Uniform sized poly(methyl methacrylate)(PMMA) beads were prepared by soapless emulsion polymerization using methacrylate monomer and potassium persulfate as monomer and initiator, respectively. The molecular weights and the morphology of resulting latexes were determined by means of GPC and SEM in terms of the reaction conditions such as the reaction temperature, the amount of the initiator and the solid content. The molecular weights of the latex beads were found to be decreased with increasing amount of initiator and the reaction temperature, and no dependency of the solid content. The sizes of the prepared beads varied between 0.3 and 0.6 μm with the reaction conditions; the lower the reaction temperature, or the higher the initiator concentration and the solid content, the larger the particle sizes were observed. The relationship between the particle size and the initiator concentration is controversial to that in the case of the crosslinked polymer beads. High molecular weight of 10⁶g/mol PMMA bead was able to obtain not only with 0.5 wt% of initiator at 60℃ but also with 0.2 wt% of initiator at 80℃.

무유화제하에서 메틸메타크릴레이트 단량체와 적당량의 과황산 칼륨 개시제를 반응시켜 폴리메틸메타크릴레이트 비드를 합성하여 중합과정에서 반응온도, 개시제 농도, 고형분 등의 반응조건에 따른 비드의 분자량 변화와 그 형태의 상관 관계를 각각 GPC와 SEM을 이용하여 관찰하였다. 개시제 양이 증가하거나 온도가 상승함에 따라 분자량이 감소하는 경향으로 일반 유화중합에서 나타나는 특성을 보였으나, 고형분에 따른 분자량 변화는 관찰되지 않는 특이한 현상을 보였다. SEM에 의한 비드의 평균직경은 반응조건에 따라 0.3∼0.6μm로 변하였는데, 은도가 낮아짐에 따라 비드 직경은 증가하였다. 또한 개시제 농도의 증가에 따라 비드 직경이 증가해 가교시킨 비드와는 반대 현상을 보였으며 고형분이 증가함에 따라 분자량의 변화는 없었음에도 불구하고 비드 직경은 증가되었다. 또한 60℃에서 반응이 일어날 수 있는 최소의 개시제 농도는 단량체 양 대비 0.5 wt%로 10⁶g/mo1 이상의 높은 분자량을 가진 PMMA가 합성되었다. 80℃에서는 60℃에서 반응이 제대로 일어나지 않았던 약 0.2wt% 개시제 농도에서도 반응이 일어나 60℃에 비해 약 2.5배 정도의 빠른 반응속도로 분자량이 10⁶/mol인 PMMA 비드의 합성이 가능하였다.

Keywords: emulsifier-free emulsion polymerization; PMMA; molecular weight; molecular weight distribution; particle size