의류 소재로 널리 쓰이는 나일론이 디아민 화합물과 디카르복시산 화합물의 반응을 통해 합성되는 과정은?

Question

의류 소재로 널리 쓰이는 나일론이 디아민 화합물과 디카르복시산 화합물의 반응을 통해 합성되는 과정인 축합 중합의 원리와 이때 작용기 사이에 형성되는 결합에 대해 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

천연 섬유에서 최초의 합성 섬유인 나일론의 발명은 인류의 삶의 커다란 변화를 가져왔죠. 질문하신 내용에 대해 답변드리겠습니다.

나일론의 합성 원리인 축합 중합은 양끝에 작용기를 가진 단량체들이 결합하면서 물 분자가 빠져나가고 거대한 고분자를 형성하는 반응입니다.

나일론 합성에는 아미노기를 가진 디아민 화합물과 카르복시기를 가진 디카르복시산 화합물이 사용되는데, 두 단량체가 반응할 때, 아미노기의 질소가 카르복시기의 탄소를 공격하면서 결합이 이루어집니다.

이 과정에서 카르복시기의 하이드록시기와 아미노기의 수소가 결합해 물 분자로 빠지는 탈수 축합을 하고, 탄소와 질소 사이에 강력한 아미드 결합이 형성됩니다.

단량체의 양끝에서 이 축합 반응이 연속적으로 일어나며 긴 사슬 구조의 나일론이 형성됩니다. 이렇게 형성된 나일론 사슬들은 규칙적인 아미드 결합 덕분에 사슬 간에 촘촘한 수소 결합을 형성하게 되며, 이로 인해 나일론은 매우 질기고 튼튼한 섬유 특성을 갖게 되는 것입니다.

제 답변이 도움이 되었으면 좋겠습니다. 끝까지 읽어주셔서 감사합니다.