중합체
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1. 개요
중합체는 "많다"는 뜻의 그리스어에서 유래된 용어로, 작은 분자들이 공유 결합으로 연결되어 형성된 거대 분자를 의미한다. 1920년 헤르만 슈타우딩거에 의해 현대적인 개념이 제안되었으며, 인류는 고대부터 양모, 면, 셀룰로스 등으로 만든 종이 등 천연 고분자를 활용해왔다. 중합체는 천연과 합성으로 분류되며, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등 다양한 종류가 존재한다. 중합체는 단량체의 종류, 배열, 구조에 따라 특성이 달라지며, 기계적, 수송, 상, 혼합, 화학적, 광학적, 전기적 특성을 가진다. 고분자의 특성은 유리 전이 온도와 녹는점에 의해 결정되며, 가소제의 첨가, 사슬 간 인력, 화학적 상호 작용 등에 의해 영향을 받는다. 중합체는 의류, 전자, 포장, 건축, 의료 등 다양한 분야에 응용되며, 고분자의 분해는 열, 빛, 화학 물질 등의 영향으로 발생할 수 있다.
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| 중합체 | |
|---|---|
| 정의 | |
| IUPAC 정의 | 고분자는 거대 분자로 구성된 물질이다. 거대 분자는 상대 분자량이 큰 분자이며, 그 구조는 본질적으로 상대 분자량이 작은 분자에서 유래된 단위의 다중 반복으로 구성된다. |
| 일반 정의 | 반복되는 구조 단위(반복 단위)를 가진 거대 분자로 구성된 물질이다. |
| 고분자 과학 | |
| 건축 | 구조 |
| 입체 규칙성 | 입체 규칙성 |
| 형태 | 형태 |
| 분해 | 분해 |
| 상 거동 | 상 거동 |
| 마르크-호윙크 이론 | 마르크-호윙크 이론 |
| 상한 임계 용액 온도 | UCST |
| 하한 임계 용액 온도 | LCST |
| 플로리-허긴스 용액 이론 | 플로리-허긴스 용액 이론 |
| 코일-구형 전이 | 코일-구형 전이 |
| 합성 | |
| 사슬 성장 중합 | 사슬 성장 중합 |
| 자유 라디칼 중합 | 자유 라디칼 중합 |
| 제어 라디칼 중합 | 제어 라디칼 중합 |
| 원자 이동 라디칼 중합 | ATRP |
| 가역적 첨가-단편화 연쇄 이동 중합 | RAFT |
| 니트록사이드 매개 라디칼 중합 | 니트록사이드 매개 라디칼 중합 |
| 단계 성장 중합 | 단계 성장 중합 |
| 축합 중합 | 축합 중합 |
| 첨가 중합 | 첨가 중합 |
| 분류 | |
| 폴리올레핀 | 폴리올레핀 |
| 폴리에틸렌 | 폴리에틸렌 |
| 폴리프로필렌 | 폴리프로필렌 |
| 폴리이소부틸렌 | 폴리이소부틸렌 |
| 폴리우레탄 | 폴리우레탄 |
| 폴리에스터 | 폴리에스터 |
| 폴리카보네이트 | 폴리카보네이트 |
| 비닐 고분자 | 비닐 고분자 |
| 폴리염화 비닐 | PVC |
| 폴리비닐 알코올 | PVA |
| 폴리비닐 아세테이트 | PVAc |
| 폴리스티렌 | 폴리스티렌 |
| 단일 중합체 | 단일 중합체 |
| 공중합체 | 공중합체 |
| 겔 | 겔 |
| 하이드로겔 | 하이드로겔 |
| 자가 치유 하이드로겔 | 자가 치유 하이드로겔 |
| 특성 분석 | |
| 겔 침투 크로마토그래피 | GPC |
| 적외선 분광법 | FTIR |
| X선 결정학 | X선 결정학 |
| 시차 주사 열량계 | DSC |
| 핵자기 공명 분광법 | NMR |
| 열중량 분석 | TGA |
| 동적 기계 분석 | DMA |
| 유변학 | 유변학 |
| 유변계 | 유변 측정 |
| 점도계 | 점도 측정 |
| 과학자 | |
| 플로리 | 플로리 |
| 앨런 히거 | 히거 |
| 앨런 맥더미드 | 맥더미드 |
| 시라카와 히데키 | 시라카와 |
| 나타 | 나타 |
| 에드워즈 | 에드워즈 |
| 드 젠 | 드 젠 |
| 지글러 | 지글러 |
| 슈타우딩거 | 슈타우딩거 |
| 굿이어 | 굿이어 |
| 베이클랜드 | 베이클랜드 |
| 헤이워드 | 헤이워드 |
| 브라코노 | 브라코노 |
| 응용 | |
| 압출 성형 | 압출 |
| 블로우 성형 | 블로우 성형 |
