이번 글에서는 고분자 관련 기본 용어들을 정리하였다.
소개할 용어들은 homopolymer/heteropolymer/homo chain polymer/hetero chain polymer/conformation/configuration/isomerism/thermoplastic/thermoset 순서이다.
homopolymer: 반복되는 단량체, monomer, 가 한종류만 있는 고분자를 뜻한다.
heteropolymer: 반복되는 단량체가 두 종류 이상인 고분자를 뜻한다.
※여기서 고분자의 정의는?
고분자란 반복단위인 단량체가 공유결합에 의해서 긴 사슬모양을 이루며 결합해있는 거대 물질을 뜻한다. 대게 단량체가 100개 이상이 결합해있으면 이를 고분자라고 칭한다.
homo chain polymer: 주사슬에 탄소만이 존재하는 고분자를 의미한다. (바로 위에 소개된 homopolymer와 매우 비슷하게 생겨서 헷갈릴수도 있을것 같다. 둘이 헷갈리지 말것!)
hetero chain polymer: 주사슬에 탄소 이외의 원소도 함께 존재하는 고분자를 의미한다. 여기서 탄소 이외의 원소라 하면, 산소나 질소 등이 있다. (이외에도 다양한 원소가 있음/heteropolymer와 헷갈리지 말것!)
conformation: 입체 형태/탄소-탄소 단일결합에 의한 회전으로 형성되는 분자의 다양한 형태를 의미한다.
configuration: 입체 배열/단량체간의 다양한 결합에 의해 생성되는 배열을 의미한다. 여기서 공중합체(copolymer)라는 용어가 등장하는데, 이는 앞에서 설명한 heteropolymer와 같은 말로, 단량체가 두종류 이상인 고분자를 의미한다.
configuration을 다룰때 isomerism이 등장한다.
isomerism은 물질의 화학식은 동일하나 구조가 다른 경우를 의미한다.
isomerism에는 크게 3가지 종류가 있는데 stereo isomerism, geometric isomerism, substitutional isomerism이다.
stereo isomerism은 모노머의 탄소 원자에 치환기가 결합하는 경우, 이 치환기의 결합 방향에 따라서 발생하는 isomerism이다. 모든 치환기가 주사슬을 기준으로 같은 방향에 결합하면 isotatic, 지그재그로 위, 아래, 위, 아래 이런식으로 결합을 하면 syndiotatic, 랜덤하게 결합하면 atatic이라고 칭한다.
geometric isomerism은 회전이 불가능한 이중결합에 의해 생기는 isomerism이다. trans형과 cis형이 있으며 trans형은 치환기가 주사슬을 기준으로 서로 다른면에 결합한 경우이고, cis형은 치환기가 서로 같은 면에 결합한 경우이다.
마지막으로 substitutional isomerism은 단량체가 반복이 될때 기존의 형태대로 반복이 되는것이 아닌 경우 발생하는 isomerism이다. 예를 들어서, 주사슬에 탄소가 4개인 경우, 기본적인 경우에는 1,4번 탄소가 단량체 결합에 참여한다고 하자. 만약, 1,2번 탄소가 결합에 참여하게 된다면 이 고분자는 1,4번 탄소가 결합에 참여하는 고분자의 isomer가 된다.
thermoplastic: 열가소성수지를 의미한다. 얼음을 생각하면 쉽게 이해할수 있다. 열을 가하면 흐물흐물해지며 용매에 용해가 된다. 또한 얼음처럼 열을 가해서 녹였다가 다시 굳히는 것이 가능하다. Recycling과 reworking이 가능하다.
thermoset: 열경화성수지를 의미한다. 계란을 생각하면 된다. 열을 가하면 단단해지며 reworking, recylcing이 불가능하다. (계란의 경우, 한번 열을 가해서 굳히면 온도를 내린다고 해서 원래상태로 돌려놓을수 없다.) 용매에 녹지 않으며 대신 팽윤(swelling)한다.
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