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January 28, 2009

合成樹脂の実験-グリプタル樹脂

3年の年度末特設講座。

時期も時期だし、やるとすれば受験補習のようなものになるかなと思ったのだが、登録してきた生徒に希望を聞いたら実験をしたいとのこと。それならばというので、授業で充分に扱うことができなかった項目を取り上げ、たっぷりと実験をしながら解説するという内容にした。
2時間続きが2回である。前回はコロイド化学をとりあげた。こんどは合成樹脂と合成繊維をつくってみようと思う。そのための予備実験を、さきほど行ってきた。

内容は、おおきく2つ考えている。加熱して重合させる合成樹脂と、界面重合のナイロンである。いずれも私は経験が少ないので、予備実験が自分の勉強になる。

合成樹脂としてとりあげたのは、グリプタル樹脂である。
グリプタルとは何だということになるが、これ、グリセリンとフタル酸が原料なのである。まんまの名前。

Glyptal_resin

写真の左上より。

  1. 電熱器に、ステンレス皿に砂を入れてのせる。砂の温度は200度を越えている。
    そこへ、弁当などに使うアルミ皿の、やや厚手で丈夫なものをのせ、グリセリンを9mL注ぐ。
  2. これが沸騰近くまで温度上昇し白煙が上がってきたら、無水フタル酸16gを乳鉢で擦っておいたものを加える。ここでの温度低下は好ましくない感じで、半量でやった方が良いかもしれない。溶けるまで時間がかかってしまうと、無水フタル酸が気化してどんどん飛んでいく。皿のふちに、綿飴のように昇華したものが付着してくる。
  3. 再び沸騰近くまで温度が上がったら、濃硫酸を1滴加える。これは触媒であり、すぐにエステル化反応が始まってはげしく泡立つ。
  4. 硫酸触媒だと、どうしても少し炭化が起こってこのように褐色になる。見極めが難しいのだが、「反応の発泡」が終わって「できあがった樹脂が沸騰している」ようになったら、砂浴から下ろした。
  5. まだぷつぷつと泡立ちながら、だんだん冷めていく。
  6. 飴色の透明な樹脂になった。触ると、つやつやつるつるである。

要するにポリエステルなのであるが、このような樹脂の場合は、アルキド樹脂とよばれる。アルキドとはアルコールとアシッドの合成語なのだそうで、グリプタルともども、あまりよい命名センスでもないぞと思う。

それはともかく、実験自体は、比較的簡単に納得のいくものができるので、まあ良い感じである。
あと、明日の空き時間にナイロンの予備実験をして、あさっての3年の最終授業にそなえよう。

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