나일론 합성 및 헤어젤 합성 예비 및 결과레포트

소개글

나일론 합성 및 헤어젤 합성 예비 및 결과레포트에 대한 보고서 자료입니다.

목차

목차
-예비-
1. 목적
2. 원리
1) 나일론 합성
2) 헤어젤 합성
3. 실험 방법
1) 나일론 합성
2) 헤어젤 합성
4. 실험시 주의사항
5. 실험 기구와 시약
-결과-
1.실험결과
A. 나일론
B헤어젤
※결론 및 고찰
￭ 참고문헌

본문내용

럼 되어있고 마이너스 전자가 붙어있다. 그리고 서로 실같은 모양들이 서로 엉켜있다. 그런데 소금을 넣는 순간에 소금에 있던 플러스 전자와 결합하고, 실의 구조가 흩어지면서 점성이 사라지게 된다.
※결론 및 고찰:
첫 번째 실험은 Schotten-Baumann축합반응(아실할라이드와 아민의 반응)을 이용한 계면중합반응에 의한 지방족 폴리아마이드인 나일론을 합성하는 실험이었다. 축합중합을 이용한 실험으로써 6,10 나일론은 떨어져 나온 작은 분자가 HCl이다. 중화를 위해 수산화나트륨을 넣어 주는 것도 이런 이유에 포함된다.
나일론의 이론적 생성량 계산을 화학구조식을 통해 설명하겠다.
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따라서, 염화세바코일과 헥사메틸렌디아민은 1:1로 반응하므로 이론적으로 최대로 반응하였을 경우 반응한 양은 두 물질모두 몰이다. 그리고 나일론 한 단위체가 생성될때 두분자의 HCl이 제거된다고 할 수 있다. 따라서 생성된 나일론의 질량은 두 물질 몰의 질량에서 HCl 2*몰의 질량을 뺀 것과 같다. 따라서 이론적으로 생성 가능한 나일론의 질량은 3.979g이다.
NaOH를 사용한 이유는, 만일 HCl을 중화 시키지 않는다면 나일론 섬유를 다시 녹일 수도 있기 때문이다. 나일론 섬유를 뽑아내는데 잘 끊어진다면 수산화나트륨의 양이 적었다든지, 축합중합으로 나온 HCl의 양이 많았다는 결론을 낼 수 있다. (수산화나트륨은 중화 목적 외에서 아민의 친핵 반응성을 증가시켜 반응을 촉진하는 촉매의 역할도 수행한다.)
이 실험은 증기가 많이 나오는데 좋지 않은 염화수소 증기이다. 특히 나일론이 만들어지면서 흰 연기가 나오는데 염화수소 증기이므로 많이 마시지 않도록 주의해야 한다. 또 HCl이 생성되므로 처음에 만들어진 나일론은 절대 손으로 만지지 말아야 하고, 물로 충분히 잘 씻어주어야 한다. 거기에다가 헥사메틸렌다이아민이 담긴 용액을 한 번에 다 부어버리면 반응이 활발하게 일어나므로 많은 양의 HCl증기가 나온다. 그러므로 비커의 벽을 따라서 서서히 부어 주어야 한다. 또 염화세바코일은 공기 중에서 잘 굳어버리므로 주의해서 실험해야 한다. 실제로 실험을 할 때 두 용액을 더했을 때 흰 연기가 많이 생겼다. 그리고 용액을 천천히 붓지 않아서 순식간에 나일론이 생기는, 위에서 언급한 활발한 반응을 관찰할 수 있었다.
또한 실험에 쓰이는 물질은 독성이 있으므로 피부에 직접 닿지 않도록 주의해야 한다. 실험 결과 수득률이 100%를 넘게 나왔는데, 그 이유는 계면에서 반응하여 생긴 나일론에 많은 불순물(모노머, 반응후 남은 잔존물 등)이 포함되어 있기 때문이다. 또한, 세척하는 과정이나 건조시키는 과정도 시간이 오래 걸리며 불순물이 많이 남아있거나 완전히 건조되지 않을 수 있다. 그래서 수득량을 재어보면 이론값보다 많이 나온 것이다.
우리가 실험과정 중에 계면중합 때 더 빠른 중합을 하고자 한다면 계면을 넓혀주면 될 것이다. 또한, 농도도 진할수록 반응이 빨라질 것이다.고온에서 실행한다면 어떨까 생각해봤지만, 그럴 경우, 용액이 뜨거워지면 나일론 자체의 수소결합력이 약해져서 섬유를 만들어내기 힘들 것 같다.
두 번째 실험은 헤어 젤을 만드는 실험이었다. 이 실험에서 중요한 것은 각 화합물을 넣을 때마다 용액이 어떻게 변하는가를 관찰하는 것이었다. 용액이 젤화되는 것이 가장 뚜렷하게 보였던 것은 중화과정이었다. 트리에탄올아민을 용액에 더하면 트리에탄올아민이 사이사이에서 카보폴과 이온결합한 EDTA-Na가 제공하는 Na+들을 잡아주게 되어 용액이 젤화되는 것이다.(원리에 hair gel 그림 참조) 여기에 폴리비닐피롤리돈 베이스를 더하자 더욱 점성이 강해져 용액이 완전히 젤 형태가 되었다.
실제 나일론 생성에서는 이번 실험과 같은 방법은 쓰지 않는다.
헤어젤 합성에서는 고분자합성을 위해 글리세린과 EDTA-Na를 넣을 때 두 물질의 비율이 중요했다. 실험방법에서 지시한 양만큼 넣었을 때는 제대로 점성을 갖춘 헤어젤이 나왔지만 다른 조들은 EDTA-Na와 글리세린의 양을 더하면 더할수록 용액이 묽어지는 것을 관찰할 수 있었다.
결과적으로 이번 실험에서는 불순물이 많긴 하지만, 나일론이 합성되었으며 실험방법을 그대로 따라 만든 헤어 젤 역시 점성이 강하여 실제 머리에 발랐을 때 고정되었다.
참고문헌
-화학실험, 화학교재편찬연구회 ,녹문당, 2003년
-화학실험사전(재미있고알기쉬운),Samaki Takeo/정해상,일진사, 2005년
-화학실험대사전(상하), 문성명, 한국사전연구사, 1992년

키워드

나일론,   헤어젤,   화학실험