| 압출 코팅 | 도포 |
| 산업 코팅 | 보호 코팅 |
| 3D 프린팅 | 3D 프린팅 |
| 타이어 | 타이어 |
| 화이트월 타이어 | 화이트월 |
| 조리 기구 및 제빵 기구 | 조리 기구 및 제빵 기구 |
| 베이클라이트 | 베이클라이트 |
| 발포 식품 용기 | 식품 용기 |
| 레코드판 | 레코드판 |
| 케블라 | 케블라 |
| 플라스틱 병 | 플라스틱 병 |
| 비닐 봉투 | 비닐 봉투 |
2. 역사
"폴리머(polymer)"라는 용어는 그리스어 ''πολύς''(폴루스, "많은, 매우 많은")와 ''μέρος''(메로스, "부분")에서 유래했다. 이 용어는 1833년 옌스 야코브 베르셀리우스(Jöns Jacob Berzelius)에 의해 만들어졌지만, 정의는 현대 국제순수응용화학연합(IUPAC)의 정의와는 달랐다.[10][11] 공유 결합된 거대분자 구조로서의 폴리머에 대한 현대적 개념은 1920년 헤르만 슈타우딩거(Hermann Staudinger)에 의해 제안되었으며, 그는 그 후 10년 동안 이 가설에 대한 실험적 증거를 찾는 데 힘썼다.[12][13]
고분자는 인류 초기부터 상품의 필수 구성 요소였다. 의류용 양모(케라틴), 면과 마 섬유(셀룰로스), 파피루스(셀룰로스)로 만든 종이 등은 고대 사회가 고분자 함유 원료를 이용하여 인공물을 얻었던 몇 가지 예이다. 고무나무(천연 고무)의 라텍스 수액은 올멕, 마야, 아즈텍이 공을 만들고, 방수 섬유와 용기를 만드는 데 사용하기 시작한 후 오랜 시간이 지난 16세기에 남아메리카에서 유럽에 도착했다.[68]
고분자의 화학적 조작은 19세기로 거슬러 올라가지만, 당시에는 그 특성이 이해되지 않았다. 고분자의 거동은 토마스 그레이엄이 제안한 이론에 따라 고분자를 알 수 없는 힘에 의해 결합된 작은 분자들의 콜로이드 응집체로 간주했다.
이론적 지식이 부족했음에도 불구하고, 혁신적이고, 접근하기 쉽고, 저렴한 재료를 제공할 수 있는 고분자의 잠재력은 즉시 인식되었다. 브라코노, 파크스, 뤼더스도르프, 헤이워드 등이 천연 고분자의 변형에 대해 수행한 연구는 이 분야에서 많은 중요한 발전을 가져왔다.[69] 그들의 공헌은 셀룰로이드, 갈랄리스, 파크세인, 레이온, 가황 고무 및 나중에 베이클라이트와 같은 재료의 발견으로 이어졌다.
1920년, 헤르만 슈타우딩거는 "Über Polymerisation"[70]에서 고분자는 공유 결합으로 연결된 긴 원자 사슬이라고 제안했다. 그의 연구는 과학계에서 받아들여졌고, 1953년 노벨상을 수상했다.[71]
1930년대 이후 고분자는 새로운 유형이 발견되고 빠르게 상업적 응용 분야가 주어지면서 천연 소재를 대체하는 황금기를 맞이했다. 이러한 발전은 산업 부문에 의해 촉진되었으며, 학계의 지원을 받았다.[69]
1953년 이후 6개의 노벨상이 생체 거대 분자에 대한 연구를 제외한 고분자 과학 분야에서 수여되었다. 토드 경은 1980년에 "중합의 발전은 화학이 이룬 가장 큰 업적이며, 일상생활에 가장 큰 영향을 미친 것 같다"라고 요약했다.[73]
2. 1. 한국의 고분자 과학 및 산업
한국의 고분자 과학은 1950년대 후반부터 학계와 연구기관을 중심으로 연구가 시작되었으며, 1960년대부터는 석유화학 산업과 함께 합성 고분자 산업이 본격적으로 발전하기 시작했다. 1970년대 이후, 정부의 중화학공업 육성 정책에 힘입어 고분자 산업은 급속도로 성장하였으며, 현재는 세계적인 수준의 기술력을 보유하고 있다. 특히, LG화학, SK이노베이션, 롯데케미칼 등 주요 화학 기업들은 고성능 플라스틱, 합성 고무, 섬유 등 다양한 고분자 제품을 생산하며 국가 경제 발전에 기여하고 있다. 최근에는 친환경, 고기능성 고분자 소재 개발에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 이는 4차 산업혁명 시대를 이끌어갈 핵심 기술로 주목받고 있다.3. 고분자의 분류
중합체는 크게 천연 고분자와 합성 고분자로 분류할 수 있다. 천연 고분자는 자연에서 발견되는 고분자이며, 합성 고분자는 인공적으로 합성된 고분자를 말한다.
