Chế tạo Nylon
6-10
Mục tiêu:
Làm một phản ứng
đa trùng ngưng (polycondensation với sự khử HCl giữa một diamin
H2N-(CH2)n-NH2 và một acid
diclorur ClOC-(CH2)n-COCl
Trình bày:
Chất Nylon 6-10
được hình thành từ một diamin có 6 carbon,
hexaméthylendiamin hay 1,6-diaminohexan :
H2N-(CH2)6-NH2
và một acid diclorur có
10
nguyên tử carbon, clorur sébacyl hay clorur decandioyle
ClOC-(CH2)8-COCl
Chú ý: Thực
hành nơi thoáng khí hay phải có dụng cụ hút khí ra ngoài
Cách làm:
Ðổ vô bécher loại 50 ml chừng 10ml dung dịch kiềm
hexaméthylènediamime.
Thêm vô 10 ml dung dịch hữu cơ
chlorure de sébacyle. Ðặt pipette nghiêng
tiếp xúc với thành bécher để không cho hai dung dịch trộn lẫn
nhau.
Quan sát kỹ mặt phân giới (interface) giữa hai dung
dịch.
Dùng cái móc kéo màn polymer vừa tạo thành ở mặt
phân giới giữa hai dung dịch
Kéo dài sợi polymer ra và
quấn xung quanh ống nghiệm.
Rửa
sợi polymer thật kỹ với nhiều nước
và sấy nhẹ cho khô
Tìm hiểu thêm:
Nylon là một polyamid. Phản ứng giữa acid và amin
tạo ra amid. Cũng như vậy,
acid adipic (hexanedoïque) phản ứng với hexamethylendiamin
(1,6-diaminohexane) để tạo ra nylon 6-6 :
Ta có thể dùng một diclorur acid để có thể có
phản ứng đa trùng ngưng lạnh (polycondensation à froid) tại mặt
phân giới của hai dung dịch không trộn lẫn nhau cũng như
chất clorure de sébacyle (chlorure de décanedioyle) phản
ứng với hexaméthylènediamine (1,6-diaminohexane) để tạo thành
nylon 6-10
Kiểu phản ớng dùng cho thí nghiệm này được gọi là đa trùng
ngưng nơi mặt phân giới (polycondensation
interfaciale). Ðó là một quá trình phản ứng nhanh chóng, ở ngay
nhiệt độ thường và không tùy thuộc vào tỷ lượng chính xác của
các chất phản ứng.
Phương cách này không giống như sản xuất trong
kỹ nghệ bởi vì các hóa chất này đắt
tiền.
Trong kỹ nghệ sản xuất, polymer tạo thành được
kéo sợi từ chất nóng chảy. Như vậy sẽ hướng cho những phân tử
xếp song song nhau. Trong vị trí này, có những nối hydrogen
giữa các nhóm CO và NH của những chuỗi phân tử bên cạnh nhau.
Nhờ cơ cấu này mà nylon có độ bền cao và
có tính đàn hồi.
Lực nối hydrogen giữ vai trò tương tự như cầu
nối lưu huỳnh trong cao su lưu hóa: Những lực nối này trả lại vị
trí ban đầu mỗi khi ngừng kéo dài nylon hay cao su (vì vậy nên
cao su có tính đàn hồi). Áo quần làm bằng
nylon co giãn rất tốt nên không nhăn chớ không như polyethylen.
Ngoài tính đàn hồi, nhờ có thêm nối hydrogen
mà nylon 6-10 có độ nóng chảy cao: 265°,
trong khi polyethylen thì chỉ có 129°C
Có nhiều polyamid mà tên chúng thường do số nguyên tử trong
một monomer, thí dụ nylon 6-6 được tạo thành giữa hai chất phản
ứng chứa 6 carbon. Trong lúc nylon 6 là kết quả của sự ngưng tụ
lên chính nó nghĩa là chỉ một chất phản ứng có 6 carbon mà
thôi, chất acide 6-aminocaproïque (6-aminohexanoïque)
H2N - (CH2)5 - COOH
Nylon 6 và nylon 11 được dùng làm sợi dệt vải
có tên thương mại là Perlon và Rilsan
Những polyamid dẫn xuất từ Benzen có tên tổng
quát là Aramide (do hai chữ aromatique và amide kết hợp lại.
Những chất gốc từ benzen có mùi thơm: aromatique.
Cũng như acide téréphtalique (acide
benzène-1,4-dicarboxylique) phản ứng với p-phénylènediamine
(1,4-diaminobenzène) để cho chất kevlar, một vật liệu nhẹ, rất
bền:
Các chuỗi aramid có thể móc chặt vào nhau, nhờ lục
nối hydrogen giữa những nhóm amid và nhờ những tác động giữa
các nhân benzen nằm đối diện nhau. Nhờ vậy mà chất kelvar cho ra
những tinh thể rất chắc, dùng làm áo chống đạn ...