Het Productieproces Van Nylon: Van Polymeren Tot Duurzame Vezels

Nylon wordt gemaakt via een complexe tweestaps chemisch en productieproces dat eerst de sterke polymeren van het vezel creëert, deze daarna samenbindt tot een duurzaam vezel. De term wordt vaak gebruikt voor een brede reeks polyamiden, of synthetische polymeren, en omvat een scala aan vaak zeer verschillende producten. Kleding, touw, harde plastic mechanische onderdelen, parachutekleden en banden zijn allemaal voorbeelden van het synthetische materiaal in actie. In de meeste gevallen verschilt het productieproces voor deze verschillende items, maar het chemische deel van hun creatie is meestal erg gelijk.

Polymerisatie

De fabrikant moet eerst twee sets moleculen combineren. Één set heeft een zuurgroep aan beide uiteinden, de andere een aminegroep, opgebouwd uit basale organische verbindingen, aan beide uiteinden. Er is ruimte voor variatie, maar een veelvoorkomende combinatie is hexametheen diamine monomeren en adipezuur. Wanneer deze twee stoffen gecombineerd worden, ontstaat dik, gekristalliseerd 'nylonzout'. Dit staat bekend als nylon 6,6 of simpelweg 6-6. De naam is gebaseerd op het aantal koolstofatomen tussen de twee zuurgroepen en de twee aminegroepen.

Deze stof kan ook op een andere chemische manier worden gecreëerd, namelijk door dezelfde moleculen in een andere structuur te vorm. In deze alternatieve methode zitten de zuurstoffen allemaal aan het ene uiteinde van de structuur, en de aminegroepen aan het andere. Deze verbinding wordt dan gecombineerd tot een keten van koolstofatomen. In beide gevallen moeten de resulterende kristallen in water worden geweek om op te lossen, daarna gezuurd en verhit om een keten te creëren die op chemisch niveau bijna onbreekbaar is.

Verhitten en Spinnen

Fabrikanten gebruiken meestal een speciaal ontworpen machine om de polymeren op de juiste temperatuur te verhitten, de moleculen te combineren tot een vloeistof die gedwongen wordt door een spinneret, wat het uiteen scheidt in dunne draden en het voor de eerste keer aan de lucht blootstelt. De lucht zorgt ervoor dat de draden onmiddellijk harden, en zodra ze hard zijn kunnen ze op bobbins worden opgewonden. De vezels worden gerekt om kracht en elasticiteit te creëren, een van de hoofdvoordelen van het materiaal.

Vanaf hier worden de filamenten afgewonden en opnieuw op een kleinere spoel opgewonden. Dit proces heet trekken en wordt gebruikt om de moleculen in een parallelle structuur uit te lijnen. De resulterende draden zijn veelzijdige draden die voor diverse doeleinden gebruikt kunnen worden. Ze kunnen zoals ze zijn geweven of gebonden, of gecombineerd en verder gesmolten.

Productieproces

Nadat het materiaal op de kleinere spoel is opgewonden, is het klaar om omgezet te worden in het eindproduct. Technisch gezien is het op dit moment nylon, maar niet in een vorm die consumenten herkennen, en het heeft meestal nog verdere verfijning nodig om marktgereed te zijn.

De meeste producten worden gecreëerd door de filamenten te weven of te smelten. Bij materialen en synthetische stoffen geldt: hoe strakker de weef, des te sterker en waterbestendiger het materiaal; bij plastic en andere harde gegoten items, hoe hoger de smelttemperaturen, des te naadlozer en glanzender het eindproduct. Touwen en koorden zijn afhankelijk van complexe vlechten en smelten, en bestaan vaak uit honderden tot duizenden individuele draden die samengebonden worden tot een zeer zwaar eindproduct.

Nylon kan ook met andere vezels gecombineerd worden om combinatiematerialen te creëren. Gecombineerd met katoen levert het een veerkrachtig type stof dat zijn vorm behoudt maar zacht aanvoelt. Het kan ook in patronen geweven worden om kracht te versterken, uiterlijk te verbeteren of andere ontwerpseisen te voldoen. In industrie en militair gebruik kan het in vervormen gegoten worden voor machineonderdelen, bandenloop en voedselopbergbakken, hetzij geïsoleerd, hetzij in combinatie met andere kunststoffen en synthetische materialen.

Geschiedenis

Deze producten werden populair aan het begin van de Tweede Wereldoorlog als goedkopere en efficiëntere alternatieve voor zijde en geweven hennep, de standaard parachutematerialen van die tijd. Het was ook nuttig in de oorlogsinspanning voor bandenproductie; banden van chemisch gebonden polymeren bleken duurzamer en minder slijtgevoelig dan standaard rubber banden.

Sindsdien heeft het materiaal een reeks alledaagse toepassingen gevonden, hoewel het nog steeds veelvoorkomend is in industrie en militair gebruik. Synthetische kleding is populair, met name voor sport; met een lichtere weef is het de standaard in kousen en lingerie. Het wordt gebruikt in touwen, en in allerlei schoenen en accessoires; zijn vocht-afstotende eigenschappen maken het populair voor zaken zo uiteenlopend als paraplu's en synthetische woltrui's. Hoewel deze producten allemaal erg verschillend lijken, is hun productie – tenminste in het begin – meestal tamelijk uniform.

Milieukwesties

Naast complex, heeft het productieproces ook milieukwesties opgeworpen. Veel producenten gebruiken ruwe olie om de polymeren te isoleren, wat kan leiden tot uitputting van fossiele brandstoffen en milieverontreiniging door afloop. De chemische productie van adipezuur creëert ook vaak lachgas, een bekende broeikasgas, als bijproduct. Dit gas kan de ozonlaag aantasten en luchtverontreiniging bevorderen.