Hoe wordt nylon gemaakt?

Nylon wordt gemaakt via een complex chemisch en fabricageproces in twee stappen dat eerst de sterke polymeren van de vezel creëert en ze vervolgens samenbindt om een ​​duurzame vezel te creëren. De term wordt vaak gebruikt om te verwijzen naar een breed scala aan polyamiden, of synthetische polymeren, en omvat een scala aan vaak zeer verschillende producten. Kleding, touw, mechanische onderdelen van hard plastic, parachutebekleding en banden zijn allemaal voorbeelden van het synthetische materiaal in actie. In de meeste gevallen is de productie proces is verschillend voor deze verschillende items, maar de chemische een deel van hun creatie lijkt erg op elkaar.

Polymerisatie

Het eerste dat de fabrikant moet doen, is twee sets moleculen combineren. De ene set heeft aan elk uiteinde een zuurgroep en de andere set heeft aan elk uiteinde een aminegroep, bestaande uit basische organische verbindingen. Er is enige ruimte voor variatie, maar het gebruik van hexamethyleendiaminemonomeren en adipinezuur is een veel voorkomende combinatie. Wanneer deze twee stoffen worden gecombineerd, ontstaan ​​dikke gekristalliseerde "nylonzouten". Deze zijn algemeen bekend als nylon 6, 6 of gewoon 6-6 . De naam is gebaseerd op het aantal koolstofatomen tussen de twee zuurgroepen en de twee aminegroepen.

Dit materiaal kan ook op een andere manier chemisch ontstaan, namelijk door dezelfde moleculen in een andere structuur te gieten. Bij deze alternatieve methode bevinden de zure moleculen zich allemaal aan het ene uiteinde van de structuur en de aminemoleculen allemaal aan het andere. Deze verbinding wordt vervolgens gecombineerd tot een keten van koolstofatomen. In beide gevallen moeten de resulterende kristallen worden geweekt in water om ze op te lossen, vervolgens aangezuurd en verwarmd om een ​​ketting te creëren die op chemisch niveau bijna onbreekbaar is.

Verwarmen en centrifugeren

Fabrikanten gebruiken meestal een speciaal ontworpen machine om de polymeren op de juiste temperatuur te krijgen, combineren de moleculen vervolgens om een ​​gesmolten substantie te vormen die in een spindop wordt geperst, deze in dunne strengen scheidt en voor de eerste keer aan lucht blootstelt. De lucht zorgt ervoor dat de strengen onmiddellijk hard worden en als ze eenmaal hard zijn, kunnen ze op klossen worden gewikkeld. De vezels worden uitgerekt om sterkte en elasticiteit te creëren, wat een van de belangrijkste voordelen van het materiaal is.

Vanaf hier worden de filamenten afgewikkeld en vervolgens teruggespoeld op een andere, kleinere spoel. Dit proces heet tekenen en wordt gebruikt om de moleculen uit te lijnen in een parallelle structuur. De strengen die het resultaat zijn, zijn multifunctionele draden die voor verschillende doeleinden kunnen worden gebruikt. Ze kunnen worden geweven of gebonden zoals ze zijn, of ze kunnen worden gecombineerd en verder gesmolten.

Productieproces

Nadat het materiaal op de kleinere spoel is gewikkeld, is het klaar om te worden omgezet in het product dat het moet worden. Vanuit technisch oogpunt is het op dit moment nylon, maar niet in een vorm die de consument zou herkennen, en het moet meestal meer worden verfijnd om bruikbaar te zijn op de markt.

De meeste producten worden gemaakt door de filamenten aan elkaar te weven of te versmelten. Wat betreft materialen en synthetische stoffen, hoe strakker het weefsel, hoe sterker en waterbestendiger het materiaal zal zijn; voor kunststoffen en andere hardgevormde artikelen geldt:hoe hoger de smelttemperatuur, hoe naadlooser en glanzender het eindproduct. Touwen en koorden zijn meestal afhankelijk van ingewikkeld draaien en samensmelten, en de meeste bestaan ​​eigenlijk uit honderden, zo niet duizenden afzonderlijke strengen die aan elkaar zijn gebonden om een ​​zeer sterk eindproduct te creëren.

Nylon kan ook worden gemengd met andere vezels om combinatiematerialen te creëren. In combinatie met katoen ontstaat er een veerkrachtige stof die zijn vorm behoudt maar zacht aanvoelt. Het kan ook in patronen worden geweven om de sterkte te versterken, het uiterlijk te verbeteren of aan andere ontwerpvereisten te voldoen. In de industrie en bij militair gebruik kan het in mallen worden gegoten en worden gebruikt voor machineonderdelen, loopvlakken van banden en voedselopslagcontainers, afzonderlijk of in combinatie met andere kunststoffen en synthetische materialen.

Geschiedenis

Dit soort producten werden voor het eerst populair aan het begin van de Tweede Wereldoorlog als een goedkoper en efficiënter alternatief voor zijde en geweven hennep, beide de standaard parachutematerialen van die tijd. Het was ook nuttig in de oorlogsinspanning als het ging om de productie van banden; banden gemaakt van chemisch gebonden polymeren waren doorgaans duurzamer en minder gevoelig voor slijtage dan banden gemaakt van standaard rubber.

Sinds die tijd heeft het materiaal een scala aan alledaags gebruik gevonden, hoewel het nog steeds gebruikelijk is in een aantal industriële en militaire inspanningen. Synthetische kleding is op veel plaatsen erg populair, vooral voor sport; met een lichter weefsel is het ook de standaard in kousen en kousen. Het wordt gebruikt in touwen en koorden, en in allerlei schoenen en accessoires; zijn waterafvoerende eigenschappen maken het ook populair voor gebruik in dingen die zo verschillend zijn als paraplu's en synthetische wollen truien. Hoewel deze producten vanaf het begin allemaal heel anders lijken, is de manier waarop ze worden gemaakt - althans in het begin - meestal vrij uniform.

Milieuproblemen

Het fabricageproces is niet alleen enigszins complex, maar heeft ook een aantal milieuproblemen met zich meegebracht. Veel producenten gebruiken ruwe olie om de polymeren te isoleren, wat kan leiden tot uitputting van fossiele brandstoffen en milieuvervuiling door afvoer. Bij de chemische productie van adipinezuur ontstaat ook vaak lachgas, een bekend broeikasgas, als bijproduct. Dit gas kan de ozonlaag aantasten en de luchtvervuiling in de hand werken.