합성 고분자와 천연 고분자는 그 특성이 다양하여[80] 일상생활에서 널리 쓰이고 있다.[81] 폴리스티렌과 같은 합성수지부터 DNA나 단백질과 같이 생물학적 구조와 기능의 기초를 이루는 천연 생체고분자(biopolymer)까지 그 종류가 다양하다. 천연 고분자이든 합성 고분자이든, 단량체(monomer)라고 불리는 저분자가 여러 개 중합 반응(polymerization)을 통해 형성된다. 그 결과, 저분자 화합물에 비해 분자량이 커지고, 강인성, 탄성, 점탄성, 비정질 또는 반결정 구조를 형성하기 쉬운 등 특징적인 물리적 특성이 나타난다.
"고분자(polymer)"라는 용어는 그리스어 πολύς (''polus'', "많은, 다수의"라는 의미)와 μέρος (''meros'', "부분"이라는 의미)에서 유래했다. 이 용어는 1833년 예른스 야코브 베르셀리우스가 만들었지만,[82] 그 정의는 현대 국제순수 및 응용화학연합(IUPAC)의 정의와는 달랐다.[83] 공유 결합된 고분자 구조라는 현대적인 개념은 1920년 헤르만 슈타우딩거가 제안했고,[84] 그는 그 후 10년간 이 가설의 실험적 증거를 찾는 데 전념했다.[85]
3. 1. 천연 고분자
대마, 셸락, 호박, 양모, 비단, 천연 고무와 같은 천연 고분자 재료는 수 세기 동안 사용되어 왔다. 나무와 종이 주성분인 셀룰로스를 비롯한 다양한 다른 천연 고분자도 존재한다.[139] 인류는 양모(케라틴)나 면화·마 섬유(셀룰로스)를 의류에, 파피루스(셀룰로스)를 종이에 사용했다. 고무나무의 라텍스 수액(천연고무)는 올멕 문명, 마야 문명, 아즈텍 문명이 그릇이나 방수포, 용기의 재료로 사용하기 시작하여 훨씬 후인 16세기에 남미를 거쳐 유럽에 전래되었다.[139]19세기에는 앙리 브라코노, 알렉산더 파크스, 프리드리히 빌헬름 뤼더스도르프, 내사니얼 헤이워드를 비롯한 많은 연구자들이 천연 고분자 개질에 관한 연구를 진행하여 셀룰로이드, 갈랄리스, 파크신, 레이온, 가황고무 등의 재료를 발견했다.[140]
3. 1. 1. 우주 고분자
헤모글리신(이전 명칭 헤몰리신)은 운석에서 발견된 최초의 아미노산 중합체이다.[14][15][16]3. 2. 합성 고분자
합성 고분자는 인공적으로 합성된 고분자를 말하며, 대부분 석유화학 제품을 기반으로 만들어진다. 산업적으로 가장 많이 합성되는 고분자는 폴리에틸렌이며, 역사적으로 가장 유명한 예는 합성고무인 폴리아이소프렌이다. 폴리아이소프렌은 분자 구조가 고무나무 수액에서 나오는 라텍스와 동일한 구조를 가지는 물질로서, 자연에서 얻어야만 했던 물질을 인간이 스스로 합성해낼 수 있었던 좋은 예이다.세계 수요가 높은 순서대로 대략 나열하면 다음과 같다.
