06. Cohesive energy density & Solvent parameter

고분자공학

PART 06. Cohesive energy density & Solvent parameter

고분자 용해를 예측하는데

사용되는 가장 중요한 원리는

"고분자는 화학적 구조가 유사한 용매에 용해된다." 이다.

고분자 용해를 예측하기 위해

응집 에너지 밀도 Cohesive energy density (CED)와

용해도 파라미터 Solubility parameter δ

두 인자가 사용된다.

각각의 고분자와 용매들은 특정한 값의 CED와 δ를 가진다.

Cohesion per solvent molecule

z는 coordination number로

분자 주위에 가까이 올수 있는,

즉, 감쌀 수 있는 분자의 갯수이다.

cohesive energy : increase in internal energy per mole = separation energy per mole

Solubility parameter

예를들어,

n-pentane는 

δ=7.0 이고,

H2O는

δ=23.4 이다.

위에서 언급한 것처럼

비슷하면 잘 녹일 수 있다.

Like dissolves like

고분자를 녹일 때,

solubility parameter가 비슷하면 잘 녹는다.

δ1-δ2 < 0.5~1.0 일 때, 잘 녹는다.

위와 같은 parameter는

1. solvent 선정하는데 척도가 된다.

비슷하면 잘 녹으니까 비슷한 것을 solvent로 선정한다.

2. swelling resistance of rubber

rubber가 solvent에 잘 녹나 안 녹나 결정할 때

solubility parameter를 사용한다.

rubber가 solvent에 잘 녹지 않으면

chain이 끊어지지 않고

solvent를 머금고 있어서 부풀어 오른다.

그 현상이 swelling 팽윤현상이다.