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일반화학 및 실험 나일론의 합성 평가A좋아요

일반화학 및 실험2나일론의 합성1. 실험 날짜(Date): 2020년 11월 23일 월요일2. 실험 제목(Title): 나일론의 합성3. 실험 목적(Objective): 고분자가 무엇인지 정의해보고 나일론 (6,10) 을 직접 합성하여 고분자 합성 과정을 이해한다.4. 시약 및 기구 (Reagents & Apparatus):▮ 시약▯ 헥사메틸렌디아민 (C6H16N2)▯ 염화세바코일 (ClCO(CH2)8COCl)▯ 수산화소듐 (NaOH)▯ 페놀프탈레인 (C20H14O4 )▯ 메틸렌클로라이드 (CH2Cl2)▯ 아세톤 (CH3COCH3)▯ 증류수▮ 기구▯ 비이커 (100 ml)▯ 피펫▯ 핀셋▯ 유리막대▯ 저울▯ 나무젓가락5. 실험이론 (Theory):고분자분자량이 작은 단위 분자들(단위체)이 공유결합으로 연결되어 이루어진 물질로 분자량이 10,000 이상 인 물질.고분자의 종류-천연고분자천연으로 존재하거나 또는 생물에 의하여 만들어지는 고분자 물질.Ex) 셀룰로스, 녹말, 단백질, 효소, 천연고무 등-합성고분자인공적으로 분자량이 매우 작은 단위체를 반복적으로 결합시켜 사슬 모양이나 그물 모양으로 만든 물질로 분자량 10,000 이상인 물질.첨가중합, 축합중합, 혼성중합 등으로 합성되며, 섬유·플라스틱· 고무 등으로 널리 쓰인다.Ex) 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 나일론 등합성고분자의 합성첨가중합: 이중결합 또는 삼중결합을 가지는 단위체가 같은 종류의 분자와 첨가반응을 반복하여 중합체를 생성하는 반응.Ex) P.V.C., 폴리스티렌, 폴리에틸렌 (열가소성 수지)축합 중합: 두 분자가 반응하여 물 분자 등의 작은 분자가 빠지고 제거되면서 고분자 형성.Ex) 나일론, 폴리아마이드, 폴리에스터, 열경화성수지혼성 중합: 종류가 다른 2개의 단위체가 교대로 첨가중합.Ex) 부나-S 고무 (부타디엔 + 스티렌), 부나-N 고무 (부타디엔 + 아크릴로니트릴)나일론이란?아마이드 결합 (-CONH-) 으로 연결된 사슬 모양의 고분자1) 아디프산 + 헥사메틸렌디아민 폴리 헥사메틸렌 아디프아마이드 (나일론 -6,6)(215℃에서 여러 시간 그리고 270 ℃ 진공에서 한 시간 반응)-산염화물과 아민간의 축합반응에 의한 아마이드 형성반응NaOH 는 생성되는 HCl을 중화시켜주는 역할을 하는 염기이며, 동시에 아민의 반응성을 증가시키는 역할을 한다.2) 염화세바코일 + 헥사메틸렌디아민 폴리 헥사메틸렌 세바스아마이드 (나일론-6,10)반응성이 큰 산염화물을 이용하는 것으로, 실온에서 쉽게폴리 아마이드를 얻을 수 있다.-산염화물과 아민간의 축합반응에 의한 아마이드 형성반응계면중합: 헥사메틸렌디아민을 물에, 염화세바코일은 물과 섞이지 않는 유기 용매에 녹여접촉시키면 두 용액의 계면에서 중합반응이 일어나 고분자 형성6. 실험 방법 (Procedure):염화세바코일 1.00 ml 를 취하여, 메틸렌클로라이드 50 ml 가들어있는 100 ml 비커에 용해시킨다. (후드 안에서 취급) – 용액 A헥사메틸렌디아민 0.50 g 과 NaOH 0.1 g 을 50 ml 증류수에 용해시킨 후, 페놀프탈레인 용액 2~3 방울을 수용액에 첨가한다. - 용액 B용액 A가 담긴 비커의 기벽을 따라 용액 B를 유리막대를 이용해 서서히 붓는다.나일론 필름이 접촉되는 계면에서 생성되면 핀셋으로 조심스럽게끌어올려 나무젓가락에 감는다. 나무젓가락을 돌려 계면에 생성된필름을 비커로부터 끌어 올리면, 계면에서 계속 중합체가 생성되므로이어지는 나일론 끈을 얻을 수 있다.5. 중합체가 더 이상 생성되지 않을 때까지 나무젓가락으로 나일론 끈을감아 올린다.6. 