1. 개요

고분자(polymer)란 반복단위를 가지는 거대 분자를 말한다.

고분자의 기계적 물성은 chain length, side group, branching, cross-linking에 따라 다르다.
linear의 경우 slippage가 가능하고, cross-linked나 network 구조는
기계적 변형에 대해 anchoring effect로 회복가능성을 가진다.

녹는점 아래 유리전이온도를 가지며 사슬 사이에 free volume이 형성되는 구간이 있다.
따라서 온도에 따른 형질 변화에 비교적 자유롭다.

 

Origin

natural polymer에는 단백질, 핵산, 다당류, 고무 등이 포함되고
합성 고분자는 열가소성, 열경화성, 탄성중합체(elastomer)로 구분된다.

 

반복 단위

1종류 단량체로만 이루어진 경우 Homopolymer라 부른다.
2가지 이상의 단량체로 이루어진 경우 Copolymer라 부르며 반복 방식에 따라
random copolymer, alternating copolymer, block copolymer, graft copolymer로 나뉜다.

monomer가 결합되어 반복단위를 가지며 하나의 고분자를 이루는 것이 아닌
물리적으로 혼합되어 있는 상태는 blended라 부른다.

 

열적 특성

열가소성(Thermoplastic): 열을 가해 형태 재가공이 가능하다.
열경화성(Thermoset): 열을 가하면 형태가 영구적으로 변해 재가공이 불가하다.
    반면 형태 안정성과 내열성 측면에서 강점을 가진다.
탄성체(Elastomer): 기계적 변형에 대해 회복 가능성을 가진다.

 

합성 메커니즘

Step growth: monomer가 1:1로 결합을 형성한다.
Chain growth: 개시, 전파, 종결의 단계를 가지며 빠르게 성장한다.

 

재활용

1. PET(PETE): 투명 페트병 등
2. HDPE: 딱딱한 세제 통, 병뚜껑 등
3. PVC: 파이프 등
4. LDPE: 말랑한 병 등
5. PP: 빨때, 배달 용기 등
6. PS: 스티로폼 등
7. Other: DVD, nylon, 콘텍트 렌즈 등

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이중결합을 가지는 vinyl compound는 이중결합이 끊어지면서
일반적으로 입체장애가 덜한 head-to-tail addition으로 연결된다.

conjugated diene은 $\pi$전자 공격으로 주로 1,4-addition으로 연결되며
중간에 남은 이중결합은 cross-linking으로 사용 가능하다.

zaitsev's rule에 따라 이중결합에 치환체가 많을수록 안정하기 때문에

같은 분자식의 고분자라도 결합 구조에 따라 성질이 다르다.
곁사슬이 한쪽 방향에만 있는 isotatic(m),
양쪽으로 돌아가면서 있는 syndiotatic(r),
무작위로 곁사슬이 위치하는 atatic으로 구분된다.

규칙성을 가지면 단단한 특성을 갖고 결정을 형성하기에 용이하다.
반대의 경우 wax-like, glass 등을 형성하며 유리전이온도가 낮다.