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나일론 합성 레포트 평가D별로예요

나일론합성 레포트1. 나일론 합성 원리⑴ 고분자 : 수많은 저분자량 단위들이 반복적으로 화학결합으로 이루어진 거대한 분자. 보통 분자량이 10,000 이상인 물질을 말한다.⑵ 중합 반응 : 단량체가 차례로 반응하여 이루어지는데, 두 단량체가 반응하여 이량체가 생성되고 이런 식으로 삼량체가 생성된다. 이렇게 작은 분자들이 반복적으로 합쳐져서 고분자를 형성하는 과정을 말한다. 중합 반응에는 크게 첨가와 축합 2가지 반응이 있다.- 축합 중합 : 단위체가 결합하면서 자신이 갖고 있는 작용기 일부를 잃는 반응이다. 결합 시에 물이나 알코올 같은 분자가 제거된다. 페놀 수지나 에폭시 수지와 같은 플라스틱이 축합반응의 생성물이다.- 첨가 중합 : 단위체들 사이에 결합할 때, 단위체가 갖고 있던 다중결합이 단일 결합으로 변하며 연결되는 반응이다. 추가적으로 생성되는 물질은 없다. 대표적인 예로, 폴리에틸렌, 폴리스타이렌, PVC 등이 있다.전형적인 축합 중압 고분자의 일종이 폴리아미드, 즉 나일론이다. 같은 양의 다이아민과 디카르복시산을 섞으면 아민염을 얻을 수 있다. 이 염을 고온으로 가열하면 한 분자의 물이 빠져나오면서 아미드 결합이 생긴다. 나일론 66은 공업적으로 헥사메틸렌다이아민과 아디프산을 고온에서 여러 시간과 진공에서 1시간 정도 반응시켜서 얻는다.⑶ 나일론 : (밑의 사진은 나일론 6,10의 반응식을 나타낸 것임.)아미드 결합(-CONH-) 으로 연결되어 있으며, 원래는 사슬 모양의 고분자이다. 대부분 섬유로 될 수 있는 성질을 가지고 있다.- 나일론 6,10 : 다이카복실산 또는 다이카복실산의 염화물을 다이아민과 연속적으로 반응하여 합성할 수 있다. 나일론 6,10 에서의 6은 헥사메틸렌다이아민의 탄소 개수를, 10은 염화세바코일의 탄소 개수를 뜻한다. 분자량은 282.43g/mol이다.- 계면축합중합 : 서로 섞이지 않는 두 개의 용제를 선택하여 피반응물인 두 개의 단량체를 각각 이들 용제에 용해시켜 혼합하여 두 개의 용액들 간에 형성된 계면에서 축합 중합을 일으키는 방법이다. 이번 실험에서 쓰인 방법이다.⑷ 나일론 합성원리 : 헥사메틸렌다이아민은 물과 섞이는 용매에, 염화세바코일은 물과 섞이지 않는 용매에 녹여 접촉시키면 두 용액의 경계면에서 중합반응이 일어나게 된다. 그 경계면에서 반응하여 나일론이 합성되는 것이다. 이 경계면에서 생긴 중합체(나일론)의 필름을 집게로 집어 올리면 필름이 제거됨과 동시에 그 자리에 새로운 중합체가 계속 생성되게 되는 연속반응으로 인하여 끈이나 실 모양의 고분자 중합체를 만들 수 있다. 이를 건조하면 용제들이 다 날아가고 순수 나일론만 남게 된다. 이러한 방법을 계면 중합이라 부른다.2. 실험도구 · 실험순서- 헥사메틸렌다이아민 0.8g- 염화세바코일 0.8g- 헥산 20ml- 증류수 20ml- 100ml beakers- Glass stirring rod- Balance- Acetone- DI① 100ml 비커에 헥산 20ml를 넣고 염화세바코일 0.8g을 용해시킨다.② 100ml 비커에 20ml 증류수를 담고 헥사메틸렌다이아민 0.8g을 용해시킨다.③ ①용액을 ②용액이 담긴 비커의 기벽을 따라 천천히 기울여서 부어넣는다. (두 용액이섞이지 않고 층을 형성할 수 있게 천천히 부어야 한다.)④ 나일론 필름이 위 두용액이 접촉되는 계면에서 생긴다. 생성된 나일론 필름을 핀셋으로 조심스럽게 끌어올려 유리막대에 감는다.⑤ 유리막대를 돌려 계면에 생성된 필름을 비커로부터 끌어올리면, 계면에서 계속 중합체가 생성되므로 계속 이어지는 나일론 끈을 얻을 수 있다.⑥ 중합체가 더 이상 생성되지 않을 때까지 유리막대로 나일론 끈을 감아올린다.⑦ 생성된 나일론 끈을 아세톤과 물의 1:1 수용액으로 3번 충분히 씻은 후 다시 물로 충분히 씻는다.