21.5 : 폴리머 분류: 구조

폴리머는 사슬 구조에 따라 선형 또는 폴리머로 분류됩니다. 선형 폴리머의 폴리머 사슬은 분지가 전혀 없거나 최소화된 긴 사슬형 구조를 가지고 있습니다. 폴리머가 단량체에 골격에 대한 가지로 나타나는 큰 치환기를 특징으로 한다고 하더라도 이는 가지형 폴리머로 간주되지 않습니다. 분지형 폴리머는 주 폴리머 사슬에서 발생하는 2차 폴리머 사슬을 포함합니다. 분지는 중합체 성장이 성장하는 중합체의 가장자리에서 사슬의 다른 영역으로 이동할 때 발생합니다. 작은 분자와 유사하게 분기는 밀집된 패킹을 방지하고 개방형 구조는 두 폴리머 사슬 사이에 분산력이 작용할 수 있는 위치를 최소화합니다.

에틸렌 중합의 예를 생각해 보세요. 중합 조건을 변경하여 다양한 등급의 폴리에틸렌을 제조합니다. 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)도 그 중 하나입니다. 이름에서 알 수 있듯이 선형 폴리머 사슬이 촘촘하게 패킹되어 분기가 최소화되어 밀도가 높습니다. 이 폴리머는 135°C에서 녹으며 병뚜껑, 텔레비전 캐비닛 등과 같이 상대적으로 단단한 물체를 제조하는 데 사용됩니다. 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)은 폴리에틸렌의 또 다른 등급으로, 폴리머 사슬의 광범위한 분기로 인해 밀도가 낮은 폴리머입니다. 이 폴리머의 용융 전이 온도는 120°C로 고밀도 폴리에틸렌보다 낮습니다. 스퀴즈 병, 플라스틱 휴대용 가방 등과 같은 유연한 물체를 만드는 데 사용됩니다. 고밀도 폴리에틸렌과 저밀도 폴리에틸렌의 구조는 그림 1에 나와 있습니다.

Figure 1: 고밀도 폴리에틸렌(위)과 저밀도 폴리에틸렌(아래)의 골격 구조

폴리머 사슬 구조에 대한 일부 수정은 후처리를 통해 이루어집니다. 예를 들어, 고무의 가황. 가황 과정에서 황은 폴리이소프렌과 반응하여 일부 C-H 결합을 이황화 결합으로 대체합니다. 이러한 이황화 결합은 서로 다른 폴리이소프렌 사슬을 연결할 수 있으며 이러한 유형의 결합을 가교라고 합니다. 가교는 대부분의 사슬이 연결되어 있기 때문에 중합체의 강성을 증가시킵니다. 그 결과 인접한 체인의 상대적인 움직임이 감소합니다. 따라서 가황에 사용되는 유황의 양을 조절하여 고무의 강성과 탄성을 조정합니다.