[일반화학실험]Synthesis of Nylon

소개글

• 최초의 합성 고분자였던 나일론의 합성을 통하여 고분자의 특성을 이해한다
나일론 합성법에는 6.6 합성과 6.10 합성이 있다 두가지를 이해하고
널리 합성할 수 있는 나일론 6.10 합성을 하여본다.

목차

■ 실험 목적
■ 실험 이론 및 원리
• 인류의 고분자 이용
• 고분자 개념 도입과 고분자 합성의 시작
• 고분자의 특성
• 나일론(Nylon)의 합성
• 나일론(Nylon) 제조법
• 나일론 6.6 mechanism
• 나일론 합성법
• 계면중합(interfacial polymerization)
• 중합반응
■ 실험 기기 및 시약
■ 실험 방법
■ 실험 결과
■ 토의 사항
■ 참고 자료
■ 주의 사항
■ 참고 문헌

본문내용

• 인류의 고분자 이용
◦ 면화, 삼베, 종이, 비단, 양모, 천연 고무 등 자연에 존재하는 고분자는 인류가 오래전부터 이용해 왔습니다. 19세기에 들어와서 천연고무의 가황, 셀루로오스를 이용한 인견 등 화학 반응을 이용한 개질, 페놀 수지 등이 개발되기 시작했습니다. 그러나 고분자에 대한 개념은 성립되지 않았습니다.
• 고분자 개념 도입과 고분자 합성의 시작
◦ 고분자에 대한 현대적 개념이 도입된 것은 1920년대 독일의 노벨상 수상자 Hermann Staudinger 에 의해서 입니다. 그리고 현대적 고분자의 개념으로 고분자를 처음 합성한 과학자는 미국 DuPont 회사의 Wallace  Carothers 인데, 그는 adipic acid 와 hexamethylenediamine을 사용하여서 나일론 6.6를 합성하였습니다(Fig. 1). 이 것은 간단한 알려진 구조를 가진 유기화합을 사용하여서 알려진 유기화학 반응에의해서 고분자를 합성할 수 있다는 것을 보여준 것입니다. 이 합성은 또한 유기화학에의한 고분자의 구조도 예상할 수 있고, 분자량, 중합도 등 현대적 고분자의 개념을 정립시킨 것입니다.
◦ Carothers가 고분자를 간단한 유기 분자로부터 고분자를 합성하는 개념은 Fig. 3을 보면 이해할 수 있습니다.
◦ 이와 같이 두 팔을 가진 사람 대신, 두 개의 작용기를 가진 유기화합물이 서로 반응하면(식 1을 보면, 여기서 각각의 화합물은 무슨 작용기를 몇 개씩 가지고 있는지 알수 있다) 고분자가 만들어진다는 것이다

• 고분자의 특성
◦ 분자량 : 저분자는 분자량 일정. 고분자는 분자 구조 같으나 분자의 크기는 동일하지 않고 일정 분포 가짐. 다분산 지수 사용
◦ Tm, Tg 유리 전이온도 : 고분자 물질은 Tg 이상은 고무, Tg 이하는 유리. 이 영역에서 물리적 성질 갑자기 변화. 저분자는 Tg가 없다. 특정 온도에서 bp, mp를 가짐.

참고 자료

• L.R. Summerlin, and J.L. Ealy, Jr. (1988) Chemical Demonstrations, Vol. 1, p. 172, American Chemical Society.