Как производится нейлон?

Нейлон производится с помощью сложного двухэтапного химического и производственного процесса, который сначала создает прочные полимеры волокна, а затем связывает их вместе для создания прочного волокна. Этот термин обычно используется для обозначения широкого спектра полиамидов или синтетических полимеров и охватывает ряд часто очень разных продуктов. Одежда, веревка, механические детали из твердого пластика, покрытие парашюта и шины — все это примеры синтетического материала в действии. В большинстве случаев производство процесс для этих разных предметов отличается, но химический часть их творения имеет тенденцию быть очень похожей.

Полимеризация

Первое, что должен сделать производитель, это объединить два набора молекул. Один набор имеет кислотную группу на каждом конце, а другой набор имеет аминогруппу, состоящую из основных органических соединений, на каждом конце. Есть некоторые возможности для вариаций, но использование мономеров гексаметилендиамина и адипиновой кислоты является обычной комбинацией. При соединении этих двух веществ образуются густые кристаллизованные «нейлоновые соли». Они широко известны как нейлон 6, 6. или просто 6-6 . Название основано на количестве атомов углерода между двумя кислотными группами и двумя аминогруппами.

Этот материал можно химически создать и другим способом, а именно путем формования одних и тех же молекул в другую структуру. В этом альтернативном методе все молекулы кислоты находятся на одном конце структуры, а молекулы амина — на другом. Затем это соединение объединяется в цепочку атомов углерода. В любом случае полученные кристаллы необходимо замочить в воде, чтобы растворить их, затем подкислить и нагреть, чтобы создать цепочку, практически неразрывную на химическом уровне.

Нагрев и отжим

Производители обычно используют специально разработанную машину, чтобы нагревать полимеры до нужной температуры, а затем объединять молекулы для образования расплавленного вещества, которое нагнетается в фильеру, разделяя ее на тонкие нити и впервые подвергая воздействию воздуха. Воздух заставляет пряди немедленно затвердевать, и как только они становятся твердыми, их можно наматывать на бобины. Волокна растягиваются для придания прочности и эластичности, что является одним из основных преимуществ материала.

Отсюда нити разматываются, а затем перематываются на другую, меньшую катушку. Этот процесс называется рисованием. и используется для выравнивания молекул в параллельную структуру. Полученные нити представляют собой многоцелевые нити, которые можно использовать для самых разных целей. Их можно плести или связывать как есть, или их можно комбинировать и далее плавить.

Производственный процесс

После того, как материал намотан на меньшую катушку, он готов к превращению в любой продукт, которым ему суждено стать. С технической точки зрения на данный момент это нейлон, но не в той форме, которую узнают потребители, и обычно требуется дополнительная обработка, чтобы его можно было использовать на рынке.

Большинство продуктов создается путем переплетения или сплавления нитей вместе. Что касается материалов и синтетических тканей, то чем плотнее будет плетение, тем прочнее и водостойче будет материал; для пластика и других твердых формованных изделий:чем выше температура плавления, тем более цельным и блестящим будет конечный продукт. Веревки и шнуры обычно зависят от сложного скручивания и сплавления, и большинство из них на самом деле состоят из сотен, если не тысяч отдельных нитей, связанных вместе, чтобы создать очень прочный конечный продукт.

Нейлон также можно смешивать с другими волокнами для создания комбинированных материалов. В сочетании с хлопком получается эластичная ткань, которая держит форму, но при этом мягкая на ощупь. Его также можно вплетать в узоры, чтобы усилить прочность, улучшить внешний вид или удовлетворить другие требования к дизайну. В промышленности и в военных целях его можно заливать в формы и использовать для изготовления деталей машин, протекторов шин и контейнеров для хранения пищевых продуктов либо отдельно, либо в сочетании с другими пластиками и синтетическими материалами.

История

Эти виды продукции впервые стали популярными на заре Второй мировой войны как менее дорогая и более эффективная альтернатива шелку и тканой пеньке, которые были стандартными парашютными материалами того времени. Это также было полезно во время войны, когда дело дошло до производства шин; шины из химически связанных полимеров, как правило, более долговечны и менее подвержены износу, чем шины из стандартной резины.

С тех пор этот материал нашел множество повседневных применений, хотя он по-прежнему широко используется в ряде промышленных и военных предприятий. Синтетическая одежда очень популярна во многих местах, особенно для занятий спортом; с более легким плетением он также является стандартом для чулок и чулочно-носочных изделий. Он используется в веревках и шнурах, а также во всех видах обуви и аксессуаров; его водоотталкивающие свойства также делают его популярным для использования в таких вещах, как зонты и синтетические шерстяные свитера. Хотя все эти продукты с самого начала кажутся действительно разными, способ их изготовления — по крайней мере, вначале — обычно довольно однообразен.

Опасения окружающей среды

Помимо того, что производственный процесс несколько сложен, он также вызывает ряд экологических проблем. Многие производители используют сырую нефть для выделения полимеров, что может привести к истощению запасов ископаемого топлива и загрязнению окружающей среды из-за стоков. Химическое производство адипиновой кислоты также часто приводит к образованию закиси азота, известного парникового газа, в качестве побочного продукта. Этот газ может разрушать озоновый слой и способствовать загрязнению воздуха.