[자연과학] [화학실험] 나일론 6-10의 계면중합 실험

Ⅰ. 서론 1. 실험목적 나일론은 직물용의 섬유로서 널리 사용된 첫 번째 합성고분자이다. 나일론-6,10을 계면중합반응으로 제조함으로써 계면중합의 원리와 특징을 안다. 2. 이론 나일론 6-10에서 6은 디아민 화합물에 포함된 헥사메틸디아민의 탄소수, 10은 염화세바코일의 탄소수이다. 나일론 x,y는 다음 식 (1)과 같이 탄소수가 x 개인 디아민과 탄소수가 y개인 디카르복실산을 반응시켜 얻는다. n H2N-(CH2)x-NH2 + n HOOC-(CH2)y-2-COOH [NH-(CH2)x-NH-CO-(CH2)y-2-CO]n + n H2O (1) 이때 카르복실산 대신 산염화물을 사용하면 (2)식과 같이 0~50℃의 낮은 온도에서 나일론을 합성할 수 있다. n H2N-(CH2)x-NH2 + n Cl-(CH2)y-2-CO-Cl [NH-(CH2)x-NH-CO-(CH2)y-2-CO]n + n HCl (2) 이러한 축합 반응을 균일계 용액중합 방법으로 행할 수도 있으나 이 경우 고분자량을 얻기 위해 두 반응물의 당량을 정확히 맞추는 것이 용이하지 않다. 대신 계면중합 방법이 많이 이용되는데, 이는 두 반응물을 다른 상(phase)에 녹여 두 상의 계면에서 중합반응이 일어나게 하는 것이다. 수용액 상과 비 수용액 상이 일반적인 형태인데, 두 반응물이 계면에 당량으로 공급되므로 중합도를 높이는데 유리하다. 두 액의 계면에서 (3)식과 같은 중합 반응이 일어나면서 두 액 모두에 녹지 않는 나일론 6,10이 생성된다. 이를 연속적으로 제거하면 양쪽의 두 액상에서 단량체가 계면으로 확산해 오면서 연속적으로 고분자가 생성된다. n H2N-(CH2)6-NH2 + Cl-CO-(CH2)6-CO-Cl → [NH-(CH2)6-NH-CO-(CH2)4-CO]n + n HCl (3) 이때 두 액을 정치해 두지 않고 교반하여 섞으면 계면의 넓이가 넓어져 고분자의 생성 속도가 빨라진다. ※ 주의 및 참고사항 1.사염화탄소, 메탄올 및 염화…
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