이러한 고분자는 매년 3억 3천만 톤 이상 생산되고 있다(2015년).[17]
가장 일반적으로, 플라스틱 원료가 되는 고분자의 주쇄는 주로 탄소 원자가 연속적으로 연결되어 구성되어 있다. 간단한 예로 폴리에틸렌이 있으며, 그 반복 단위(모노머)는 에틸렌이다. 그 외에도 많은 구조가 존재하며, 예를 들어 규소와 같은 원소는 실리콘과 같은 친숙한 재료를 형성하여 실리콘 오일이나 방수성 배관 실링재 등에 사용된다. 또한 산소는 폴리에틸렌글리콜, 다당류(글리코시드 결합), DNA(포스포디에스터 결합) 등의 고분자 골격에도 존재한다.
4. 고분자의 합성
고분자는 단위체(단량체)가 중합 반응을 통해 결합하여 생성된다. 단위체의 종류에 따라 중합체의 성질이 달라진다. 스타이렌이 반복 연결된 폴리스타이렌을 예로 들 수 있다. 산업적으로 가장 많이 합성되는 중합체는 폴리에틸렌이며, 합성고무인 폴리아이소프렌은 고무나무 수액에서 나오는 라텍스와 동일한 분자 구조를 가져, 자연에서만 얻을 수 있었던 물질을 인간이 합성할 수 있게 된 좋은 예시이다.
고분자의 물리적 특성을 결정하는 중요한 변수는 유리전이온도(Tg)와 녹는점(Tm)이다. 유리전이온도는 중합체가 액체에서 유리처럼 과냉각액체 상태로 변하는 온도로, 이 온도 이하에서는 딱딱해져 흐르지 않게 된다. 폴리스타이렌은 약 100℃에서 유리 전이를 일으킨다. 녹는점은 중합체 분자들이 결정을 이루는 온도인데, 이 결정은 국지적으로만 발생한다. 따라서 녹는점은 유리전이 온도보다 낮으며, 과냉각된 액체 상태 내부에 작은 결정들이 생성되는 구조가 된다.
4. 1. 중합 반응
단량체라고 알려진 많은 작은 분자들이 공유 결합 사슬이나 네트워크로 결합하는 과정을 중합이라고 한다. 중합 과정에서 각 단량체의 일부 작용기가 손실될 수 있다. 예를 들어 PET 폴리에스터는 테레프탈산(HOOC-C6H4-COOH)과 에틸렌 글리콜(HO-CH2-CH2-OH)이 단량체이지만, 반복 단위는 -OC-C6H4-COO-CH2-CH2-O-이다. 이는 두 단량체의 결합과 두 물 분자가 손실된 형태이다.[18] 중합체에 포함된 각 단량체의 독립적인 부분을 반복 단위 또는 단량체 잔기라고 한다.중합의 합성 방법은 크게 단계 성장 중합과 사슬 중합으로 나뉜다.[18] 폴리스티렌과 같이 사슬 중합에서는 단량체가 한 번에 하나씩만 사슬에 추가된다.[19] 반면 폴리에스터와 같이 단계 성장 중합에서는 단량체 사슬이 서로 직접 결합될 수 있다.[20] 단계 성장 중합은 다시 축합 중합과 첨가 중합으로 나눌 수 있는데, 축합 중합은 매 반응 단계에서 저분자량 부산물이 생성된다.
4. 2. 생체 고분자의 합성
생체 고분자는 생체 내에서 효소의 촉매 작용을 통해 합성된다. 생세포 내에서는 DNA 중합효소가 촉매하는 DNA 형성, 단백질 생합성과 같이 효소 매개 과정을 통해 합성될 수 있다. 단백질 생합성은 DNA의 유전 정보를 RNA로 전사하고, 그 정보를 번역하여 아미노산으로부터 특정 단백질을 합성하는 여러 효소 매개 과정을 포함한다. 생성된 단백질은 적절한 구조와 기능을 제공하기 위해 번역 후 추가적인 변형을 거칠 수 있다.[18][19][20] 고무, 수베린, 멜라닌, 리그닌과 같은 다른 생체고분자들도 존재한다.4. 3. 천연 고분자의 변형
면, 녹말, 고무와 같은 천연 고분자는 폴리에틸렌이나 아크릴 수지와 같은 합성 고분자가 시장에 나오기 전까지 오랫동안 친숙한 소재였다. 상업적으로 중요한 고분자의 대부분은 천연 고분자를 화학적으로 개질하여 합성된다. 대표적인 예로는 질산과 셀룰로스의 반응으로 니트로셀룰로스를 생성하는 것과 천연 고무를 황이 있는 상태에서 가열하여 가황고무를 만드는 것이 있다. 고분자를 개질하는 방법으로는 산화, 가교, 말단 캡핑 등이 있다.[96]5. 고분자의 구조
고분자 물질의 구조는 나노미터(nm) 이하의 길이부터 거시적인 스케일까지 다양한 길이 스케일에서 설명될 수 있으며, 각 단계가 다음 단계의 기초를 제공하는 구조의 계층이 존재한다.[23] 고분자 구조를 설명하는 출발점은 구성 단량체의 종류이다. 미세구조는 기본적으로 단일 사슬의 스케일에서 고분자 내 단량체의 배열을 설명한다. 미세구조는 고분자의 결정화, 유리 전이, 미세상 분리와 같이 서로 다른 배열의 상을 형성할 가능성을 결정하며,[24] 고분자의 물리적 및 화학적 특성을 결정하는 데 중요한 역할을 한다.
