소개글
"인하대 나일론"에 대한 내용입니다.
목차
1. 나일론 합성 및 접촉각 측정
1.1. 실험 목적
1.2. 나일론의 종류 및 특징
1.3. 중합 반응 이론
1.3.1. 축합 중합
1.3.2. 계면 중합
1.4. 표면 장력 및 표면 에너지
1.5. 접촉각 이론
1.5.1. Young's 방정식
1.5.2. Antonow's 규칙 및 Berthelot's 규칙
1.6. 실험 방법
1.6.1. 나일론 6,10 합성
1.6.2. 표면 자유 에너지 측정
2. 참고 문헌
본문내용
1. 나일론 합성 및 접촉각 측정
1.1. 실험 목적
이 실험의 목적은 고분자의 한 종류인 나일론을 합성해 보고, 접촉각 측정을 통해 나일론의 표면 자유 에너지를 계산해 보는 것이다.
나일론은 역사적으로 가장 오래된 합성섬유 중 하나로, 1938년 미국 뒤퐁사의 carothers에 의해 발명되었다. 나일론은 매우 가늘고 마찰에 손상이 적으며 인장강도가 크고 가볍고 탄력성과 보온성이 뛰어나다는 장점이 있어 의복부터 산업용에 이르기까지 광범위하게 사용되고 있다. 따라서 이러한 나일론에 대한 이해와 실험 방법을 익히는 것이 중요하다.
이번 실험에서는 Hexamethylene diamine과 Sebacoyl chloride를 반응시켜 Nylon6,10을 합성하고, 제조된 나일론의 표면 자유 에너지를 접촉각 측정을 통해 계산해볼 것이다.
1.2. 나일론의 종류 및 특징
나일론은 역사적으로 가장 오래된 합성섬유이며, 1938년에 미국의 뒤퐁사 carothers에 의해 발명되었다. 나일론의 대표적인 종류로는 나일론 6와 나일론 6,6, 그리고 나일론 6,10이 있다.
나일론 6는 지그재그 펼쳐진 분자사슬 구조를 가지며, 반데르발스힘과 수소결합력에 의해 강도가 매우 우수하다. 비중이 1.114로 가볍고 내마모성과 탄성이 우수하며, 산성염료와 친화력이 있다. 초기 탄성률이 낮아 쉽게 신장되지만 탄성회복이 다른 섬유에 비해 월등히 크다는 특징이 있다. 그 밖에도 내화학 약품성이 크고 전기절연성이 있으며, 열고정 처리가 가능하다. 하지만 흡습도가 크고 다른 고분자와의 상용성이 매우 낮다는 단점이 있다. 융점은 215~220℃이며 연화점은 180℃이다.
나일론 6,6은 융점이 265℃정도로 나일론 6보다 높고, 유리전이온도 역시 건조상태에서 40~50℃ 수준이나 수분율이 증가할수록 그 값이 낮아진다. 강력을 5.0~10g/d 수준까지 조절할 수 있으며 탄성률이 폴리에스테르 섬유보다 작기 때문에 의류용으로 부드러운 촉감을 갖는다. 또한 열 고정성이 우수하여 가연상의 경우 신축성이 우수하다.
나일론 6,10은 나일론 6과 반대로 흡습성이 낮고 성형수축률이 작다. 융점은 213℃이며 비중은 1.09이다. 인장강도는 나일론 6과 6,6에 비해 살짝 낮지만 파단신률은 2배 이상 높은 편이다. 충격강도는 나일론 6보다 작고 나일론 6,6보다 크며, 열변형 온도는 둘보다 낮다. 절연 파괴강도와 손실계수, 유전상수는 다른 나일론들과 비슷한 수준이다.
1.3. 중합 반응 이론
1.3.1. 축합 중합
축합 중합이란 서로 다른 모노머가 반응하여 부산물이 빠져나오면서 중합체가 형성되는 것이다. 많은 고분자들을 합성하는데 기본적으로 사용되며, 대표적인 예로 요소 폼알데하이드 수지, 페놀 폼알데하이드 수지, 폴리에스터, 나일론 등이 있다.
축합 중합 반응은 가역 반응이다. 따라서 생성물인 물 등의 부산물을 제거하면 반응이 계속 진행된다. 생성 방법에 따라 용액 축합 중합, 용융 축합 중합, 경계면 축합 중합, 고체상 축합 중합 ...
참고 자료
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Surface Physics Division, Saha Insitute of Nuclear Physics, 1/AF Bidhannagar, Kolkata 700 064, India
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Polymer Science , Gowariker, V.R & Others
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