Le nylon est fabriqué grâce à un processus chimique et de fabrication complexe en deux étapes qui crée d’abord les polymères solides de la fibre, puis les lie ensemble pour créer une fibre durable. Le terme est couramment utilisé pour désigner une large gamme de polyamides, ou polymères synthétiques, et englobe une gamme de produits souvent très différents. Les vêtements, les cordes, les pièces mécaniques en plastique dur, les revêtements de parachute et les pneus sont tous des exemples du matériau synthétique en action. Dans la plupart des cas, le processus de fabrication est différent pour ces différents articles, mais la partie chimique de leur création a tendance à être très similaire.
Polymérisation
La première chose que le fabricant doit faire est de combiner deux ensembles de molécules. Un ensemble a un groupe acide à chaque extrémité et l’autre ensemble a un groupe amine, composé de composés organiques basiques, à chaque extrémité. Il existe une certaine marge de variation, mais l’utilisation de monomères d’hexaméthylène diamine et d’acide adipique est une combinaison courante. Lorsque ces deux substances sont combinées, il en résulte des « sels de nylon » cristallisés épais. Ceux-ci sont communément appelés nylon 6, 6 ou simplement 6-6. Le nom est basé sur le nombre d’atomes de carbone entre les deux groupes acides et les deux groupes amine.
Ce matériau peut également être créé chimiquement d’une manière différente, à savoir en moulant les mêmes molécules dans une structure différente. Dans cette méthode alternative, les molécules acides sont toutes à une extrémité de la structure et les molécules d’amine sont toutes à l’autre. Ce composé est ensuite combiné en une chaîne d’atomes de carbone. Dans les deux cas, les cristaux qui en résultent doivent être trempés dans de l’eau pour les dissoudre, puis acidifiés et chauffés pour créer une chaîne presque incassable au niveau chimique.
Chauffage et filage
Les fabricants utilisent généralement une machine spécialement conçue pour chauffer les polymères à la bonne température, puis combinent les molécules pour former une substance fondue qui est forcée dans une filière, la séparant en brins minces et l’exposant à l’air pour la première fois. L’air fait durcir les brins immédiatement, et une fois qu’ils sont durs, ils peuvent être enroulés sur des bobines. Les fibres sont étirées pour créer résistance et élasticité, ce qui est l’un des principaux avantages du matériau.
De là, les filaments sont déroulés puis enroulés sur une autre bobine plus petite. Ce processus est appelé dessin et est utilisé pour aligner les molécules dans une structure parallèle. Les brins qui en résultent sont des fils polyvalents qui peuvent être utilisés à diverses fins. Ils peuvent être tissés ou liés tels quels, ou ils peuvent être combinés et encore fondus.
Processus de fabrication
Une fois que le matériau a été enroulé sur la plus petite bobine, il est prêt à être transformé en n’importe quel produit qu’il est destiné à devenir. D’un point de vue technique, c’est du nylon à ce stade, mais pas sous une forme que les consommateurs reconnaîtraient, et il a généralement besoin de plus de raffinement pour qu’il soit utile sur le marché.
La plupart des produits sont créés en tissant ou en fusionnant les filaments ensemble. En ce qui concerne les matériaux et les tissus synthétiques, plus le tissage est serré, plus le matériau sera résistant et résistant à l’eau ; pour les plastiques et autres articles moulés durs, plus les températures de fusion sont élevées, plus le produit final est transparent et brillant. Les cordes et les cordages dépendent généralement d’une torsion et d’une fusion complexes, et la plupart sont en fait constitués de centaines, voire de milliers de brins individuels liés ensemble pour créer un produit final très résistant.
Le nylon peut également être mélangé à d’autres fibres pour créer des combinaisons de matériaux. Lorsqu’il est combiné avec du coton, il produit un type de tissu résistant qui conserve sa forme mais est doux au toucher. Il peut également être tissé dans des motifs pour renforcer la résistance, améliorer l’apparence ou répondre à d’autres exigences de conception. Dans l’industrie et les utilisations militaires, il peut être versé dans des moules et utilisé pour des pièces de machines, des bandes de roulement de pneus et des conteneurs de stockage d’aliments, soit isolément, soit en combinaison avec d’autres plastiques et matériaux synthétiques.
Histoire
Ces types de produits sont devenus populaires à l’aube de la Seconde Guerre mondiale en tant qu’alternative moins chère et plus efficace à la soie et au chanvre tissé, qui étaient tous deux les matériaux de parachute standard de l’époque. Il a également été utile dans l’effort de guerre pour la production de pneus ; les pneus fabriqués à partir de polymères liés chimiquement avaient tendance à être plus durables et moins sujets à l’usure que ceux fabriqués à partir de caoutchouc standard.
Depuis lors, le matériau a trouvé une gamme d’utilisations quotidiennes, bien qu’il soit encore courant dans un certain nombre d’entreprises industrielles et militaires. Les vêtements synthétiques sont très populaires dans de nombreux endroits, en particulier pour le sport ; avec un tissage plus léger, c’est également la norme en matière de bas et de bonneterie. Il est utilisé dans les cordes et cordages, et dans toutes sortes de chaussures et d’accessoires ; ses propriétés d’évacuation de l’eau le rendent également populaire pour une utilisation dans des choses aussi différentes que les parapluies et les pulls en laine synthétique. Bien que ces produits semblent tous très différents au départ, la façon dont ils sont fabriqués – du moins au début – est généralement assez uniforme.
Préoccupations environnementales
En plus d’être quelque peu complexe, le processus de fabrication a également soulevé un certain nombre de préoccupations environnementales. De nombreux producteurs utilisent du pétrole brut pour isoler les polymères, ce qui peut entraîner l’épuisement des combustibles fossiles et la pollution de l’environnement due au ruissellement. La production chimique d’acide adipique crée également fréquemment de l’oxyde nitreux, un gaz à effet de serre connu, en tant que sous-produit. Ce gaz a le potentiel d’éroder la couche d’ozone et de favoriser la pollution de l’air.