Ce(IV)/Sucrose Redox계에 의한 Acrylonitrile의 중합반응속도 및 반응기구에 관한 연구(I)

A Study on the Polymerization of acrylonitrile Initiated by Ce(IV)/Sucrose Redox System(I)

이 당류이며 대표적인 비환원성 당류로 알려진 sucrose를 환원제로 선택하여, 수용성 개시제이며 산화제로 널리알려진 Ceric Ammonium Nitrate와의 산화환원반응으로 인한Ce(IV) 농도 감소속도를 측정하고 acrylonitrile를 단량체로 Ce(IV)/sucrose 산화 환원에 의한 개시 반응으로 중합시켜 중합반응속도를 구하였다. 또한 중합반응속도에 영향을 미치는 인자인 은도, 시간, pH, sucrose 농도 및 단량체농도 등의 관계와 중합 반응기구를 고찰하였다. 실험결과 온도가 상승할수록, sucrose 농도가 증가할수록 Ce(IV) 농도 감소속도는 증가하였으며 Ce(IV)과 sucrose의 반응으로 산화생성물을 형성하는 속도가 개시반응속도보다 현저하게 크게 나타났으며 온도 및 sucrose농도 monomer 농도에 따라 중합반응속도는 단량체농도에 대해 2차에서, 3/2차, 1차 반응으로 변화하였다. 한편 최종 생성물인 중합체는 적외선흡수스펙트럼, 핵자가 공명스펙트럼으로 순수한 polyacrylonitrile이 확인되었으며, GPC에 의한 분석결과 그 분자량 분포는 10 6에서 10 4에 결쳐 광범위하게 분포되어 있음을 확인하였다.

In this paper, sucrose was chosen as reducing agent on the polymerization of acrylonitrile in the redox system. The rate of polymerization and reaction mechanism and the dependence of Rp on temperature, pH, sucrose and monomer concentration were investigated. In the Ce(IV)/sucrose redox system the rate of Ce(IV) disappearance was also determined. The order of Rp was second order dependence on monomer concentration but it declined 3/2 order as sucrose concentration increased and the slope changed to first order above adequate monomer concentration. The rate of polymerization and reaction mechanism and the dependence of Rp on temperature, pH, sucrose and monomer concentration were investigated. fn the Ce(IV)/sucrose redox system the rate of Ce(IV) disappearance was also determined. The rate of Ce(IV) disappearance increased as sucrose concentration increased. Evaluation of Ro/Ri showed that the rate of oxidant product forming was much faster than that of initiation (Ro》Ri). The molecular weight distribution lied on the range of 106-104 by GPC analysis. It supposed that the reaction could not be controlled and several types of termination could occurred in this system.