나일론은 어떻게 만들어집니까?

나일론은 복잡한 2단계 화학 및 제조 공정을 거쳐 먼저 섬유의 강력한 중합체를 생성한 다음 함께 결합하여 내구성 있는 섬유를 만듭니다. 이 용어는 일반적으로 광범위한 폴리아미드 또는 합성 중합체를 지칭하는 데 사용되며 종종 매우 다양한 제품을 포함합니다. 의복, 로프, 단단한 플라스틱 기계 부품, 낙하산 덮개 및 타이어는 모두 합성 물질이 작용하는 예입니다. 대부분의 경우 제조 공정은 이러한 품목마다 다르지만 화학 그들의 창조물의 일부는 매우 유사한 경향이 있습니다.

중합

제조업체가 가장 먼저 해야 할 일은 두 세트의 분자를 결합하는 것입니다. 한 세트는 양쪽 끝에 산기가 있고 다른 세트는 각 끝에 염기성 유기 화합물로 구성된 아민기가 있습니다. 변형의 여지가 있지만 헥사메틸렌 디아민 단량체와 아디프산을 사용하는 것이 일반적인 조합입니다. 이 두 물질이 결합되면 두꺼운 결정화된 "나일론 염"이 생성됩니다. 이들은 일반적으로 나일론 6, 6으로 알려져 있습니다. 또는 간단히 6-6 . 이름은 두 개의 산 그룹과 두 개의 아민 그룹 사이의 탄소 원자 수를 기반으로 합니다.

이 물질은 동일한 분자를 다른 구조로 성형하여 다른 방식으로도 화학적으로 만들 수 있습니다. 이 대체 방법에서 산성 분자는 모두 구조의 한쪽 끝에 있고 아민 분자는 모두 다른 쪽 끝에 있습니다. 그런 다음 이 화합물은 탄소 원자 사슬로 결합됩니다. 어느 경우든 생성된 결정을 물에 담가 용해시킨 다음 산성화하고 가열하여 화학적 수준에서 거의 깨지지 않는 사슬을 생성해야 합니다.

가열 및 방적

제조업체는 일반적으로 특수 설계된 기계를 사용하여 폴리머를 적절한 온도로 가열한 다음 분자를 결합하여 용융 물질을 형성하여 방사구에 강제로 넣고 이를 얇은 가닥으로 분리하고 처음으로 공기에 노출시킵니다. 공기는 가닥을 즉시 단단하게 만들고 일단 단단해지면 보빈에 감을 수 있습니다. 섬유를 늘려 강도와 탄성을 생성하는 것은 소재의 주요 이점 중 하나입니다.

여기에서 필라멘트가 풀린 다음 다른 작은 스풀로 되감습니다. 이 과정을 그리기라고 합니다. 분자를 평행 구조로 정렬하는 데 사용됩니다. 그 결과 다양한 용도로 사용할 수 있는 다용도 스레드가 생성됩니다. 그대로 짜거나 묶을 수도 있고, 합쳐서 더 녹일 수도 있습니다.

제조 과정

재료가 더 작은 스풀에 감긴 후에는 어떤 제품이 될 것인지에 대한 준비가 된 것입니다. 기술적인 면에서 현시점에서는 나일론이지만 소비자가 인식할 수 있는 형태는 아니며 일반적으로 시장에서 유용하기 위해서는 더 정제해야 합니다.

대부분의 제품은 필라멘트를 엮거나 융합하여 만들어집니다. 재료 및 합성 직물에 관한 한, 직물이 촘촘할수록 더 강하고 방수성이 있는 재료가 됩니다. 플라스틱 및 기타 단단한 성형품의 경우 용융 온도가 높을수록 최종 제품이 더 매끄럽고 광택이 있습니다. 로프와 코드는 일반적으로 복잡한 꼬임과 융합에 의존하며, 대부분은 실제로 수천은 아니더라도 수백 개의 개별 가닥으로 구성되어 매우 견고한 최종 제품을 만듭니다.

나일론은 다른 섬유와 혼합하여 복합 재료를 만들 수도 있습니다. 면과 결합하면 형태를 유지하면서도 촉감이 부드러운 탄력 있는 유형의 천을 생성합니다. 또한 강도를 강화하거나 외관을 개선하거나 기타 디자인 요구 사항을 충족하기 위해 패턴으로 짜여질 수 있습니다. 산업 및 군사용으로 몰드에 붓고 기계 부품, 타이어 트레드 및 식품 저장 용기에 단독으로 또는 다른 플라스틱 및 합성 재료와 조합하여 사용할 수 있습니다.

역사

이러한 종류의 제품은 2차 세계 대전 초기에 당시의 표준 낙하산 재료였던 실크와 대마를 짠 대신 저렴하고 효율적인 대안으로 처음 인기를 얻었습니다. 타이어 생산과 관련하여 전쟁 노력에도 유용했습니다. 화학적으로 결합된 폴리머로 만든 타이어는 표준 고무로 만든 타이어보다 내구성이 더 좋고 마모가 덜 일어나는 경향이 있습니다.

그 이후로 이 소재는 다양한 산업 및 군사 분야에서 여전히 일반적이지만 일상적인 용도로 사용되었습니다. 합성 의류는 특히 스포츠를 위해 많은 곳에서 매우 인기가 있습니다. 더 가벼운 직조로 스타킹과 양말의 표준이기도합니다. 로프와 끈, 모든 형태의 신발과 액세서리에 사용됩니다. 물 위킹 특성으로 인해 우산 및 합성 모직 스웨터와 같은 다양한 용도로 인기가 있습니다. 이러한 제품은 모두 처음부터 정말 다르게 보이지만, 적어도 처음에는 제품이 만들어지는 방식이 일반적으로 매우 균일합니다.

환경 문제

제조 공정은 다소 복잡할 뿐만 아니라 많은 환경 문제도 제기했습니다. 많은 생산자들이 원유를 사용하여 폴리머를 분리하는데, 이는 화석 연료의 고갈과 유출수로 인한 환경 오염으로 이어질 수 있습니다. 아디프산의 화학적 생산은 또한 부산물로 알려진 온실 가스인 아산화질소를 자주 생성합니다. 이 가스는 오존층을 침식하고 대기 오염을 촉진할 가능성이 있습니다.