ナイロンはどのように作られるの?

ナイロンは、最初に繊維の強力なポリマーを作成し、次にそれらを結合して耐久性のある繊維を作成する、複雑な 2 段階の化学および製造プロセスを経て作られます。この用語は一般に、幅広いポリアミドまたは合成ポリマーを指すために使用され、多くの場合非常に異なる製品の範囲を包含しています。衣類、ロープ、硬質プラスチックの機械部品、パラシュートのカバー、タイヤなどはすべて合成素材の使用例です。ほとんどの場合、製造 プロセスはこれらのアイテムごとに異なりますが、化学 彼らの創造の一部は非常に似ている傾向があります。

重合

製造業者が最初にしなければならないことは、2 組の分子を結合することです。一方のセットは両端に酸基があり、もう一方のセットは両端に塩基性有機化合物で構成されるアミン基があります。変更の余地はありますが、ヘキサメチレンジアミンモノマーとアジピン酸を使用するのが一般的な組み合わせです。これら2つの物質が結合すると、厚い結晶化した「ナイロン塩」が生じます。これらは一般に ナイロン 6、6 として知られています。 または単純に 6-6 .名前は、2 つの酸基と 2 つのアミン基の間の炭素原子の数に基づいています。

この材料は、化学的に別の方法で作成することもできます。つまり、同じ分子を別の構造に成形することです。この別の方法では、酸性分子はすべて構造の一方の端にあり、アミン分子はすべて他方の端にあります。この化合物は、炭素原子の鎖に結合されます。いずれの場合も、結果として生じる結晶を水に浸して溶解し、次に酸性化および加熱して、化学レベルでほとんど壊れない鎖を作成する必要があります.

加熱と紡績

メーカーは通常、特別に設計された機械を使用してポリマーを適切な温度に加熱し、分子を結合して溶融物質を形成し、それを紡糸口金に押し込んで細いストランドに分離し、初めて空気にさらします。ストランドは空気によってすぐに硬化し、固まったらボビンに巻くことができます。繊維を伸ばすことで、強度と弾力性が生まれます。これは、この素材の主な利点の 1 つです。

ここからフィラメントが巻き戻され、別の小さなスプールに巻き戻されます。このプロセスは描画と呼ばれます 分子を平行構造に整列させるために使用されます。得られたストランドは、さまざまな目的に使用できる多目的スレッドです。そのまま織ったり、結んだり、組み合わせたり、さらに溶かしたり。

製造工程

材料が小さなスプールに巻き取られると、どんな製品になるかを決める準備が整います。技術的な観点からは、現時点ではナイロンですが、消費者が認識できる形ではなく、通常、市場で役立つようにするにはさらに精製する必要があります.

ほとんどの製品は、フィラメントを織り合わせたり融合させたりして作られています。素材と合成繊維に関して言えば、織り目がきつくなればなるほど、素材の強度と耐水性が高まります。プラスチックやその他の硬質成形品の場合、溶融温度が高いほど、最終製品はシームレスで光沢があります。ロープとコードは通常、複雑な撚りと融合に依存しており、実際にはほとんどが、非常に丈夫な最終製品を作成するために、数千とは言わないまでも数百の個々のストランドで構成されています.

ナイロンは、他の繊維と混合して複合材料を作成することもできます。綿と組み合わせると、型くずれしにくいのに肌触りの良い弾力性のある生地になります。また、強度を強化したり、外観を改善したり、その他の設計要件を満たすために、パターンに織り込むこともできます。産業および軍事用途では、金型に流し込み、単独で、または他のプラスチックや合成材料と組み合わせて、機械部品、タイヤのトレッド、および食品貯蔵容器に使用できます。

歴史

この種の製品は、第二次世界大戦の始まりに、当時の標準的なパラシュート素材であった絹や織物麻に代わる安価で効率的な代替品として最初に普及しました.タイヤの生産に関しては、戦争の努力にも役立ちました。化学的に結合したポリマーで作られたタイヤは、標準のゴムで作られたタイヤよりも耐久性が高く、摩耗しにくい傾向がありました.

それ以来、この素材はさまざまな日常的な用途に使用されていますが、多くの産業や軍事活動ではまだ一般的です.化繊の衣類は多くの場所で、特にスポーツで非常に人気があります。より軽い織りで、ストッキングや靴下の標準でもあります.ロープやコード、あらゆる種類の靴やアクセサリーに使用されています。その吸水特性により、傘や合成ウールのセーターなど、さまざまなものでの使用も人気があります。これらの製品はすべて最初からまったく異なっているように見えますが、それらがどのように作られているか (少なくとも最初は) は通常、かなり均一です。

環境問題

やや複雑であることに加えて、製造プロセスは多くの環境問題も引き起こしています。多くの生産者は原油を使用してポリマーを分離していますが、これは化石燃料の枯渇や流出による環境汚染につながる可能性があります。アジピン酸の化学的生産はまた、既知の温室効果ガスである亜酸化窒素を副産物として頻繁に生成します。このガスは、オゾン層を侵食し、大気汚染を促進する可能性があります。