در این مقاله از سایت چاپم کن به بررسی مواد اولیه در تولید نایلون می پردازیم. اولین الیافی که بشر آن را ساخت، نایلون می باشد. نایلون زمانی به وجود آمد که دانشمندان تلاش می کردن دریابن که چرا و چگونه بعضی از ملکول ها به یکدیگر پیوند می خورند و ملکولهای بزرگتر مانند ملکولهای پنبه و کائوچو را به وجود می آوردند. نایلون گونه‌ای پلیمر ترکیبی و پلی آمید است که نخستین بار در ۲۸ فوریه ۱۹۳۵ توسط والاس کاروترز در مرکز پژوهش دوپونت ساخته شد. نایلون یکی از پرکاربردترین پلیمرها در عموم است.
نایلون چیست ؟
نایلون گونه‌ای از گرمانرم است که از مواد نرم ساخته شده‌است. نخستین کاربری‌های تجاری از نایلون در ساختن برس مسواک (۱۹۳۸) و جوراب زنانه (۱۹۴۰) بود. این مواد از واحدهای تکرارشونده که با پیوند پپتاید (یا پیوند شیمیایی آمید) به یکدیگر پیوند یافته‌اند، تشکیل شده و نوعی پلیامید است. نایلون نخستین پلیمر ترکیبی موفق در بازرگانی است.
نایلون یکی از مهم ترین اکتشافات قرن بیستم به شمار می رود. این ماده شیمیایی یکی از محکم ترین، مقاوم ترین و انعطاف پذیرترین موادی است که امروزه در اختیار داریم. نایلون از مواد مختلفی مثل زغال سنگ، نفت خام، آب، گاز طبیعی، هوا و فرآورده های جانبی کشاورزی تهیه می شود.
نایلون توسط گروهی از دانشمندان و به ریاست یک شیمیدان آمریکایی به نام دکتر والاس اچ. کاروترز اختراع شد. دکتر کاروترز آزمایش در این زمینه را در دهه ۱۹۲۰ میلادی آغاز کرد و در سال ۱۹۳۵ میلادی موفق به تولید اولین قطعه نایلونی شد. اولین لباس نایلونی نیز در سال ۱۹۳۷ میلادی ساخته شد.
هدف از ساخت نایلون آن بود که چون در دوران جنگ جهانی دوم، ابریشم کمیاب شده بود، نایلون جایگزین ترکیبی ابریشم شود و بتوان چیزهایی را که با ابریشم ساخته می‌شد با این ماده ساخت؛ این ماده در آن دوران در ساخت برخی وسایل نظامی چون چتر نجات، جلقه توپ‌خانه ضدهوایی و تایرهای بسیاری از انواع خودروهای نظامی بکار رفت. نایلون ۶ و نایلون ۶٬۶ مهم‌ترین پلی آمید می‌باشند که در صنعت نساجی و در تولید فرش و موکت نیز کاربرد دارد. که نایلون بسته بندی هم جزوی از آن است.
مواد اولیه در تولید نایلون | نایلون چگونه ساخته شد؟
نایلون از دو ترکیب شیمیایی به نام های اسید ادیپیک و هگزا متیلن دی آمین ساخته می شود. هگزا متیلن دی آمین از کربن، نیتروژن و هیدروژن تشکیل شده است. اسید ادیپیک دارای کربن، هیدروژن و اکسیژن است. هر یک از این مواد دارای شش اتم کربن هستند. به نایلونی که توسط این مواد تولید می شود، نایلون ۶-۶ می گویند.
در کارخانه از ترکیب این ماده شیمیایی، ترکیبی بدست می آید که محلول حاصل از آن را در یک دستگاه گرم کننده قرار می دهند. در این دستگاه محلول تحت فشار حرارت داده می شود. به این ترتیب آب آن جدا می شود و از اتصال مولکول های کوچک، مولکول های درشت تری به وجود می آید. به این روش پلیمریزاسیون می گویند.
نایلون پس از ساخته شدن، در ماشین های مخصوص ذوب می شود و به شکل رشته نایلونی از ماشین بیرون می آید. سپس رشته نایلونی سرد و به قطعات کوچکتر تقسیم می شود. برای تهیه الیاف نایلونی، قطعات نایلون را ذوب می کنند و از منافذ باریک یک قالب فلزی به نام نخ ریس عبور می دهند. تارهای ظریف و مذاب نایلون پس از خروج از نخ ریس در اثر تماس با هوا سخت می شوند و به صورت الیاف نایلونی در می آیند.
پس از آن، الیاف به دور قرقره های مخصوص پیچیده می شوند. در این مرحله، الیاف نایلونی هنوز برای بافته شدن آماده نیستند و باید تحت کشش قرار بگیرند. برای این کار، الیاف نایلونی را از میان دو غلتک عبور می دهند. کشش الیاف نایلونی باعث می شود که مولکول های زنجیره ای که به صورت نامرتب پراکنده شده اند، در طول رشته های نایلونی کشیده و مرتب شوند. در نتیجه، مولکول ها به هم می چسبند و یک رشته نایلونی محکم بدست می آید.
الیاف نایلونی، بسیار بادوام هستند و در برابر پوسیدگی، فرسودگی، مواد پاک کننده و انواع روغن ها مقاوم هستند. نایلون، آب کمی به خود جذب می کند و در برابر کشش نیز مقاوم است. نایلون می تواند درجه حرارت زیاد را تحمل کند. به علاوه، بسیاری از مواد شیمیایی بر آن تاثیر نمی گذارند.
نایلون موارد استفاده زیادی دارد. از آن در ساخت انواع چتر نجات، طناب، تور ماهیگیری، البسه، برس، اسباب بازی، کفپوش، قطعات کوچک ماشین آلات و… استفاده می شود. امروزه نایلون و پلاستیک های مشابه، استانداردهای جدیدی از استحکام و دوام مواد غیر فلزی را ارائه داده اند.