⑧ 충분히 씻은 나일론은 필터 후, 80도의 오븐에서 충분히 건조 시킨 후, 무게를 측정한다.3. 나일론의 용도 · 실제 상품 조사나일론은 부드럽고, 질기고, 내유성 및 내마모성이 우수하다는 장점을 갖고 있다. 따라서 단순히 의류용으로만 사용되는 것이 아니라 로프, 타이어 등 산업용으로도 널리 사용되고 있다. 요즘에는 특수 첨단 소재 등 더욱 광범위하게 쓰이고 있다. 대표적인 예로, 의류는 물론, 백팩, 예비군용 방탄모가 있다. 초창기 나일론의 용도는 스타킹과 군용 장비로 낙하산이나 방탄복의 일부에 쓰였다. 자동차·석유화학 분야에서는 타이어, 벨트, 고압 내열 호스에 쓰인다. 전문적인 직업 종사자의 의류에도 쓰인다. 예로 소방복, 안전장갑, 방전 의류 등이 있다. 나일론이 건축재로도 쓰이고 있었다. 바닥재, 칸막이, 철근 대체제 용도이다. 최근 일본에서 폭염으로 인해 부드럽고 차가운 느낌을 주는 나일론 소재의 죽부인을 개발 · 판매 중이라고 알려져 있다. 또한 우리나라에서는 얇고 부드러운 나일론 경량 우븐 소재를 활용해 만든 경량 다운 베스트, 패딩이 유행하고 있다.나일론 (폴리아미드) 용도를 표로 정리해보았다.분야용도고무보강제자동차, 석유화학타이어, 벨트, 고압내열 호스일반산업자재로프,케이블코트행커 로프, 낚시줄, 광섬유,석면대체마찰재 가스켓 팩킹브레이크 패드, 가스켓,플라스틱보강제열경화성, 열가소성항공기부품, 윤활유 부품재, 산업기기부품,나일론 6은 산업용에 다양하게 쓰이고 있었다. 200d 이하에서는 재봉사, 낙하산이 있고 200~800d에서는 가방, 자동차 에어백이 있다. 800d이상에서는 타이어코드가 대표적인 예이다.4. 합성한 나일론의 무게 · 수득률실제로 구한 양은 0.178g이었다. 이론적으로 내가 얻을 수 있는 양이 얼마인지 구하고, 그 값으로 수득률을 구해보았다.헥사메틸렌다이아민 1몰과 염화세바코일 1몰이 반응하면 나일론 1 몰이 생성된다. 즉, 이 두 물질은 1:1로 반응하여 나일론 6.10을 1만큼 생성하고 2의 HCl이 빠져나간다.- HCl의 분자량 : 36.46g/mol- 염화세바코일 분자량 : 239.14g/mol→ 실험에 사용된 몰수 : 0.8g/(239.14g/mol) = 3.34*10^(-3) mol- 헥사메틸렌다이아민 분자량 ; 116.20464g/mol→ 실험에 사용된 몰수 : 0.8g/(116.20464g/mol) = 6.88*10^(-3) mol이를 통해 이 실험에서 한계시약은 염화세바코일임을 알 수 있다. 따라서 (1) 한계반응을 통해 이론값을 구할 수도 있고, (2) 사용된 몰 만큼의 HCl을 빼주어서 구할 수도 있다. 두 가지 방법으로 구해보았다.(1) χ g/(3.34*10^-3mol)= 282.43g/mol ( → 나일론6,10 분자량)χ = 0.943g(2) (3.34*10^-3 mol)*(239.14g/mol+116.20464g/mol)-(2*3.34*10^-3 mol*36.46g/mol)= 0.943g따라서 이번 실험의 수득률을 구하자면, (0.178g/0.943g)*100 = 18.87% 임을 알 수 있다.수득률이 20%도 채 안된 결과가 나왔다. 실험을 할 때, 큰 하나의 덩어리로 나일론 끈을 감아올렸어야 했는데 나일론 끈이 자주 끊겨 작은 여러 개의 덩어리를 만들게 되었다. 그래서 DI와 에탄올로 세척하고, 감압 여과장치로 필터링할 때 일부가 빠졌을 가능성도 있다.5. 나일론의 녹는점을 측정방법합성된 나일론6,10을 시차 주사 열분석기 (DSC)를 통해 녹는점을 측정한다. 25~280℃ 까지 20℃/분 승온 속도로 측정한다. 시료를 가열 또는 냉각시키면 물리적, 화학적 변화를 일으키는데 이 변화를 온도 도는 시간의 함수로 검출하여 측정하는 방법이다. 시차 열분석법을 통해 고분자의 특성을 검측할 수 있다. 그래프 분석을 통해 고분자의 녹는 온도, 결정화 온도, 유리 전이 온도 등 중요한 특성을 알 수 있다. 나일론 6,6의 녹는점은 약 250℃이고, 나일론 6의 녹는점은 약 210℃이다.

