21.2: 공중합체의 특성 및 명명법

공중합체는 여러 단량체 종의 중합으로 얻은 생성물입니다. 따라서 폴리머 사슬 자체에는 서로 다른 단량체에서 나온 여러 반복 단위가 있을 수 있습니다. 서로 다른 단량체 종으로부터 폴리머를 합성하는 과정을 공중합이라고 합니다. 두 개의 단량체가 관여하는 폴리머를 이중중합체라고 합니다. 단량체가 3개 혹은 4개의 단량체를 갖는 중합체를 각각 삼원공중합체(terpolymer) 혹은 사원공중합체(quaterpolymer)라고 합니다. 그림 1은 스티렌과 아크릴로니트릴의 공중합을 통해 이중중합체 폴리(스티렌-코-아크릴로니트릴)(스티렌-아크릴로니트릴 수지 또는 SAN)을 생성하는 과정을 보여줍니다. 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS)은 3D 프린팅에 널리 사용되는 삼원공중합체의 인기 있는 예입니다.

Figure 1: 스티렌과 아크릴로니트릴의 공중합

공중합체에서는 한 가지 이상의 반복 단위가 존재하므로 공중합체의 화학식은 별도의 괄호를 넣고 각 고유 반복 단위에 해당하는 폴리머를 표시합니다.

폴리머 사슬의 각 공단량체의 분포에 따라 공중합체는 교대, 랜덤, 블록 또는 그래프트 공중합체로 분류될 수 있습니다.

성장하는 폴리머 사슬의 끝에 있는 단량체가 혼합물의 대체 단량체와 반응하는 것을 선호하고 그 반대의 경우에도 서로 다른 단량체를 체계적으로 통합하면 교대 공중합체가 생성됩니다.

Figure 2: 두 단량체의 중합으로 인한 교대 공중합체

성장하는 중합체 사슬의 끝에 있는 이들 단량체 중 하나가 어떤 공단량체에 대해서도 선호하지 않을 때, 단량체의 무작위 결합이 발생합니다.

Figure 3: 두 단량체의 중합으로 인한 무작위 공중합체

각 단량체의 블록은 각 단량체의 단독중합에 적합한 반응 조건을 갖는 단량체의 혼합물로부터 제조될 수 있습니다. 이러한 호모폴리머 블록은 서로 다른 위치에서 결합될 수 있습니다. 호모폴리머가 가장자리에서 결합되면 폴리머 사슬에서 서로 다른 호모폴리머 블록이 번갈아 나타납니다.

Figure 4: 두 단량체의 중합으로 얻은 블록 공중합체

또 다른 가능성은 한 단량체의 호모폴리머 사슬이 다른 모노머의 호모폴리머 사슬에 있는 내부 원자에 접목되는 것입니다.

Figure 5: 두 단량체의 중합으로 인한 공중합체 접목

공중합체는 둘 이상의 서로 다른 단량체를 함께 중합하여 얻어집니다.

폴리스티렌-공동 아크릴로니트릴을 만들기 위해 스티렌과 아크릴로니트릴 단량체의 공중합을 고려하십시오. 여기서 폴리머 이름에는 단량체 단위, 중위 'co' 및 접두사 'poly'가 모두 포함됩니다.

공중합체는 일반적으로 별도의 괄호 또는 괄호를 배치하고 각 유형의 반복 단위 주위에 중합 정도를 배치하여 나타냅니다.*

대안적으로, 단순화된 발현은 공통된 중합 정도를 가진 결합된 공단량체 주위에 괄호를 배치합니다.

각 단량체가 동일한 유형이 아닌 공단량체에 우선적으로 결합하는 경우, 중합은 교대 공중합체를 초래합니다. 반면에, 호모-공중합(homo-polymerization)과 공중합(copolymerization) 사이의 선호가 부족하면 무작위 공중합체가 발생합니다.

고유한 단량체의 단일 중합체 블록은 각 단량체에 유리한 중합 조건 사이를 전환하여 합성할 수 있습니다.

호모폴리머 블록이 교대로 작용하면 블록 공중합체입니다.

하나의 단일 중합체가 다른 유형의 단일 중합체 사슬에 접목되면 이식 공중합체가 됩니다.