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21.2 : 공중합체의 특성 및 명명법

공중합체는 여러 단량체 종의 중합으로 얻은 생성물입니다. 따라서 폴리머 사슬 자체에는 서로 다른 단량체에서 나온 여러 반복 단위가 있을 수 있습니다. 서로 다른 단량체 종으로부터 폴리머를 합성하는 과정을 공중합이라고 합니다. 두 개의 단량체가 관여하는 폴리머를 이중중합체라고 합니다. 단량체가 3개 혹은 4개의 단량체를 갖는 중합체를 각각 삼원공중합체(terpolymer) 혹은 사원공중합체(quaterpolymer)라고 합니다. 그림 1은 스티렌과 아크릴로니트릴의 공중합을 통해 이중중합체 폴리(스티렌-코-아크릴로니트릴)(스티렌-아크릴로니트릴 수지 또는 SAN)을 생성하는 과정을 보여줍니다. 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS)은 3D 프린팅에 널리 사용되는 삼원공중합체의 인기 있는 예입니다.

Figure1

Figure 1: 스티렌과 아크릴로니트릴의 공중합

공중합체에서는 한 가지 이상의 반복 단위가 존재하므로 공중합체의 화학식은 별도의 괄호를 넣고 각 고유 반복 단위에 해당하는 폴리머를 표시합니다.

폴리머 사슬의 각 공단량체의 분포에 따라 공중합체는 교대, 랜덤, 블록 또는 그래프트 공중합체로 분류될 수 있습니다.

성장하는 폴리머 사슬의 끝에 있는 단량체가 혼합물의 대체 단량체와 반응하는 것을 선호하고 그 반대의 경우에도 서로 다른 단량체를 체계적으로 통합하면 교대 공중합체가 생성됩니다.

Figure2

Figure 2: 두 단량체의 중합으로 인한 교대 공중합체

성장하는 중합체 사슬의 끝에 있는 이들 단량체 중 하나가 어떤 공단량체에 대해서도 선호하지 않을 때, 단량체의 무작위 결합이 발생합니다.

Figure3

Figure 3: 두 단량체의 중합으로 인한 무작위 공중합체

각 단량체의 블록은 각 단량체의 단독중합에 적합한 반응 조건을 갖는 단량체의 혼합물로부터 제조될 수 있습니다. 이러한 호모폴리머 블록은 서로 다른 위치에서 결합될 수 있습니다. 호모폴리머가 가장자리에서 결합되면 폴리머 사슬에서 서로 다른 호모폴리머 블록이 번갈아 나타납니다.

Figure4

Figure 4: 두 단량체의 중합으로 얻은 블록 공중합체

또 다른 가능성은 한 단량체의 호모폴리머 사슬이 다른 모노머의 호모폴리머 사슬에 있는 내부 원자에 접목되는 것입니다.

Figure5

Figure 5: 두 단량체의 중합으로 인한 공중합체 접목

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