고분자합성실험-계면중합에 의한 나일론 합성 A+ 보고서

소개글

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목차

1. 실험 날짜 및 제목

2. 실험 목적

3. 원리
1) 이론전개

4. 실험기구 및 시약
1) 실험기구
2) 시약

5. 실험방법
1) 실험방법

6. 결과
1) 실험결과

7. 고찰
1) 실험에 영향을 준 요인
2) 참고사항

본문내용

□ 나일론 합성 방법
나일론을 중합하는 방법에는 크게 melt, solution, interfacial polymerization이 있다.

[그림 1]은 Nylon의 합성 방법 중 하나인 melt polymerization을 할 때의 중합과정을 나타낸 것이다. 나일론은 Dicarboxylic acid와 Diamine을 반응시켜서 만드는데, 이때 아민기의 NH2와 산기의 COOH가 결합하여 NH2는 COOH로부터 수소를 받아 NH3+(암모늄 양이온)가 만들어지고 COOH는 수소를 잃어 COO-(카복실레이트 음이온)가 형성된다. 이 과정을 통해 insoluble한 salt(염)가 만들어진다.(melting point : 190~191℃) 이후 고온 조건에서 반응을 하게 되면 부산물인 물이 빠져나가면서 Amide가 형성된다.

[그림 2]는 계면 중합의 화학식을 나타낸 것인데, Amide 결합을 하였을 때, HCl이 발생하게 된다. 따라서 나일론을 합성한 후 NaOH와 같은 강염기를 이용하여 제거해 주어야 한다.

나일론은 아래의 식과 같이 탄소수가 x개인 diamine과 탄소수가 y개인 dicarboxylic acid를 반응시켜 얻는다.

이때 carboxylic acid 대신 산염화물을 사용하면, 아래의 식처럼 0~50℃의 낮은 온도에서 나일론을 합성할 수 있다. 하지만 산염화물을 사용하게 되면 melt polymerization 방법으로는 할 수 없으며 다른 방법을 사용한다.

□ 계면 중합 (Interfacial polymerization)
계면 중합은 두 단량체가 혼합되지 않는 두 용매 내에 존재할 때 일어난다. 즉, 반응은 두 액체 사이의 계면에서 일어난다. 실제에 있어서는 중합 반응이 비교적 낮은 온도에서 신속히 일어날 때만 공정이 효과적으로 진행될 수 있다. 그러나 용융중합에서 필요로 하는 온도보다 훨씬 낮은 온도에서 고분자 합성이 된다는 면에서 그 중요성이 있다.

참고 자료

위키백과, Wikipedia(나일론, Nylon)
위키백과, Wikipedia(계면중합, Interfacial polymerization)
위키백과, Wikipedia(염화 세바코일, Sebacoyl chloride)
위키백과, Wikipedia(사염화에틸렌, tetrachloroethylene)
위키백과, Wikipedia(헥사메틸렌디아민, hexamethylenediamine)
위키백과, Wikipedia(수산화나트륨, Sodium hydroxide)
위키백과, Wikipedia(아세톤, Acetone)
위키백과, Wikipedia(메탄올, Methanol)
위키백과, Wikipedia(사염화탄소, Carbon tetrachloride)
위키백과, Wikipedia(페놀프탈레인, Phenolphthalein)