Nylon wird durch einen komplexen zweistufigen chemischen und Herstellungsprozess hergestellt, der zuerst die starken Polymere der Faser erzeugt und sie dann miteinander verbindet, um eine haltbare Faser zu schaffen. Der Begriff wird üblicherweise für eine breite Palette von Polyamiden oder synthetischen Polymeren verwendet und umfasst eine Reihe von oft sehr unterschiedlichen Produkten. Kleidung, Seile, mechanische Hartplastikteile, Fallschirmabdeckungen und Reifen sind Beispiele für das synthetische Material in Aktion. In den meisten Fällen unterscheidet sich der Herstellungsprozess dieser verschiedenen Artikel, aber der chemische Teil ihrer Herstellung ist in der Regel sehr ähnlich.
Polymerisation
Das erste, was der Hersteller tun muss, ist, zwei Sätze von Molekülen zu kombinieren. Ein Satz hat an jedem Ende eine Säuregruppe und der andere Satz hat an jedem Ende eine Amingruppe, die aus basischen organischen Verbindungen besteht. Es gibt einen gewissen Spielraum für Variationen, aber die Verwendung von Hexamethylendiaminmonomeren und Adipinsäure ist eine übliche Kombination. Wenn diese beiden Stoffe kombiniert werden, entstehen dick kristallisierte „Nylonsalze“. Diese sind allgemein als Nylon 6, 6 oder einfach 6-6 bekannt. Der Name basiert auf der Anzahl der Kohlenstoffatome zwischen den beiden Säuregruppen und den beiden Amingruppen.
Dieses Material kann auch auf andere Weise chemisch erzeugt werden, nämlich indem dieselben Moleküle zu einer anderen Struktur geformt werden. Bei diesem alternativen Verfahren befinden sich die sauren Moleküle alle an einem Ende der Struktur und die Aminmoleküle alle am anderen. Diese Verbindung wird dann zu einer Kette von Kohlenstoffatomen kombiniert. In jedem Fall müssen die resultierenden Kristalle in Wasser eingeweicht werden, um sie aufzulösen, dann angesäuert und erhitzt werden, um eine chemisch nahezu unzerbrechliche Kette zu bilden.
Erhitzen und Spinnen
Hersteller verwenden normalerweise eine speziell entwickelte Maschine, um die Polymere auf die richtige Temperatur zu erhitzen und dann die Moleküle zu einer geschmolzenen Substanz zu kombinieren, die in eine Spinndüse gepresst, in dünne Stränge geteilt und zum ersten Mal der Luft ausgesetzt wird. Durch die Luft härten die Fäden sofort aus und wenn sie hart sind, können sie auf Spulen gewickelt werden. Die Fasern werden gedehnt, um Festigkeit und Elastizität zu erzeugen, was einer der Hauptvorteile des Materials ist.
Von hier aus werden die Filamente abgewickelt und dann auf eine weitere, kleinere Spule zurückgespult. Dieser Vorgang wird als Zeichnen bezeichnet und dient dazu, die Moleküle in eine parallele Struktur auszurichten. Die resultierenden Stränge sind Mehrzweckfäden, die für eine Vielzahl unterschiedlicher Zwecke verwendet werden können. Sie können so wie sie sind gewebt oder gebunden werden, oder sie können kombiniert und weiter geschmolzen werden.
Herstellungsprozess
Nachdem das Material auf die kleinere Spule gewickelt wurde, kann es zu dem Produkt verarbeitet werden, das es werden soll. Aus technischer Sicht ist es zu diesem Zeitpunkt Nylon, aber nicht in einer Form, die die Verbraucher erkennen würden, und es muss normalerweise weiter verfeinert werden, damit es auf dem Markt nützlich ist.
Die meisten Produkte werden durch Verweben oder Verschmelzen der Filamente hergestellt. Bei Materialien und synthetischen Stoffen gilt: Je dichter die Webart, desto stärker und wasserabweisender ist das Material; Bei Kunststoffen und anderen harten Formteilen gilt: Je heißer die Schmelztemperaturen, desto nahtloser und glänzender das Endprodukt. Seile und Schnüre hängen normalerweise von komplexen Verdrillungen und Verschmelzungen ab, und die meisten bestehen tatsächlich aus Hunderten, wenn nicht Tausenden von einzelnen Strängen, die miteinander verbunden sind, um ein sehr robustes Endprodukt zu schaffen.
Nylon kann auch mit anderen Fasern gemischt werden, um Kombinationsmaterialien herzustellen. In Kombination mit Baumwolle entsteht ein widerstandsfähiger Stoff, der seine Form behält, sich aber weich anfühlt. Es kann auch in Muster eingewebt werden, um die Festigkeit zu verstärken, das Erscheinungsbild zu verbessern oder andere Designanforderungen zu erfüllen. In Industrie und Militär kann es in Formen gegossen und für Maschinenteile, Reifenlaufflächen und Vorratsbehälter für Lebensmittel entweder isoliert oder in Kombination mit anderen Kunststoffen und synthetischen Materialien verwendet werden.
Geschichte
Diese Art von Produkten wurde erstmals zu Beginn des Zweiten Weltkriegs als kostengünstigere und effizientere Alternative zu Seide und gewebtem Hanf populär, die beide die Standardmaterialien für Fallschirme der Zeit waren. Es war auch bei den Kriegsanstrengungen nützlich, wenn es um die Reifenproduktion ging; Reifen aus chemisch gebundenen Polymeren waren tendenziell haltbarer und weniger verschleißanfällig als solche aus Standardgummi.
Seit dieser Zeit hat das Material eine Reihe von alltäglichen Anwendungen gefunden, obwohl es in einer Reihe von Industrie- und Militärunternehmen immer noch üblich ist. Synthetische Kleidung ist vielerorts sehr beliebt, insbesondere beim Sport; mit leichterer Webart ist es auch der Standard bei Strümpfen und Strumpfwaren. Es wird in Seilen und Schnüren sowie in allen Arten von Schuhen und Accessoires verwendet; Seine wasserableitenden Eigenschaften machen es auch für so unterschiedliche Dinge wie Regenschirme und Pullover aus synthetischer Wolle beliebt. Obwohl diese Produkte von Anfang an alle sehr unterschiedlich erscheinen, ist ihre Herstellung – zumindest am Anfang – normalerweise ziemlich einheitlich.
Umweltfragen
Der Herstellungsprozess ist nicht nur etwas komplex, sondern hat auch eine Reihe von Umweltbedenken aufgeworfen. Viele Hersteller verwenden Rohöl, um die Polymere zu isolieren, was zur Erschöpfung fossiler Brennstoffe und zur Umweltverschmutzung durch Abfluss führen kann. Auch bei der chemischen Herstellung von Adipinsäure entsteht als Nebenprodukt häufig Lachgas, ein bekanntes Treibhausgas. Dieses Gas hat das Potenzial, die Ozonschicht zu erodieren und die Luftverschmutzung zu fördern.