. Janice Gorzynski Smith, 유기화학, 사이플러스, 2010년 제 3판
, pp. 1198~1208
4. Alan E. Tonelli, 고분자과학, 교보문고, 2004년 초판, pp. 15~16
5. A. Ravve, 최신 고분자 화학, 시그마프레스, 1998년 초판, pp. 22~31
6. 한상준 외 4인, 서울대학교 출판부, 1995년 초판, pp. 39~42
7. Malcolm P. Stevens, 자유아카데미, 2003년 제 3판, pp. 45~48
8. 위의 책, pp. 54~68
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YOU
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