화학공학[부가중합 폴리스티렌을 제조] 실험 결과 보고서

소개글

화학공학[부가중합 폴리스티렌을 제조] 실험 결과 보고서에 대한 보고서 자료입니다.

목차

ABSTRACT
1. INTRODUCTION
1.1 실험목적
1.2 실험 이론
1.2.1 폴리스티렌
1.2.2 유화중합
1.2.3 다른 중합방법
1.2.3.1 Bulk 중합
1.2.3.2 용액중합
1.2.3.3 현탁중합
2. EXPERIMENT
2.1 실험 기구 및 시약
2.2 실험 방법
3. RESULT & DISCUSSION
3.1 Raw data
3.2 Results
3.2.1 수득률 계산
3.3 Discussion
4. CONCLUSION
REFERENCES

본문내용

, 개시제로는 K2S2O을사용 하였다.
4구 플라스크에 증류수 230.499g, Styrene monomer 65.995g, K2S2O8 0.202g, Sodium dodecyl benzene sulfonate(SDBS) 3.30g을 넣어주고 흄후드로 옮겨 4구 플라스크의 가운데 구멍에는 교반기의 회전바를 연결하고 나머지 3구에는 질소가스 공급기, 온도센서, 냉각관을 연결하였다. 장치 연결이 끝나면 교반기의 RPM을 500으로 맞춰 교반시켜 놓고 온도는 80℃로 셋팅하고 온도가 80℃가 될 때까지 기다려주었다. 30분 후에 1차 sample을 채취하여 알루미늄 호일에 채취한 sample을 5방울 정도 떨어뜨리고 무게를 재고 이것을 100℃ 오븐에 넣고 건조시켜주었다. 건조시킨 1차 sample을 다시 무게를 재고 또 다시 오븐에 넣어 건조시켜준 뒤 무게를 측정하였을 때 변화가 없을 때의 무게를 이용하여 수득률을 구하였다. 1시간 뒤 2차 sample 1시간 30분 뒤에 3차 sample을 채취하여 수득률을 비교해보았다. 1차 sample의 수득률은 91.20%, 2차 sample의 수득률은 93.10%, 3차 sample의 수득률은 97.33%을 얻을 수 있었다. sample들의 수득률을 비교해 보았을 때 시간이 지남에 따라 더 높은 수득률을 구할 수 있다는 걸 알 수 있었다. 1시간 30분 뒤에 구한 3차 sample의 수득률이 97.33%가 나왔는데, 만약 더 오래 교반 시키고 sample을 채취했었다면 100%에 가까운 수득률을 구 할 수 있었을 것이다.
이 실험에서 오차가 있다면 원인으로는 전자저울을 사용하여 무게를 측정할 때 정확한 값을 측정하지 못하여 생긴 오차와 온도를 80℃로 쭉 유지시켜주지 못한 점 일 것이다. 오차를 줄이기 위해 처음 시약의 무게를 측정 할 때부터 최대한 정확한 양을 측정하기 위해 노력했고, sample을 채취해서 무게를 잴 때에도 여러번 무게를 제어 오차를 줄이기 위해 노력했다. 또한 온도가 실험에서 영향을 끼치기 때문에 80℃를 정확히 유지하기 위해 노력했지만 1~2℃정도 변화가 생겨 결과 값에 오차가 생겼다.
4. CONCLUSION
이번 실험의 목적은 styrene monomer를 유화중합을 통하여 고분자인 polystyrene을 제조함으로써, 유화중합의 과정과 특징일 알아보고 수득률을 구해보는 실험이였다. 유화제로 사용된 시약은 SDBS이고, 개시제로는 K2S2O8이 사용 되었다. 유화제를 물에 녹이면 micelle을 형성하고 이 micelle안으로 물에 녹지 않는 styrene monomer가 들어간다. 개시제는 monomer를 공격할 수 있는 자유라디칼을 생성하여 monomer를 공격하고 micelle 안에서는 유화중합반응이 일어남으로서 고분자인 Polystyrene이 만들어지는 과정이다. 