انواع نایلون ها :
غیر از نایلون ۶ و نایلون ۶۶ که در صنعت نساجی به صورت لیف مصرف می‌شوند، نایلون‌های دیگر نیز عرضه شده‌اند که اغلب آن‌ها در مراحل اولیه تولید خود می‌باشند یا به علت گرانی مواد اولیه در سطح تجارتی تولید نمی‌شوند. مهم‌ترین آن‌ها عبارتند از:
- نایلون ۱: از پلیمریزاسیون برخی از منوایزوسیانات‌ها در حرارت ۱۰۰–۱۲۰ درجه سانتی‌گراد در محلول دی‌متیل فرم‌آمید و در حضور کاتالیزورهای آنیونیک بدست می‌آید.
- نایلون ۲: از دو روش بدست می‌آید:
- از حرارت دادن گلاسین آمید به مدت ۲۰ ساعت در حرارت ۱۰۰ درجه در مخزن بسته
- از ترکیب انیدروکربوکسی گلایسین با آب
- نایلون ۳: از پلیمریزاسیون اکریل آمید. از این پلیمر در سطح تجاری لیف تهیه نشده‌است؛ ولی دارای خواص مناسب است.
- دی‌متیل نایلون ۳: از پللیمریزاسیون Dimethyl Azetidin-2-one و۴ بدست می‌آید. روش تهیه آن مانند نایلون ۶ است.
- نایلون ۴: از پلیمریزاسیون ۲-پیرولیدین بدست می‌آید. به دلیل بالا بودن دمای ذوب لازم است به طریق مرطوب ریسیده شود. جذب رطوبت آن همانند پنبه می‌باشد، در صورتی‌که در سطح تجارتی تهیه شود می‌تواند با نایلون ۶ و نایلون ۶۶ رقابت کند.
- نایلون ۵: به علت مشکلات پلیمریزاسیون و حلقوی شدن آن جهت تهیه الیاف، به صورت آزمایشی نیز تهیه و مورد استفاده فرار نگرفته‌است.
- نایلون ۷: یا ENANT از پلیمریزاسیون اسید هپتانوئیک لاکتم یا اسید انانتیک بدست می‌آید.
- نایلون ۱۱ یا ریلسان
- نایلون T-6: از پلیمریزاسیون تراکمی هگزامتیلن دی‌آمین و ترفتالیک اسید بدست می‌آید، یعنی نصف آروماتیک و نصف آلیفاتیک می‌باشد. یکی از منومرهای تشکیل دهنده آن از نایلون ۶۶ و منومر دیگر آن از پلی استر گرفته شده‌است.
- نومکس Nomex: این پلیمر از متراکم شدن متا-فنیلن دی‌آمین با ایزوفتالیک اسید بدست می‌آید. قدرت لیف آن ۳٫۶ گرم بر دنیر و ازدیاد طول تا حد پارگی‌اش ۲۳ درصد می‌باشد.
تفاوت نایلون و نایلکس در صنعت :
یکی از بیشترین سوالاتی که توسط اکثر سفارش دهنده ها پرسیده می شود این می باشد که تفاوت نایلون و نایلکس در چیست یا اصلا تفاوتی وجود دارد؟ پیش از جواب دادن به این سوال بهتر است هریک را را به صورت جداگانه تعریف کنیم.
همانطور که مشخص شد بین نایلون و نایلکس تفاوت‌هایی وجود دارد اما این تفاوت فقط به مواد سازنده‌ی اولیه محدود نمی‌شود. نایلون و نایلکس علاوه بر مواد اولیه در ظاهر و مصرف نیز باهم تفاوت‌هایی دارند.
تفاوت نایلون با نایلکس در مواد تشکیل دهنده‌ی آنهاست. در نایلون مواد از پلیاتیلن سبک تشکیل شده است در حالی که مواد اولیه ی نایلکس بر خلاف نایلون، دارای پلی اتیلنسنگین می‌باشند. البته این نکته نیز قابل ذکر است که تمامی مواد تشکیل دهنده‌ی نایلکس از جنس پلی اتیلن سنگین نمی‌باشند و حدود ٪۸۰ آن سنگین است و ٪۲۰ باقی مانده آن ساخته شده از پلی اتیلن سبک می‌باشد. دلیلی که این ترکیب برای تولید و ساخت نایلکس انتخاب شده این است که به نایلکس شفافیت، نرمی، دوخت پذیری بالاو … بدهد.
فرق اصلی در شکل ظاهری نایلون و نایلکس این است که نایلون نسبت به نایلکس از نرمی،انعطاف پذیری، شفافیت وبراقی بیشتری برخوردار است. در حالی که شکل ظاهری نایلکس به صورت خشک و مات است. نایلکس را می توان در ضخامت های بسیار نازک تولید کرد در حالی که نایلون این قابلیت را ندارد.
یکی از عمده ترین سوالاتی که ذهن افراد را به خود درگیر کرده است این می باشد که آیا می توان به راحتی نایلون و نایلکس را از یک دیگر تشخیص داد؟
باید بگوییم بله می‌شود . به راحتی می توانید با لمس و اندکی دقت و توجه این دو الیاف مصنوعی را از یک دیگر تشخیص دهید. اگر پلاستیک نرمی را در دست گرفتید و مچاله کردید، اگر از خود صدای کمی را تولید کرد می توان تشخیص داد که این پلاستیک نایلون می‌باشد در حالی که هنگام مچاله کردن نایلکس صدا می‌دهد و یا به اصطلاح دارای صدای خش خش است.
