중합

중합(Polymerization)은 저분자량 화합물(단량체, monomer)들이 화학 반응을 통해 서로 연결되어 고분자량 화합물(중합체, polymer)을 형성하는 과정이다. 단량체들은 반복적인 구조적 단위로 연결되어 긴 사슬 또는 가지달린 구조를 이루는 중합체를 생성한다. 중합 반응은 자연계에서 생체 고분자(단백질, 핵산, 다당류 등)의 합성에 필수적인 과정이며, 산업적으로는 플라스틱, 섬유, 고무 등 다양한 합성 고분자를 생산하는 데 핵심적인 역할을 한다.

중합 반응은 크게 두 가지로 분류할 수 있다.

• 첨가중합(Addition polymerization): 단량체들이 이중 결합이나 삼중 결합을 열어 서로 연결되는 반응이다. 개시제(initiator)가 필요하며, 반응 과정에서 분자량이 증가한다. 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐(PVC) 등이 이러한 방법으로 생산된다.

• 축합중합(Condensation polymerization): 단량체들이 반응하여 작은 분자(물, 알코올 등)를 제거하면서 서로 연결되는 반응이다. 첨가중합과 달리 개시제가 항상 필요한 것은 아니며, 반응 과정에서 작은 분자가 생성된다. 나일론, 폴리에스터, 폴리카보네이트 등이 이러한 방법으로 생산된다.

중합 반응의 종류는 반응 메커니즘, 사용되는 단량체, 생성되는 중합체의 구조 등에 따라 다양하게 분류될 수 있으며, 각각의 중합 반응은 반응 조건(온도, 압력, 촉매 등)에 따라 생성되는 중합체의 물성에 큰 영향을 미친다. 중합체의 물성은 분자량, 분자량 분포, 사슬 구조, 가지의 존재 유무 등 여러 요인에 의해 결정된다.

중합 반응은 생명체의 기능 유지와 산업 발전에 필수적인 과정이며, 끊임없는 연구를 통해 새로운 중합 방법과 고성능 중합체가 개발되고 있다.