실험의 순서는 polystyrene을 제조하기 위한 시약을 준비하기 위해 증류수 230.499g, styrene monomer 65.995g, K2S2O8 0.202g, SDBS 3.30g을 전자저울을 이용하여 측정하였다. 실험 강의자료에 나와 있는 데로 필요한 시약을 정확히 측정하여 실험을 하려고 노력했지만 약간의 오차가 생겼다. 준비한 시약을 4구 플라스크에 넣을 때도 오차를 줄이기 위해 측정한 시약이 모두 들어 갈 수 있도록 증류수를 이용하여 모두 넣어주었다. 4구 플라스크를 흄후드로 이동하여 4구 플라스크의 가운데 구멍에 교반기의 회전바를 연결해주고 나머지 3구에는 질소가스 공급기, 냉각관, 온도센서를 연결해주었다. 4구 플라스크의 상부와 하부를 연결할 때, 그리고 3구에 각각의 장치들을 연결할 때 틈을 없애기 위해서 진공 그리스를 발라주어 공기를 차단하였다. Heating mantle에 4구 플라스크를 올리고 교반기의 RPM을 500으로 맞춘 뒤 교반시켜주었다. 온도를 80℃로 올려주었는데 이유는 개시제로 사용된 K2S2O8의 반응온도가 75~85℃이기 때문이다. 여기서 온도를 일정하게 유지시켜주는 것이 중요하였다. 온도가 80℃가 되었을 때부터 시간을 측정하여 30분 뒤 1차 sample을 채취하였다. 채취한 sample을 알루미늄호일을 접시모양으로 접어 스포이드를 이용하여 5방울 정도 떨어뜨린 후 무게를 측정하고 100℃로 셋팅 되어진 오븐에 넣어 건조시키고 일정 시간 뒤에 다시 꺼내어 무게를 측정하였다. 이것을 다시 오븐에 넣어 일정시간 뒤 다시 꺼내어 무게를 측정하는데 측정하였을 때 무게 변화가 없으면 그 무게를 사용하여 기록하고 이것을 이용하여 수득률을 구하여 보았다. 우리 실험의 1차 sample의 수득률은 91.20%가 나왔다. 1시간 뒤에 2차 sample을 동일 한 방법으로 수득률을 구해본 결과 93.10%, 3차 sample의 수득률은 97.33%가 나왔다. 이것으로 보아 시간이 지남에 따라서 수득률은 점차 증가하고 한다는 것을 알 수 있었고 이론 적으로는 3~4시간 뒤에는 100%에 가까운 수득률을 얻을 수 있다는 것을 알 수 있었다.
이번 실험에서 생긴 오차의 이유는 앞에서 말한 것과 같이 전자저울을 사용 할 때 적확한 무게를 측정하지 못하여 생긴 이유가 있을 것이다. 오차를 줄이기 위해 노력했지만 처음 시약들을 준비 할 때 약간의 오차가 생기고, sample들의 무게를 측정 할 때도 무게의 오차가 생겼을 것이다. 또 한 실험 과정에서 80℃로 일정하게 온도를 유지해 주어야 했었는데 이 과정에서 1~2℃정도의 오차를 보이게 되어 고분자를 만드는 과정에서 오차가 생겼을 것이다. 또한 sample을 채취할 때 일정시간에 sample을 채취했어야 했는데 3차 sample을 채취할 때 시간을 정확히 맞추지 못하여 수득률에서 약간의 오차를 보이게 되었다. 또한 sample의 건조시키는 과정에서 완벽하게 sample이 건조되었을 것이라고 가정하고 수득률을 구했기 때문에 여기서도 오차가 발생했을 것이다.
이번 실험을 하면서 목적에 맞게 유화중합의 과정과 특징을 알아 볼 수 있었고 수득률을 구하는 법도 알 수 있었다.
REFERENCES
[1] 강두환 외 5명, 최신 고분자 화학
[2] 안태완 저자, 고분자화학

키워드

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