نایلون کیست؟ توضیح بده.
نایلون یک نوع پلیمر مصنوعی از خانواده پلی‌آمیدهاست که نخستین بار در دهه ۱۹۳۰ توسط شرکت دوپونت ساخته شد. این ماده به‌عنوان اولین الیاف مصنوعی تجاری شهرت جهانی پیدا کرد. نایلون معمولاً از واکنش بین دی‌آمین و دی‌کربوکسیلیک اسید یا پلیمریزاسیون لاکتام‌ها تولید می‌شود. مهم‌ترین انواع آن نایلون ۶ و نایلون ۶۶ هستند. نایلون دارای مقاومت کششی و سایشی بالا و انعطاف‌پذیری مطلوب است. این ماده نسبت به روغن‌ها و مواد شیمیایی مقاومت خوبی دارد و پایداری ابعادی مناسبی از خود نشان می‌دهد. از مهم‌ترین کاربردهای نایلون می‌توان به تولید پوشاک، فرش، چمدان، قطعات صنعتی و بسته‌بندی اشاره کرد. جذب رطوبت نسبی و حساسیت به نور ماورای‌بنفش از جمله معایب آن است. به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی ویژه، نایلون در بسیاری از صنایع جایگزین مواد طبیعی شده است. تولید آسان و قیمت مناسب از دیگر مزایای این پلیمر پراستفاده است.بررسی.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 پلی‌آمید است. نایلون نخستین پلیمر ترکیبی موفق در بازرگانی است. 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، جلیقه توپ‌خانه ضدهوایی و تایرهای بسیاری از انواع خودروهای نظامی به‌کار رفت.نایلون ۶ و نایلون ۶٬۶ مهم‌ترین پلی‌آمید هستند که در صنعت نساجی و در تولید فرش و موکت نیز کاربرد دارد.نایلون ۶.نایلون ۶ یا پلی‌کاپرولاکتم توسط پائول اسکلاک در هنگام بهبود خواص نایلون ۶۶ به وجود آمد. نایلون ۶۶ پلی‌آمیدی نیمه‌کریستالی است. نایلون ۶ برخلاف دیگر نایلون‌ها و نایلون ۶۶، یک پلیمر تراکمی است که باعث تفاوت ویژگی آن با دیگر نایلون‌ها می‌شود.تولید نایلون ۶.منومر نایلون ۶ عبارتست از اتا-آمینوکاپروئیک اسید ɛ-Amino Caproic یا لاکتوم آن یعنی کاپرولاکتم (Caprolactom) با فرمول شیمیایی CH2)5C(O)NH).به دلیل آسانی تهیه و تصفیه، از کاپرولاکتم استفاده می‌شود. کاپرولاکتم مادهٔ کریستالی سفیدرنگ با نقطهٔ ذوب ۶۸–۶۹ درجهٔ سانتی‌گراد است. پلیمریزاسیون کاپرولاکتم و تبدیل آن به نایلون ۶ به روش‌های مختلفی انجام می‌گیرد که مهم‌ترین آن‌ها به صورت زیر است:اضافه کردن آب به کاپرولاکتم، حلقهٔ منومر را باز کرده و آن را تبدیل به اتا-آمینوکاپروئیک اسید (ɛ-Amino Caproic) می‌کند.مولکول اسید آمینوکاپروئیک با یک مولکول دیگر از لاکتم ترکیب شده و دی‌مر و سپس با مولکول دیگر ترکیب شده، تری‌مر و بالاخره پلیمر تشکیل می‌شود.پس از تهیهٔ پلیمر مذاب با هریک از روش‌های فوق، آن را به‌صورت نوار در آب منجمد کرده و پس از تبدیل به گرانول و شستشوی کامل (به منظور برطرف کردن منومر) آن را کاملاً خشک کرده و جهت ریسیدن مذاب و تهیهٔ الیاف به‌کار می‌برند.ویژگی‌ها.از ویژگی‌های نایلون ۶ می‌توان به سختی، استحکام کششی بالا، درخشندگی و قابلیت ارتجاعی (الاستیسیتهٔ مناسب) می‌توان اشاره کرد. همچنین منسوج نایلون ۶ در برابر مواد شیمیایی چون اسیدها و بازها، سایش و چین و چروک مقاوم است.