Emulsion Graft Polymerization of MMA to Sodium Alginate : Mechanism and Solvent Effect

알긴산 소다에의 MMA유화 그래프트 중합 : 메커니즘 및 용매효과

In order to increase the lower values of % grafting and monomer conversion in the emulsion graft polymerization of methylmethacrylate(MMA) onto sodium alginate (SA; a polymer electrolyte) with alginic acid-g-PMMA, the graft polymerization with water soluble (methanol and acetone) and insoluble solvents was carried out using a varity of solvent amounts and agitating rates. And some physical properties of the graft polymer were also investigated. In the polymerizations with water insoluble solvent, there were pronounced improvements in both % grafting and MMA conversion by the promotion of MMA diffusion from the core to the SA adsorpted on the outer layer of particle and that of MMA complex formation with SA. And the effect was larger for the solvents (cyclohexane, decalin) which do not dissolve PMMA. On the other hand, in the polymerization with water soluble solvent, there was an significant increase in MMA conversion and a considerable increase in the % grafting by the destruction of electrical double layer around the SA chains, abstracting the hydrated water in the layer and the effect was more potential in the case of methanol which is a precipitant of PMMA.

생성을 목적으로 하는 그라프트 중합체를 유화제로 하여 유화 그라프트중합을 실시하는 경우는 대체로 그라프트 효율 및 % 골격(backbone) 중합체의 전환율 값은 높으나, 메칠메타아크릴레이트(MMA) 전환율 및 % 그라프트율값 들이 낮다. 이와 같은 결점을 보완하기 위하여 중합계에 비 수용성 용매 및 수용성 용매를 사용하여서 이들 용매의 각각의 효과 및 두종의 용매를 조합한 복합효과 그리고 용매 공존하에서의 교반속도의 영향을 고찰하는 한편, 고분자 유화제의 조성에 따른 MMA의 유화용량, 평균 입경 및 그라프트된 알긴산의 입자 표면 밀도 등을 조사하여 그 중합 메카니즘을 고찰하였다. 그 결과, 고분자 유화제의 그라프트된 폴리메칠메타아클레이트(PMMA) 함량이 클수록 중합체 콜로이드의 MMA 유화용량 및 평균입경은 커지는 반면, 입자 표면의 그라프트된 알긴산의 밀도는 감소하였다. 비 수용성 용매를 MMA에 혼합시켜 중합시키는 경우는 그라프트 효율 및 골격 중합체의 전환율 값들의 저하없이 MMA 전환율 및 % 그라프트 값을 향상 시킬 수 있었으며, 그 효과는 PMMA에 대하여 침전제가 되는 용매가 양용매인 용매에 비하여 컸다. 수용성 용매는 그라프트 효율, 골격 중합체의 전환율을 다소 저하시키는 상태에서 MMA 전환율 및 % 그라프트 값을 보다 크게 향상시켰으며, 그 효과는 PMMA에 침전제인 메탄올에서 보다 현저하였다. 용매 첨가에서 교반속도의 변화에 용매 무첨가시의 MMA 전환율값은 2배 이상, % 그라프트값은 거의 3배로, SA 전환율과 그라프트 효율값은 95% 이상 향상시킬 수 있었다.