[고분자기초씄험]계면중합(Interfacial Polymerization)에 의한 나일론 합성

1. 실험 목적
가. 나일론은 직물용의 섬유로서 널리 사용된 첫 번째 합성고분자이다. 나일론-6,10을 계면중합반응으로 제조함으로써 계면중합의 원리왿� 특징을 안다.
나. 나일론을 계면 중합을 통하여 합성하고, 계면중합에 의한 고분자의 특성을 이해.

2. 실험 이론 및 원리
가. 실험 배경
나일론 6-10에서 6은 디아민 화합물에 포함된 헥사메틸디아민 헥사메틸렌디아민은 극성인 물에 그리고 염화아디프산은 물과 섞이지 않은 무극성 용매에 녹여 접촉시킴으로써 두 용액은 섞이지 않고 계면에서 중합반응이 일어나게 된다. 이러한 중합반응을 계면중합이라고 한다. 이 두 용액의 계면에서 생긴 중합체(나일론)의 필름을 끌러 올리면 필름이 제거됨과 동시에 그 자리에 새로운 중합체가 계속 생성되게 되는 연속반응으로 인하여 끈이나 실 모양의 고분자 중합체를 만들 수 있다. 염화아디프산과 헥사메틸렌디아민을 반응시키면 나일론 뿐만 아니라 염산도 생성되어 나온다. 여기서 염산이 헥사메틸렌디아민을 반응성이 없는 염화수소아민염으로 만들어서 반응성이 떨어지는 것을 막고 아민의 친핵 반응성을 증가시키며, 헥사메틸렌디아민과 함께 섞여잇는 수산화나트륨은 염산을 중화시키는 역할과 반응을 촉진하는 촉매역할을 한다.
의 탄소수, 10은 염화세바코일의 탄소수이다. 나일론 x,y는 다음 식 (1)과 같이 탄소수가 x 개인 디아민과 탄소수가 y개인 디카르복실산을 반응시켜 얻는다.
이때 카르복실산 대신 산염화물을 사용하면 (2)식과 같이 0～50℃의 낮은 온도에서 나일론을 합성할 수 있다.
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.