Wie wird Nylon hergestellt?

Nylon wird durch einen komplexen zweistufigen chemischen und Herstellungsprozess hergestellt, der zuerst die starken Polymere der Faser erzeugt und sie dann zu einer haltbaren Faser zusammenbindet. Der Begriff wird allgemein verwendet, um sich auf eine breite Palette von Polyamiden oder synthetischen Polymeren zu beziehen, und umfasst eine Reihe von oft sehr unterschiedlichen Produkten. Kleidung, Seile, mechanische Hartplastikteile, Fallschirmabdeckungen und Reifen sind alles Beispiele für das synthetische Material in Aktion. In den meisten Fällen die Fertigung Der Prozess ist für diese verschiedenen Artikel unterschiedlich, aber die Chemikalie ein Teil ihrer Entstehung neigt dazu, sehr ähnlich zu sein.

Polymerisation

Das erste, was der Hersteller tun muss, ist, zwei Sätze von Molekülen zu kombinieren. Ein Satz hat an jedem Ende eine Säuregruppe und der andere Satz hat an jedem Ende eine Amingruppe, die aus basischen organischen Verbindungen besteht. Es gibt einen gewissen Spielraum für Variationen, aber die Verwendung von Hexamethylendiamin-Monomeren und Adipinsäure ist eine übliche Kombination. Wenn diese beiden Substanzen kombiniert werden, entstehen dick kristallisierte „Nylonsalze“. Diese sind allgemein als Nylon 6, 6 bekannt oder einfach 6-6 . Der Name basiert auf der Anzahl der Kohlenstoffatome zwischen den beiden Säuregruppen und den beiden Amingruppen.

Dieses Material kann auch auf andere Weise chemisch hergestellt werden, nämlich indem dieselben Moleküle in eine andere Struktur geformt werden. Bei diesem alternativen Verfahren befinden sich die Säuremoleküle alle an einem Ende der Struktur und die Aminmoleküle alle am anderen. Diese Verbindung wird dann zu einer Kette von Kohlenstoffatomen kombiniert. In jedem Fall müssen die resultierenden Kristalle in Wasser eingeweicht werden, um sie aufzulösen, dann angesäuert und erhitzt werden, um eine Kette zu bilden, die auf chemischer Ebene nahezu unzerbrechlich ist.

Erhitzen und Schleudern

Hersteller verwenden normalerweise eine speziell entwickelte Maschine, um die Polymere auf die richtige Temperatur zu erhitzen, kombinieren dann die Moleküle, um eine geschmolzene Substanz zu bilden, die in eine Spinndüse gedrückt wird, sie in dünne Stränge trennt und sie zum ersten Mal der Luft aussetzt. Durch die Luft härten die Stränge sofort aus, und wenn sie hart sind, können sie auf Spulen gewickelt werden. Die Fasern werden gedehnt, um Festigkeit und Elastizität zu erzeugen, was einer der Hauptvorteile des Materials ist.

Von hier aus werden die Filamente abgewickelt und dann auf eine andere, kleinere Spule zurückgespult. Dieser Vorgang wird Zeichnen genannt und wird verwendet, um die Moleküle in einer parallelen Struktur auszurichten. Die resultierenden Stränge sind Mehrzweckfäden, die für eine Vielzahl unterschiedlicher Zwecke verwendet werden können. Sie können so wie sie sind gewebt oder gebunden werden, oder sie können kombiniert und weiter geschmolzen werden.

Herstellungsprozess

Nachdem das Material auf die kleinere Spule gewickelt wurde, kann es in jedes Produkt umgewandelt werden, das es werden soll. Aus technischer Sicht ist es an dieser Stelle Nylon, aber nicht in irgendeiner Form, die Verbraucher erkennen würden, und es muss normalerweise weiter veredelt werden, damit es auf dem Markt nützlich ist.

Die meisten Produkte werden durch Weben oder Verschmelzen der Filamente hergestellt. Bei Materialien und synthetischen Stoffen gilt:je dichter die Webart, desto stärker und wasserabweisender ist das Material; Für Kunststoffe und andere harte Formteile gilt:Je heißer die Schmelztemperaturen sind, desto nahtloser und glänzender ist das Endprodukt. Seile und Schnüre hängen normalerweise von komplexem Verdrillen und Verschmelzen ab, und die meisten bestehen tatsächlich aus Hunderten, wenn nicht Tausenden von einzelnen Strängen, die miteinander verbunden sind, um ein sehr robustes Endprodukt zu schaffen.

Nylon kann auch mit anderen Fasern gemischt werden, um Kombinationsmaterialien herzustellen. In Kombination mit Baumwolle entsteht ein elastischer Stoff, der seine Form behält, sich aber weich anfühlt. Es kann auch zu Mustern gewebt werden, um die Festigkeit zu verstärken, das Aussehen zu verbessern oder andere Designanforderungen zu erfüllen. In Industrie und Militär kann es in Formen gegossen und für Maschinenteile, Reifenlaufflächen und Lebensmittelbehälter verwendet werden, entweder isoliert oder in Kombination mit anderen Kunststoffen und synthetischen Materialien.

Geschichte

Diese Art von Produkten wurde erstmals zu Beginn des Zweiten Weltkriegs als kostengünstigere und effizientere Alternative zu Seide und gewebtem Hanf populär, die beide die Standardmaterialien für Fallschirme der damaligen Zeit waren. Es war auch in den Kriegsanstrengungen nützlich, wenn es um die Reifenproduktion ging; Reifen aus chemisch gebundenen Polymeren waren tendenziell haltbarer und weniger verschleißanfällig als solche aus Standardgummi.

Seit dieser Zeit hat das Material eine Reihe von alltäglichen Anwendungen gefunden, obwohl es immer noch in einer Reihe von industriellen und militärischen Unternehmungen üblich ist. Synthetische Kleidung ist vielerorts sehr beliebt, insbesondere beim Sport; Mit einer leichteren Webart ist es auch der Standard bei Strümpfen und Strumpfwaren. Es wird in Seilen und Kordeln sowie in allen Arten von Schuhen und Accessoires verwendet. Seine wasserableitenden Eigenschaften machen es auch für so unterschiedliche Dinge wie Regenschirme und synthetische Wollpullover beliebt. Obwohl diese Produkte von Anfang an alle sehr unterschiedlich erscheinen, ist ihre Herstellung – zumindest am Anfang – normalerweise ziemlich einheitlich.

Umweltbedenken

Der Herstellungsprozess ist nicht nur etwas komplex, sondern hat auch eine Reihe von Umweltbedenken aufgeworfen. Viele Hersteller verwenden Rohöl, um die Polymere zu isolieren, was zur Erschöpfung fossiler Brennstoffe und Umweltverschmutzung durch Abfluss führen kann. Bei der chemischen Herstellung von Adipinsäure entsteht zudem häufig als Nebenprodukt Lachgas, ein bekanntes Treibhausgas. Dieses Gas hat das Potenzial, die Ozonschicht zu erodieren und die Luftverschmutzung zu fördern.