고분자의 미세구조에서 중요한 특징은 구조와 모양이며, 이는 가지점이 단순한 직쇄로부터 벗어나는 방식과 관련이 있다.[101] 가지형 고분자는 하나 이상의 치환기를 갖는 측쇄 또는 가지를 갖는 주쇄로 구성된다. 가지형 고분자의 종류에는 별형 고분자, 빗살형 고분자, 고분자 브러시, 덴드론화 고분자, 사다리형 고분자, 덴드리머 등이 있다.[101] 위상수학적으로 평면적인 반복 단위로 구성되는 2차원 고분자도 존재한다. 고분자의 구조는 용액 점도, 용융 점도, 다양한 용매에 대한 용해도, 유리 전이 온도, 용액 중의 개별 고분자 코일의 크기 등 그 물리적 특성에 영향을 미친다.
5. 1. 단량체와 반복 단위
고분자 물질의 구조는 나노미터(nm)보다 작은 길이(1 nm 미만)에서 거시적인 길이까지 다양한 길이 스케일로 나타낼 수 있다. 실제 구조는 계층을 이루며, 각 계층이 다음 구조의 기반이 된다.[96] 고분자 구조를 나타내는 기준은 구성 단량체의 동일성이다.
중합체를 구성하는 반복 단위(단량체 잔기, "머"라고도 함)의 정체는 중합체의 첫 번째이자 가장 중요한 속성이다. 중합체 명명법은 일반적으로 중합체를 구성하는 단량체 잔기의 종류를 기반으로 한다. 단 한 종류의 반복 단위만 포함하는 중합체는 '''단일 중합체'''(호모폴리머)로 알려져 있으며, 두 종류 이상의 반복 단위를 포함하는 중합체는 '''공중합체'''로 알려져 있다.[25] 세 종류의 반복 단위를 포함하는 공중합체는 '''삼원 공중합체'''이다.[26]
폴리스티렌은 스티렌 기반의 반복 단위로만 구성되며 단일 중합체로 분류된다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트는 두 가지 다른 단량체(에틸렌 글리콜과 테레프탈산)로 생산되지만, 한 종류의 반복 단위만 형성되기 때문에 일반적으로 단일 중합체로 간주된다. 에틸렌-비닐 아세테이트는 두 가지 이상의 다양한 반복 단위를 포함하며 공중합체이다. 일부 생체 중합체는 다양하지만 구조적으로 관련된 단량체 잔기로 구성된다. 예를 들어, DNA와 같은 폴리뉴클레오티드는 네 가지 유형의 뉴클레오티드 하위 단위로 구성된다.
| 단일 중합체와 공중합체 (예시) | |||
|---|---|---|---|
 |  |  |  |
| 단일 중합체 폴리스티렌 | 단일 중합체 폴리디메틸실록산, 실리콘. 주쇄는 실리콘과 산소 원자로 형성된다. | 단일 중합체 폴리에틸렌 테레프탈레이트는 단 하나의 반복 단위를 가진다. | 공중합체 스티렌-부타디엔 고무: 스티렌과 1,3-부타디엔을 기반으로 하는 반복 단위는 두 개의 반복 단위를 형성하며, 이는 고분자 내에서 어떤 순서로든 번갈아 나타날 수 있어 중합체를 무작위 공중합체로 만든다. |
미세구조는 기본적으로 단일 사슬의 스케일에서 고분자 내 단량체의 배열을 설명한다. 미세구조는 고분자의 결정화, 유리 전이 또는 미세상 분리와 같이 서로 다른 배열의 상을 형성할 가능성을 결정한다.[24] 이러한 특징은 고분자의 물리적 및 화학적 특성을 결정하는 데 중요한 역할을 한다.