کاربردها.در سال ۲۰۱۰ بیش از ۴ میلیون تن از نایلون ۶ تولید شد که حدود ۶۰٪ آن برای تولید لیف، ۳۰٪ آن برای تولید رزین و ۱۰٪ آن برای تولید فیلم استفاده شد. امروزه به‌دلیل استحکام بالا، کاربردهای بیشتری برای استفاده از نایلون ۶ به‌وجود آمده‌است. از جمله برای ساخت قطعه در صنعت خودروسازی (مانند چرخ‌دنده‌ها، اتصالات، یاتاقان) و…نایلون ۶ به‌عنوان برس مسواک، بخیهٔ جراحی، سیم در سازهای موسیقی آکوستیک و کلاسیک از جمله گیتار، ویولن، ویولنسل و … استفاده می‌شود. همچنین در ساخت انواع طناب، رشته، کابل تایر و … و همین‌طور در جوراب‌بافی و لباس‌های کشباف استفاده می‌شود.نایلون ۶۶.منومرهای تشکیل‌دهندهٔ نایلون ۶۶ عبارت‌اند از هگزامتیلن دی‌آمین (با شش اتم کربن) و آدیپیک اسید (با شش اتم کربن) که پس از متراکم شدن به‌صورت پلی هگزامتیلن آدیپامید که به نام نایلون ۶۶ معروف است، درمی‌آید.تولید نایلون ۶۶.محلول منومرهای هگزامتیلن‌دی‌آمین (۶۰–۷۰ درصد) و آدیپیک اسید (۲۰ درصد) را به‌طور جداگانه در متانول تهیه کرده و سپس آن‌ها را با هم مخلوط می‌کنند تا نمک نایلون ۶۶ در متانول رسوب کند.نمک نایلون ۶۶ را چندین بار با متانول خالص شستشو داده و پس از سانتریفیوژ آن را خشک می‌کنند و در نتیجه پودری از کریستال‌های سفیدرنگ با نقطهٔ ذوب ۱۹۰–۱۹۱ درجه به‌دست می‌آید.محلول ۶۰ درصد از نمک نایلون ۶۶ در آب مقطر تهیه کرده و آن را همراه با ۰٫۵ درصد استیک اسید به عنوان تثبیت‌کنندهٔ گروه‌های آخر (یا تثبیت‌کنندهٔ مناسب دیگر) وارد اتوکلاو می‌کنند. هوای داخل اتوکلاو را به‌وسیلهٔ پمپ خلأ یا عبور گاز بی‌اثر مانند ازت یا هیدروژن تخلیه می‌کنند. در غیر این صورت، وجود اکسیژن در محیط عمل موجب اکسایش پلیمر خواهد شد.دمای مخزن را به ۲۲۰ درجهٔ سانتی‌گراد رسانده و سپس آن را در مدت ۱–۲ ساعت به ۲۷۰–۲۸۰ درجهٔ سانتی‌گراد می‌رسانند عمل پلیمریزاسیون را به مدت ۴ ساعت در ۲۸۰ درجهٔ سانتی‌گراد ادامه می‌دهند و در حین عمل پلیمریزاسیون با کنترل فشار، آب تشکیل شده از فعل و انفعال را به‌صورت بخار آب خارج می‌سازند و بالاخره فشار مخزن را به ۱ اتمسفر کاهش می‌دهند. عمل خارج شدن آب از مخزن، عمل به‌هم زدن پلیمر مذاب تشکیل شده را نیز انجام می‌دهد. محصول پلیمر حاصل معمولاً حاوی مقدار کمی (حدود ۱ درصد) اولیگومرهای حلقوی است.پس از تکمیل عمل پلیمریزاسیون پلیمر مذاب را به‌وسیلهٔ فشار گاز ازت خالص از سوراخ‌های مناسب به‌صورت نوار یا رشته به داخل آب سرد هدایت کرده و پس از انجماد آن را به قطعات کوچک (گرانول) تبدیل می‌کنند.گرانول‌های تهیه شده (با نقطهٔ ذوب ۲۶۵ درجه) از تولیدات مختلف را به منظور یکنواختی محصولات با هم مخلوط کرده و پس از آماده و خشک کردن تحت پوشش گاز ازت، به دستگاه ریسندهٔ مذاب هدایت می‌کنند و بالاخره عمل ریسیدن مذاب و عمل کشیدن فیلامنت انجام می‌گیرد.کاربردها.