Nailonas gaminamas taikant sudėtingą dviejų etapų cheminį ir gamybos procesą, kurio metu pirmiausia sukuriami stiprūs pluošto polimerai, o paskui juos sujungiama, kad būtų sukurtas patvarus pluoštas. Šis terminas dažniausiai vartojamas kalbant apie platų poliamidų arba sintetinių polimerų asortimentą ir apima daugybę dažnai labai skirtingų gaminių. Drabužiai, virvės, kieto plastiko mechaninės dalys, parašiutų dangos ir padangos yra sintetinės medžiagos pavyzdžiai. Daugeliu atvejų šių skirtingų gaminių gamybos procesas skiriasi, tačiau cheminė jų kūrimo dalis yra labai panaši.
Polimerizacija
Pirmas dalykas, kurį gamintojas turi padaryti, yra sujungti du molekulių rinkinius. Vieno rinkinio kiekviename gale yra rūgšties grupė, o kito rinkinio kiekviename gale yra amino grupė, sudaryta iš bazinių organinių junginių. Yra keletas variantų, tačiau heksametilendiamino monomerų ir adipo rūgšties naudojimas yra įprastas derinys. Sujungus šias dvi medžiagas, susidaro tirštos kristalizuotos „nailono druskos“. Jie paprastai žinomi kaip nailonas 6, 6 arba tiesiog 6-6. Pavadinimas pagrįstas anglies atomų skaičiumi tarp dviejų rūgščių grupių ir dviejų aminų grupių.
Šią medžiagą chemiškai galima sukurti ir kitaip, būtent formuojant tas pačias molekules į skirtingą struktūrą. Taikant šį alternatyvų metodą, visos rūgštinės molekulės yra viename struktūros gale, o amino molekulės yra kitame. Tada šis junginys sujungiamas į anglies atomų grandinę. Bet kuriuo atveju susidariusius kristalus reikia mirkyti vandenyje, kad jie ištirptų, tada parūgštinti ir pakaitinti, kad susidarytų grandinė, kuri cheminiu lygmeniu beveik nenutrūksta.
Šildymas ir sukimas
Gamintojai paprastai naudoja specialiai sukurtą aparatą, kad polimerai būtų įkaitinti iki reikiamos temperatūros, tada sujungia molekules, kad susidarytų išlydyta medžiaga, kuri suverčiama į suktuką, padalijant ją į plonas sruogas ir pirmą kartą veikiant orui. Dėl oro sruogos iš karto sukietėja, o kai jos yra kietos, jas galima suvynioti ant ritelių. Pluoštai ištempti, kad būtų tvirtumas ir elastingumas, o tai yra vienas iš pagrindinių medžiagos privalumų.
Iš čia gijos išvyniojamos ir pervyniojamos ant kitos, mažesnės ritės. Šis procesas vadinamas piešimu ir naudojamas molekulėms sulyginti į lygiagrečią struktūrą. Gautos sruogos yra daugiafunkciniai siūlai, kurie gali būti naudojami įvairiems tikslams. Jie gali būti austi arba surišti tokie, kokie yra, arba gali būti derinami ir toliau lydomi.
Gamybos procesas
Suvyniojus medžiagą ant mažesnės ritės, ji yra paruošta paversti bet kokiu gaminiu, kuriuo jai lemta tapti. Techniniu požiūriu tai šiuo metu yra nailonas, bet ne jokia forma, kurią atpažintų vartotojai, ir paprastai jį reikia labiau patobulinti, kad jis būtų naudingas rinkoje.
Dauguma gaminių sukuriami audžiant arba suliejant siūlus. Kalbant apie medžiagas ir sintetinius audinius, kuo tankesnis pynimas, tuo medžiaga bus tvirtesnė ir atsparesnė vandeniui; plastikams ir kitiems kietiems liejiniams gaminiams, kuo aukštesnė lydymosi temperatūra, tuo vientisesnis ir blizgesnis galutinis produktas. Virvės ir virvelės paprastai priklauso nuo sudėtingo sukimo ir suliejimo, o daugumą jų sudaro šimtai, jei ne tūkstančiai atskirų gijų, sujungtų kartu, kad būtų sukurtas labai tvirtas galutinis produktas.
Nailonas taip pat gali būti maišomas su kitais pluoštais, kad būtų sukurtos kombinuotos medžiagos. Sujungus su medvilne, gaunamas tamprus audinys, kuris išlaiko formą, bet yra minkštas liesti. Jis taip pat gali būti įaustas į raštus, kad sustiprintų stiprumą, pagerintų išvaizdą ar atitiktų kitus dizaino reikalavimus. Pramonėje ir kariniais tikslais jis gali būti pilamas į formas ir naudojamas mašinų dalims, padangų protektoriams ir maisto laikymo talpykloms atskirai arba kartu su kitais plastikais ir sintetinėmis medžiagomis.
Istorija
Tokio tipo gaminiai pirmą kartą išpopuliarėjo Antrojo pasaulinio karo aušroje kaip pigesnė ir efektyvesnė alternatyva šilkui ir austoms kanapėms, kurios abi buvo standartinės to meto parašiutų medžiagos. Jis taip pat buvo naudingas karo pastangose, kai buvo kalbama apie padangų gamybą; padangos, pagamintos iš chemiškai surištų polimerų, buvo patvaresnės ir mažiau dėvisi nei pagamintos iš standartinės gumos.
Nuo to laiko medžiaga buvo plačiai naudojama kasdien, nors ji vis dar yra įprasta daugelyje pramonės ir karinių pastangų. Sintetiniai drabužiai yra labai populiarūs daugelyje vietų, ypač sportuojant; lengvesnio pynimo tai taip pat yra kojinių ir trikotažo standartas. Jis naudojamas virvėms ir virvėms, taip pat visų rūšių batams ir aksesuarams; Dėl vandens sugeriančių savybių jis taip pat populiarus naudoti įvairiuose dalykuose, kaip skėčiai ir sintetinės vilnos megztiniai. Nors iš pat pradžių visi šie gaminiai atrodo labai skirtingi, jų gamybos būdas – bent jau pradžioje – paprastai yra gana vienodas.
Aplinkosaugos problemos
Be to, kad gamybos procesas yra gana sudėtingas, jis taip pat sukėlė daug problemų dėl aplinkosaugos. Daugelis gamintojų polimerams izoliuoti naudoja žalią naftą, o tai gali sukelti iškastinio kuro išeikvojimą ir aplinkos taršą dėl nuotėkio. Cheminė adipo rūgšties gamyba taip pat dažnai sukelia azoto oksidą, žinomą šiltnamio efektą sukeliančią dują, kaip šalutinį produktą. Šios dujos gali ardyti ozono sluoksnį ir skatinti oro taršą.