생성된 나일론 끈을 아세톤의 1:1 수용액으로 씻은 후 다시 물로충분히 씻는다.7. 주의사항(Caution)1. 염화세바코일은 독성이 있으므로, 증기의 흡입 또는 피부와의 접촉을 피한다.(후드에서 작업할 것!!)2. 헥사메틸렌디아민 용액을 염화세바코일 용액과 섞을 때에는 비커의 기벽을 따라, 유리막대를 이용해 서서히 붓는다.3. 감아 올린 나일론 끈은 반응하지 않은 출발물질을 포함하고 있을 수 있으므로, 씻기 전까지는 손으로 만지지 않도록 한다.8. 실험결과나일론 합성 결과위의 사진과 같이 나일론을 얻을 수 있었음9. 고찰이번 실험은 계면중합에 의한 나일론을 합성하는 실험이었다. 이번 실험에서는 염화세바코일과 헥사메틸렌디아민을 반응시켜 나일론을 합성하였다. 먼저 염화세바코일 1.00 ml 를 취하여, 메틸렌클로라이드 50 ml가 들어있는 100 ml 비커에 용해시켜 용액A를 만들었고 헥사메틸렌디아민 0.50 g 과 NaOH 0.1 g을 50 ml 증류수에 용해시켜 용액B를 만들었다. 그리고 용액A가 담긴 비커의 기벽을 따라 용액B를 천천히 부어 두 용액이 비중의 차이에 따라 층이 형성되도록 하였다. 그리고 나무젓가락을 통해 두 용액의 계면에서 생성된 나일론 끈을 감아 올려 위의 사진과 같이 나일론을 얻을 수 있었다.다음은 실험을 진행하면서 궁금했던 점과 이에 대해 조사한 내용이다.* 실험과정에서 헥사메틸렌디아민 수용액에 수산화나트륨을 넣은 이유는 무엇인가나일론의 합성 화학반응식에서 볼 수 있듯이 염화세바코일과 헥사메틸렌디아민이 반응하면 나일론은 물론 2분자의 염산도 생긴다. 염산은 나일론의 합성을 방해하는 물질이므로 염산을 중화시키기위해 강염기인 수산화나트륨을 첨가한다.* 왜 나일론은 두 액체의 표면에서 합성하는가고분자 생성물은 충분한 강도를 가지게 되면 연속적으로 뽑아 올릴 수 있다. 그리고 반응성이 큰 산 염화물을 이용하게 되면 실온에서도 아민과 쉽게 반응하여 고분자 생성물을 만들 수 있다. 염화세바코일의 비중이 헥사메틸렌디아민의 비중보다 크기 때문에 두 액체를 섞었을 때 염화세바코일이 밑으로 가라앉게 되고 두 액체는 섞이지 않고 층을 이루게 된다. 이 이유 때문에 두 액체의 계면에서 나일론이 합성된다.* 나일론 다음의 숫자는 무엇을 의미하는가나일론6 또는 나일론10 등과 같이 숫자가 나일론의 이름 뒤에 붙는 것은 반복 구조 안에 들어있는 탄소의 개수를 뜻한다. 나일론 6,10의 6은 헥사메틸렌디아민의 탄소 수인 6이고 10은 염화세바코일의 탄소 수인 10이다.10. 참고문헌일반화학 및 실험2 ppt(나일론의 합성), 동국대학교 화학과, 14p일반화학실험, 동국대학교 화학과 화학실험실 편저, 167~171p Hyperlink "https://www.scienceall.com/%EB%82%98%EC%9D%BC%EB%A1%A0nylon-3/" https://www.scienceall.com/%EB%82%98%EC%9D%BC%EB%A1%A0nylon-3/ Hyperlink "https://en.wikipedia.org/wiki/Interfacial_polymerization" https://en.wikipedia.org/wiki/Interfacial_polymerization Hyperlink "https://www.polymer.or.kr/v2/sub05_05.php?content=search&journalid=4&vol=40&seq=1491606" https://www.polymer.or.kr/v2/sub05_05.php?content=search&journalid=4&vol=40&seq=1491606

자연과학| 2021.11.01| 7페이지| 1,000원| 조회(476)

고찰, 실험레포트, 일반화학 및 실험, 나일론의 합성

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