[일반화학실험] 나일론과 헤어젤 합성

소개글

[일반화학실험] 나일론과 헤어젤 합성에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 관련 이론
3. 실험 결과 및 토의
※ 실험 A. 나일론 합성
※ 실험 B. 헤어젤 합성

본문내용

등이 이용되는 것이다.
⑥ 헤어젤
헤어 젤은 수용성 고분자에 의한 점도 증가계에 정발성분을 첨가시킨 젤리상의 투명정발료이다. 헤어젤은 정발성분으로 수지를 첨가하고 있으며, 건조한 마무리 느낌이 얻어진다. 구성 성분은 수용성 고분자(카르복시비닐폴리머, 메틸셀룰로오스, 카리기닌 등), 세팅제(폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐피롤리돈/초산비닐폴리머 등), 보습제, 알카리제, 계면활성제, 킬레이트제 등이 있다.
3. 실험 결과 및 토의
※ 실험 A. 나일론 합성
사진은 헥사메틸렌디아민과 수산화나트륨의 혼합 용액을 염화세바코일 용액과 반응시켜서 나일론을 합성하는 장면이다. 반응에 앞서 먼저 염화세바코일을 디클로로메탄에 녹여 염화세바코일 용액을 만들었는데, 염화세바코일 용액을 만들 때 디클로로메탄에 녹이는 것은 디클로로메탄이 유기용매이기 때문이다.
또한 헥사메틸렌디아민과 수산화나트륨을 증류수에 함께 녹여 헥사메틸렌디아민 수용액을 만들었는데, 이때 수산화나트륨을 사용하는 이유는 축합반응을 진행시키기 위함이다. 나일론은 탄소화합물로서 COOH기를 포함하고 있다. 수산화나트륨은 OH기를 포함하고 있다. COOH기와 OH기가 만나면 물이 빠지면서 결합하는 축합반응이 진행되며, 이로써 나일론은 매우 큰 분자량을 지니는 고분자가 된다.
염화세바코일의 화학식은 ClCO(CH2)8COCl으로, 헥사메틸렌디아민을 녹인 물층과 염화세바코일을 녹인 유기용매층을 반응시키면 계면에서 나일론 6,10이 합성된다. 따라서 우리가 실험에서 합성한 나일론은 나일론 6,10이라 할 수 있다. 여기서 6은 디아민 화합물에 포함된 헥사메틸디아민의 탄소수, 10은 염화세바코일의 탄소수이다.
추가적으로 조사해 본 결과 공업적으로 생성되는 나일론의 중합 방법은 우리가 사용한 계면축합중합 방법이 아닌 괴상중합이라는 방법이었다. 계면축합중합 방법은 세정입자화용매회수공정의 제어가 어렵고, 입자화 후의 건조공정이 필요하다는 결점 때문에 이용되지 않음을 알 수 있었다. 괴상중합은 용제가 없는 상태에서 단위체만을 중합시키는 방법으로, 장치가 비교적 간단하고 반응이 빠르며 수득률이 높고 고순도의 중합체를 얻을 수 있으며, 중합체를 그대로 취급할 수 있는 장점이 있어서 공업적으로 널리 이용되고 있다.
※ 실험 B. 헤어젤 합성
사진은 헤어젤 합성 반응에서 PVP(폴리비닐피롤리돈) base 생성 과정까지 진행한 장면이다. 사진에서 확인할 수 있듯이 젤은 완벽한 점성을 띄어 비커를 뒤집어도 젤이 떨어지지 않았다.
Carbopol base를 만들 때 킬레이트제를 증류수에 녹인 용액에 글리세린을 넣는데, 이때 글리세린을 넣는 이유는 다음과 같다. 글리세린 한 분자에는 세 개의 OH기가 포함되어 있기 때문에 친수성이 높다. 이러한 성질 때문에 글리세린은 반응에서 넣어주는 증류수를 흡수하여 헤어젤의 점성이 높아지도록 도와주게 된다. 또한 고분자 사슬들 사이의 가교결합이 늘어나도록 돕는다.
용액을 저어 주는 이유는 가교결합이 많이 일어나도록 하기 위해서이다. 따라서 용액을 오래 저어줄수록 젤의 점성이 커지게 된다.

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