[화공실험] 나일론합성 (Nylon 6,10 제조 및 물성TEST) 예비보고서

소개글

실제 제가 작성한 레포트 내용이며, 추론이나 실험에 대한 느낀점을 상세하게 작성하여 A+를 받은 레포트 입니다. ^^

목차

1. 실험제목

2. 실험 원리 및 목적
1) 나일론
2) 나일론 중합
3) 계면중합 [界面重合, interfacial polymerization]
4) 괴상중합 [塊狀重合, bulk polymerization]

3. 실험장치
1) 시약
2) 기구

4. 실험 방법 및 실험 순서

5. 추론

본문내용

1. 실험제목 : Nylon6,10 합성 제조 및 물성 test

2. 실험 원리 및 목적
- 나일론 x, y는 다음 식(1)과 같이 탄소수가 x 개인 디아민과 탄소수가 y 개인 디카르복실산을 반응시켜 얻는다.
nH2N-(CH2)x-NH2 + nHOOC-(CH2)y-2-COOH
→[NH-(CH2)x-NH-CO-(CH2)y-2-CO]n + nH2O (1)

이때 카르복실산 대신 산염화물을 사용하면 (2)식과 같이 0~50℃의 낮은 온도에서 나일론을 합성할 수 있다.

nH2N-(CH2)x-NH2 + nCl-CO-(CH2)y-2-CO-Cl
→[NH-(CH2)x-NH-CO-(CH2)y-2-CO]n + nHCl (2)

이러한 축합 반응을 균일계 용액중합 방법으로 행할 수도 있다. 이 경우 고분자량을 얻기 위해 두 반응물의 당량을 정확히 맞추는 것이 용이하지 않다. 대신 계면 중합(interfacial polymerization) 방법이 많이 이용되는데, 이는 두 반응물을 다른 상(phase)에 녹여 두 상의 계면에서 중합반응이 일어나게 하는 것이다. 수용액 상과 비수용액 상이 일반적인 형태인데, 두 반응물이 계면에 당량으로 공급되므로 중합도를 높이는데 유리하다.
그림(1)에 나일론 6,10의 계면중합 모형을 나타내었다. 두 액의 계면에서 (3)식과 같은 중합반응이 일어나면서 두 액 모두에 녹지 않는 나일론 6,10이 생성된다. 이를 연속적으로 제거하면 양쪽의 두 액상에서 단량체가 계면으로 확산해 오면서 연속적으로 고분자가 생성된다.

nH2N-(CH2)6-NH2 + nCl-CO-(CH2)8-CO-Cl
→[NH-(CH2)6-NH-CO-(CH2)8-CO]n + nHCl (3)

이때 두 액을 정치해 두지 않고 교반하여 섞으면 계면의 넓이가 넓어져 고분자의 생성속도가 빨라진다.
본 실험에서는 두 가지(비교반, 교반) 계면축합 방법 중에 비교반 계면축합방법으로 나일론 6,10을 합성한다.

참고 자료

양성봉, 이주연, 이재인, 지기환, “유기화학 실험”, 대웅(1992), p.284.
안태완, “고분자 화학”, 문운당(1992), p.282.
Edward A. Collins, J. Bares and F. W. Billmeyer, Jr., "Experiments in Polymer Science", Wiley(1973), pp.330.
유기화학 제 6판 , Ralph J. Fessenden, 자유아카데미, p107 ~ 109
http://blog.naver.com/auto7289.do?Redirect=Log&logNo=80015489918
고분자실험 - 한국고분자학회
김공수외 3인 공편저, 고분자화학과 재료