공학/기술| 2018.12.01| 6페이지| 1,000원| 조회(1,388)

나일론, 나일론합성, 재료공학기초실험 나일론합성, 나일론 합성 원리

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구심력 측정 실험 레포트

구심력 측정실험실험 목적등속 원운동하는 물체의 구심력을 측정한다.2. 실험 이론원 운동하는 물체에서 원의 중심방향으로 작용하는 일정한 크기의 힘이 구심력이고, 그 힘은 물체의 운동방향에 수직으로 작용한다.구심력의 크기)질량이 m인 물체가 v의 속도로 반지름이 r인 원 주위를 돌 때의 구심력은 F=mv²/r 의 관계식을 만족한다. 물체의 속도와 질량이 크고 궤도 반지름이 작을수록 원운동에 필요한 구심력의 크기는 커진다.구심력의 예)① 달이 지구를 중심으로 원에 가까운 궤도를 도는 이유는 달을 지구 중심으로 끌어당기는 중력 때문이다.② 자동차가 곡선도로에서 회전할 때 바깥쪽으로 튀어나가지 않는 이유는 자동차 바퀴와 지면 상에 마찰력이 구심력으로 작용하기 때문이다.마찰이 없는 수평대에서 원 주위를 움직이고 있는 줄 끝에 달린 물체를 생각해보자.이 물체에 작용하는 힘F는 줄의 장력으로 주어지고 힘 F는 물체에 작용하는 알짜힘으로 이것이 바로 등속 원운동을 하게 하는 구심력이다.이 때 구심가속도 이며 뉴턴의 제 2법칙에 의해 구심력 F=m 이다.따라서 반지름 r인 원궤도를 따라 등속 원운동하는 질량 m인 물체가 받는 구심력은 다음과 같다. F= (v=물체의 속도, w=각속도 v=rw)속도와 주기 사이에는 다음과 같은 관계가 있다.따라서 구심력을 주기의 함수로 나타내면 다음과 같다.수식을 r에 대해 나타내면 다음과 같다.r=3. 실험 기구I-CA program구심력 측정장치 세트직류전원공급장치4. 실험 방법① 평평한 바닥에 구심력 실험장치와 카메라를 고정한다.② 카메라가 회전축 중앙에, 구심력 측정장치가 화면에 최대로 들어오게 한 상태로 세팅한다.③ 기준자를 이용하여 스케일 및 좌표계를 설정한다.④ 구심력측정장치의 회전봉에 용수철과 회전추를 장착한다.⑤ 전원을 넣고 회전 추가 등속원운동을 하기 시작하면 화면을 캡처한다.⑥ 분석메뉴를 실행하여 위 캡처한 동영상을 불러와서 분석을 시작한다. 분석을 통하여 회전 반경과 회전 각속도를 구한다.5. 실험 결과각속도 평균/1000 = 이론값= 실험값분동 150g=0.15kg용수철을 설치한 후 처음 칼날 위치=6.7cm 분동을 올리고 난 후 칼날의 위치=6.3cm처음 추 (회전하기 전) ~ 중심거리= 2.370cm회전 후 추~ 중심거리= 3.834cm각속도 평균= 약 29.237X=0.4 (6.7-6.3)K를 구하기K(0.4)=150*980 = 367500 (dyne/cm)구심력= 491596.72dyne복원력= 538020 dyne 오차율= 약 37.15% 발생하였음6. 토의이번 실험의 목적은 등속 원운동하는 물체의 구심력을 측정하고, 원 운동하는 물체의 질량, 궤도 반지름, 주기와 구심력 사이의 관계를 알아보는 것이었다.30%이 넘는 오차가 생겼는데 어디서 오차가 발생할 수 있을지 생각해보았다.첫 번째로는 용수철의 탄성계수이다. 용수철은 고유의 탄성계수가 존재하지만 실험에서 사용한 용수철은 여러 번 사용되어 늘어난 부분이 존재할 수 있다. 이러한 탄성 계수의 변화 역시 실험에서 오차 값을 발생하게 하는 한 원인이 되었을 것이다.두 번째로는 마찰력이다. 회전하면서 받는 공기저항, 그리고 회전판의 저항, 마찰력 등으로 인한 오차가 존재할 수 있다.세 번째로는 실험장치의 불균형이다. 수평장치로 수평을 재서 장치를 설치하지만, 사람의 눈으로 보고 판단하는 것이기 때문에 오차가 존재할 것이다.마지막으로 이 실험을 하면서 속도에 따라 힘이 증가한다는 것을 알 수 있었다.출처 일반물리학실험 일반물리학 지식백과사전

공학/기술| 2018.10.12| 3페이지| 1,000원| 조회(622)

구심력, 일반물리실험, 구심력측정

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