화학기초에 대해 어느 정도 마치고 본격적으로 고분자와 관련된 내용을 다루어 보겠습니다.
2. 고분자 화합물이란?
◉ 정의 : 분자량 10,000 이상의 화합물
① 단위체(monomer): 고분자 화합물을 구성하는 작은 분자(분자량이 작은 화합물)
② 중합체(polymer): 단위체가 결합하여 생성된 고분자 화합물
즉, 분자량이 적은 탄소화합물(단위체)들이 계속적으로 중합반응으로 결합하여 분자량이 10,000이상 되는
거대 물질(중합체)을 이룰 때 이를 고분자 화합물이라고 합니다.
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cf)단위체(단량체)란? 단위체 [單位體, monomer] 고분자화합물 또는 회합체(會合體)를 구성하는 단위가 되는 분자량이 작은 물질로 단량체(單量 體) 또는 모노머라고도 합니다. 중합체(重合體)에 대응하는 말입니다. 예를 들면, 폴리스티렌은 스티렌의 중합반응에 의해 생성되는 고분자화합물인데, 이 경우 스티렌이 단위체가 됩니다. 또, 천연고분자인 셀룰로오스의 단위체는 D-글루코오스이고, 천연고무의 단위체는 이소프렌입니다. 특히 합성고분자의 경우는 중합반응에 의해서 중합체를 합성할 때의 출발물질을 가리킵니다. 일 반적으로 공업에서 유용한 단위체는 분자량이 수십~수백의 반응성이 좋은 화합물이며, 그 제조 는 석탄 ·석유 ·천연가스 등의 주원료로부터 복잡한 공정을 거쳐 합성되는 대규모 공업으로 발전 하여 오늘날의 석유화학공업의 주요 부문을 이루고 있습니다.
ex) 폴리에틸렌 폴리에틸렌은 CH2가 반복되는 분자구조입니다. 폴리에틸렌의 단량체는 CH2=CH2 인 것입니다. 이중결합이 열리면서 손에 손 잡고 계속 잡습니다. 이러한 것을 고분자 화학에서는 -(CH2-CH2)-n 이런 식으로 표현합니다. 에틸렌글리콜과 테레프탈산이 단량체인 것=PET 이런 식입니다.
(출처 : '단량체에 대해서 설명해 주세요~' - 네이버 지식iN) |
고중합체(高重合體)라고도 하며, 즉 분자량이 큰 분자를 고분자라고 합니다. 처음에는 유기고분자화합물에
한정되어 있었으나, 최근에는 공유결합성을 지닌 무기고분자화합물까지 넓혀졌습니다. 일상생활과 관계가
깊은 것이 많은데, 예를 들면 단백질을 비롯해서 녹말 ·셀룰로오스(섬유소) 등은 천연으로 존재하는
고분자화합물들이고, 나일론 ·테트론 등의 합성섬유나 베이클라이트 ·폴리염화비닐(PVC) ·폴리에틸렌
·스티로폼 등은 합성고분자 화합물들입니다.
-고분자 VS 저분자 ?
고분자화합물은 독일어 hochmolekulare verbindung에서 나온 말로서, 1930년대 초반에 H. 슈타우딩거가
천연고무나 셀룰로오스가 분자량이 큰 분자로 구성되어 있음을 밝힌 데서 명명되었습니다. 그 이후로 주목을
끌어 천연으로 존재하는 고분자화합물의 성질이 밝혀짐에 따라 단위체(單位體)라 불리는 간단한
저분자(低分子)로부터 고분자화합물을 합성할 수 있게 되었습니다.
화학분야는 독일 가장 우수하다는 것은 아시죠? 고분자 쪽을 발전이 그 것을 가능하게 하였습니다.
고분자의 반대적인 뜻으로의 저분자는 물이나 식초나 매니큐어를 지울 때 사용하는 아세톤과 같은 화학물질이
저분자에 해당됩니다.
고분자 화학물질은 아세톤이나 아크릴산계 물질, 아민계 물질 등 이와 같은 저분자의 화학물질이 온도나
촉매 등 일정한 조건에서 반응을 하여 얻을 수 있는데 그러한 저분자들이 결합하여 아주 긴 사슬같이 이어지면
큰 몸집이 되므로 이를 고분자(Polymer)라고 부르는 것입니다.
(출처 : '고분자, 저분자의 의미?' - 네이버 지식iN)
- Polymer VS Resin ?
흔히 고분자 물질을 뜻하는 말로 Resin이나 Polymer라는 말을 사용하는데 Resin이나 polymer (homopolymers,
copolymers 등)는 둘 다 똑같은 의미입니다.
다만, 이유는 잘 모르겠으나 관습적으로 알키드 수지는 Alkyd resins로 부르지만 Alkyd polymer로 부르지 않으며,
페놀 수지도 Phenolics resin이라고 하지만 Phenol polymer라고는 하지 않지만 우레탄수지의 경우에는 Urethane
polymer 또는 ~ resin이라는 말을 사용합니다.
마찬가지로 실리칼 MMA 수지(MMA resin)의 경우에도 제품을 범용적으로 설명할 때는 polymer라는 말을
사용하지만 개별 자재는 Resin이라는 단어를 사용합니다.
그래서 실리칼 제품명은 R61, R62.....등으로 R-이 붙는데 이것의 약자는 예상하시는 것처럼 Resin입니다.
굳이 차이점을 찾는다면, resin이라는 말은 범용 고분자 제품이나 관습적인 약식명에 주로 사용이 되고, polymer
는 IUPAC 명명법에 의한 명칭이나 CA Index Name의 체계적인 화학물질명에 사용이 됩니다.
(물론 물질명에 두 가지를 혼용하여 부르기도 합니다)
(참고 : '수지(resin)과 고분자(polymer)의 차이점은?' - 네이버 지식iN)
이상으로 고분자 합성물에 대한 정의를 마치고 다음 글에서는 고분자 합성 반응에 대해 다루겠습니다.