중합

중합(重合, Polymerization)은 단량체라 불리는 간단한 분자들이 서로 결합하여 거대한 고분자 물질을 만드는 반응이다.^[1]^[2]^[3] 중합의 역반응은 분해반응의 일종인 해중합(depolymerization)이다. 중합 반응을 분류하는 방식에는 여러 가지가 있다.^[4]

과거의 분류 - 축합과 첨가

중합 반응을 축합(condensation)과 첨가(addition)로 나누는것이 월리스 캐러더스가 20세기 초에 제안한 이후 일반적이었으나, 일부 축합 중합이 첨가 중합의 특성을 가지는 등 이러한 분류 방식이 모호하다는 점이 지적되었다.

축합 중합

단위체가 결합하면서 자신이 갖고 있는 작용기 일부를 잃는 반응이다. 단위체가 단일 결합으로 이루어져 있는 경우에 일어나며 펩타이드 결합 반응, 에스테르 결합 반��, 글리코사이드 결합 반응이 대표적이다. 분리된 작용기는 간단한 구조의 물질을 생성하는데 특히, 이 반응으로 물이 나오는 반응을 탈수 축합 중합이라 부른다. 탈수 축합 중합의 촉매로는 진한 황산이 널리 쓰인다. 페놀 수지 같은 플라스틱이 축합 반응의 생성물이다.

첨가 중합

단위체들 사이에 결합 할 때, 단위체가 갖고 있던 다중 결합이 단일 결합으로 변하며 연결되는 반응이다. 단위체가 다중 결합으로 이루어져 있는 경우에 일어나며 폴리에틸렌, 폴리스타이렌, PVC 등이 생성되는 반응이 대표적이다. 추가적으로 생성되는 물질은 없다.

현재의 분류 - 단계성장과 사슬성장

캐러더스의 분류법이 비판을 받고 난 뒤, 그 성장방법으로 중합 반응을 구분하는 경향이 널리 인정받고 있다. 단계성장(step-growth)과 사슬성장(chain-growth)으로 나뉘는데, 전자의 경우가 실제 반응을 일으키기 더 쉬우나 정밀한 화학량 통제가 필요하다는 단점이 있다. 후자의 경우 더 큰 분자를 만들기 편리하나 특정 단량체에만 적용가능하다는 단점이 있다.

단계 성장 중합

두 가지 분자종 사이에 발생하는 반응에 의해 순차적으로 생성되는 고분자 사슬의 중합 반응을 단계 성장 중합이라고 한다. 단계 중합 중 대부분의 종류가 매우 단순한 연결 반응에 근거하고 있다. 초기 단계에서 고분자 사슬이 빠르게 성장하는 특징이 있으나, 어느 정도가 지나면 성장 속도가 느리다.^[5]^[6] 오늘날 자주 접하면서 상업적으로 널리 사용되고 있는 폴리에스터, 폴리아마이드, 폴리우레탄, 폴리카보네이트, 에폭시 수지 등의 제조에 단계 중합법이 폭 넓게 이용된다.

사슬 성장 중합

성장하는 사슬의 반응성 말단기와 단량체의 반응에 의해 생성되는 고분자의 중합 반응을 사슬 성장 중합이라고 한다. 일반적으로 사슬의 성장을 시작하기 위해 개시제와 단량체 간 초기 반응을 필요로 한다. 성장하는 사슬 말단에 존재하는 반응기의 종류에 따라 라디칼 중합, 이온성 중합 등의 반응이 존재한다.

같이 보기

각주

↑ 〈Polymerization〉. 《The IUPAC Compendium of Chemical Terminology》. 2014. doi:10.1351/goldbook.P04740.
↑ Young, Robert J. (1981). 《Introduction to polymers》. London: Chapman and Hall. ISBN 0-412-22170-5. OCLC 8086791.
↑ Clayden, Jonathan; Greeves, Nick; Warren, Stuart (2001). 《Organic chemistry》. Oxford: Oxford University Press. 1450–1466쪽. ISBN 0-19-850347-4. OCLC 43338068.
↑ Manas, Chanda (2023). 《Introduction to Polymer Science and Chemistry:A Problem-Solving Approach》 2판. CRC Press (2013에 출판됨). ISBN 978-1-4665-5385-9.
↑ Allcock, H. R.; Lampe, Frederick Walter; Mark, James E. (2003). 《Contemporary polymer chemistry.》. Frederick Walter Lampe, James E. Mark 3판. Upper Saddle River, N.J.: Pearson/Prentice Hall. 29–30쪽. ISBN 0-13-065056-0. OCLC 51096012.
↑ Fried, Joel R. (2003). 《Polymer science and technology》 2판. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall Professional Technical Reference. 23쪽. ISBN 0-13-018168-4. OCLC 51769096.

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중합

[1] 〈Polymerization〉. 《The IUPAC Compendium of Chemical Terminology》. 2014. doi:10.1351/goldbook.P04740.

[2] Young, Robert J. (1981). 《Introduction to polymers》. London: Chapman and Hall. ISBN 0-412-22170-5. OCLC 8086791.

[clayden_organic-3] Clayden, Jonathan; Greeves, Nick; Warren, Stuart (2001). 《Organic chemistry》. Oxford: Oxford University Press. 1450–1466쪽. ISBN 0-19-850347-4. OCLC 43338068.

[4] Manas, Chanda (2023). 《Introduction to Polymer Science and Chemistry:A Problem-Solving Approach》 2판. CRC Press (2013에 출판됨). ISBN 978-1-4665-5385-9.

[:0-5] Allcock, H. R.; Lampe, Frederick Walter; Mark, James E. (2003). 《Contemporary polymer chemistry.》. Frederick Walter Lampe, James E. Mark 3판. Upper Saddle River, N.J.: Pearson/Prentice Hall. 29–30쪽. ISBN 0-13-065056-0. OCLC 51096012.

[:1-6] Fried, Joel R. (2003). 《Polymer science and technology》 2판. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall Professional Technical Reference. 23쪽. ISBN 0-13-018168-4. OCLC 51769096.

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