5. 2. 미세 구조
고분자의 미세 구조는 기본적으로 단일 사슬 크기에서 고분자 내 단량체의 배열을 의미한다.[24] 이는 고분자의 결정화, 유리 전이, 미세상 분리 등 다양한 배열의 상을 형성할 가능성을 결정하며,[24] 고분자의 물리적 및 화학적 특성을 결정하는 데 중요한 역할을 한다.고분자의 미세구조는 사슬 주골격을 따라 단량체 잔기가 물리적으로 배열되는 방식과 관련이 있다.[27] 이는 공유 결합을 끊어야만 변화될 수 있다. 단량체와 반응 조건에 따라 다양한 구조가 만들어질 수 있는데, 가지가 없는 선형 고분자는 사슬이 긴 n-알칸 형태이며, 고체 상태에서 반결정질일 수 있다. 가지 달린 고분자와 가지 없는 고분자는 열가소성 플라스틱이지만, 엘라스토머는 주사슬 사이에 넓은 그물망 형태의 가교 결합을 가진다. 촘촘한 가교 결합은 열경화성 수지를 만든다.
다음은 미세구조에 따른 고분자의 형태를 나타낸 표이다.
 선형 고분자 |  가지 달린 고분자 |  반결정질 구조 |  엘라스토머 |  열경화성 고분자 |
5. 2. 1. 고분자 구조 (세부)
가지형 고분자 분자는 하나 이상의 치환기를 갖는 측쇄 또는 가지를 갖는 주쇄로 구성된다. 가지형 고분자의 종류에는 별형 고분자, 빗살형 고분자, 고분자 브러시, 덴드론화 고분자, 사다리형 고분자, 덴드리머 등이 있다.[28] 위상수학적으로 평면적인 반복 단위로 구성되는 2차원 고분자(2DP)도 존재한다. 고분자의 구조는 용액 점도, 용융 점도, 다양한 용매에 대한 용해도, 유리 전이 온도, 용액 중의 개별 고분자 코일의 크기 등 그 물리적 특성의 대부분에 영향을 미친다. 다양한 구조를 갖는 고분자 재료를 합성하기 위해, 예를 들어 활성 중합 등 다양한 기술을 채택할 수 있다.5. 2. 2. 사슬 길이
사슬의 길이를 나타내는 일반적인 방법은 중합도이며, 이는 사슬에 포함된 단량체의 수를 정량화한다.[29][30] 고분자의 크기는 분자량으로도 나타낼 수 있다. 합성 중합 기술은 일반적으로 사슬 길이의 통계적 분포를 생성하므로 분자량은 가중 평균으로 표현된다. 수평균 분자량(''M''n)과 중량평균 분자량(''M''w)이 가장 일반적으로 보고된다.[31][32] 이 두 값의 비율(''M''w / ''M''n)은 분산도(''Đ'')이며, 분자량 분포의 폭을 나타내는 데 사용된다.[33]고분자의 물리적 특성[34]은 사슬의 길이(또는 그에 상응하는 분자량)에 크게 의존한다.[35] 분자량의 중요한 물리적 결과는 용융 상태의 점도(흐름에 대한 저항)이다.[36] 중량평균 분자량()이 용융 점도()에 미치는 영향은 고분자가 엉킴의 시작점 이상인지 이하인지에 따라 달라진다. 엉킴 분자량 이하에서는 인 반면, 엉킴 분자량 이상에서는 이다. 후자의 경우 사슬 길이를 10배 증가시키면 점도가 1000배 이상 증가한다.[37] 사슬 길이가 증가하면 사슬 이동성이 감소하고, 강도와 인성이 증가하며, 유리 전이 온도(Tg)가 증가한다.[38] 이것은 사슬 길이가 증가함에 따라 반데르발스 힘과 엉킴과 같은 사슬 상호 작용이 증가하기 때문이다.[39][40] 이러한 상호 작용은 개별 사슬을 더 강하게 고정시켜 높은 응력과 높은 온도에서 변형과 매트릭스 파괴에 저항하게 한다.
5. 2. 3. 공중합체의 단량체 배열
(무작위 공중합체)