در سال ۲۰۱۱ تولید جهانی نایلون ۶٬۶–۲ میلیون تن بود. در آن زمان بیشتر از نیمی از نایلون ۶٬۶ تولید شده برای نساجی و تولید الیاف، و باقی‌ماندهٔ آن برای تولید رزین استفاده می‌شد.نایلون ۶٬۶ به‌دلیل ساختار ۳بعدی خود دارای مقاومت مکانیکی بالا، استحکام، ثبات خوب گرمایی و مقاومت در برابر مواد شیمیایی و… است. از این رو به‌عنوان لیف برای منسوجات، فرش، موکت و قطعات قالب‌گیری و قطعات خودرو (مانند انتهای مخزن رادیاتور، لوله‌ها، پروفیل‌ها، تسمه نقاله، عناصر عایق برق، تابه روغن و … استفاده می‌شود.دیگر نایلون‌ها.غیر از نایلون ۶ و نایلون ۶۶ که در صنعت نساجی به‌صورت لیف مصرف می‌شوند، نایلون‌های دیگر نیز عرضه شده‌اند که بیشتر آن‌ها در مراحل اولیهٔ تولید خود هستند یا به‌علت گرانی مواد اولیه در سطح تجارتی تولید نمی‌شوند. مهم‌ترین آن‌ها عبارت‌اند از:تفاوت نایلون و نایلکس در صنعت.یکی از بیشترین سؤالاتی که توسط اکثر سفارش‌دهنده‌ها پرسیده می‌شود این است که تفاوت نایلون و نایلکس در چیست یا اصلاً تفاوتی وجود دارد؟ پیش از جواب دادن به این سؤال، هریک به‌صورت جداگانه تعریف می‌شوند:همان‌طور که مشخص شد بین نایلون و نایلکس تفاوت‌هایی وجود دارد اما این تفاوت فقط به مواد سازندهٔ اولیه محدود نمی‌شود. نایلون و نایلکس علاوه بر مواد اولیه در ظاهر و مصرف نیز باهم تفاوت‌هایی دارند.تفاوت نایلون با نایلکس در مواد تشکیل‌دهندهٔ آن‌هاست. در نایلون مواد از پلی‌اتیلن سبک تشکیل شده‌است در حالی که مواد اولیهٔ نایلکس برخلاف نایلون، دارای پلی‌اتیلن سنگین هستند. البته این نکته نیز قابل ذکر است که تمامی مواد تشکیل‌دهندهٔ نایلکس از جنس پلی‌اتیلن سنگین نیستند و حدود ۸۰٪ آن سنگین است و ۲۰٪ باقی ماندهٔ آن ساخته شده از پلی‌اتیلن است. دلیلی که این ترکیب برای تولید و ساخت نایلکس انتخاب شده این است که به نایلکس شفافیت، نرمی، دوخت‌پذیری بالا و … بدهد.فرق اصلی در شکل ظاهری نایلون و نایلکس این است که نایلون نسبت به نایلکس از نرمی، انعطاف‌پذیری، شفافیت و براقی بیشتری برخوردار است. در حالی که شکل ظاهری نایلکس به‌صورت خشک و مات است. نایلکس را می‌توان در ضخامت‌های بسیار نازک تولید کرد درحالی‌که نایلون این قابلیت را ندارد.یکی از عمده‌ترین سوالاتی که ذهن افراد را به خود درگیر کرده‌است این است که آیا می‌توان به‌راحتی نایلون و نایلکس را از یک دیگر تشخیص داد؟باید بگوییم بله می‌شود. به‌راحتی می‌توان با لمس و اندکی دقت و توجه این دو الیاف مصنوعی را از یکدیگر تشخیص داد. اگر پلاستیک نرمی را در دست گرفتید و مچاله کردید، اگر از خود صدای کمی را تولید کرد می‌توان تشخیص داد که این پلاستیک نایلون است درحالی‌که هنگام مچاله کردن، نایلکس صدا می‌دهد یا به اصطلاح دارای صدای خش‌خش است.منابع.کتاب تکمیل عمل نساجی جلد ۱۱ شیمی نساجی و مقدمات تکمیلی، دکتر میرهادی سیداصفهانیhttps://en.wikipedia.org/wiki/Caprolactamhttps://en.wikipedia.org/wiki/Nylon_66https://en.wikipedia.org/wiki/Nylon_6