ÜBERSICHT
Der Begriff Nylon wird verwendet, um eine Familie organischer Polymere zu beschreiben, die als Polyamide bezeichnet werden und die Amid (-CONH) -Gruppe enthalten. Die Mitglieder der Familie unterscheiden sich durch ein Nummerierungssystem, das die chemische Zusammensetzung des Polymermoleküls angibt. Die beiden wichtigsten Nylons sind Nylon 6 und Nylon 66, die zusammen fast das gesamte in den Vereinigten Staaten produzierte Nylon ausmachen. Andere Nylons, die in viel kleineren Mengen hergestellt werden, umfassen Nylon 11, Nylon 12, Nylon 46 und Nylon 612.
Die Polyamide sind thermoplastische Polymere. Der Begriff „Thermoplast“ bedeutet, dass das Polymer durch abwechselndes Erhitzen und Abkühlen wiederholt geschmolzen und gehärtet werden kann. Im Gegensatz dazu können bestimmte andere Arten von Polymeren, die als Duroplaste bekannt sind, nach dem Aushärten nicht mehr aufgeschmolzen werden.
SCHLÜSSEL FAKTEN
FORMEL:
Nylon 6: –n; Nylon 66: — n
ELEMENTE:
Kohlenstoff, wasserstoff, sauerstoff, stickstoff
VERBINDUNG TYP:
Polymer (organische)
ZUSTAND:
Solide
MOLEKULARE GEWICHT:
Sehr groß
SCHMELZPUNKT:
Nylon 6: 223 ° C (433 ° F); Nylon 66: 265 ° C (509 ° C)
SIEDEPUNKT:
Zersetzt sich oberhalb des Schmelzpunkts
LÖSLICHKEIT:
Unlöslich in Wasser und den meisten organischen Lösungsmitteln; löslich in starken Säuren
Nylon wurde 1935 von Wallace Carothers (1896-1937), einem Mitarbeiter der DuPont Chemical Corporation bei die Zeit. Carothers suchte nach einem synthetischen Ersatz für Seide, da die natürlichen Vorräte nicht ausreichten, um die wachsende Nachfrage nach dieser Faser zu befriedigen. Unter Verwendung von Kohle, Wasser und Luft als Rohstoffe entwickelte Carothers ein synthetisches Produkt, das zu einer Faser gedehnt werden konnte und das mit der Dehnung stärker und seidiger wurde. Nylon erschien erstmals 1938 in kommerziellen Produkten, zuerst in Zahnbürsten mit Nylonborsten und später in Frauenstrümpfen. Während des Zweiten Weltkriegs fand das US-Militär eine Reihe von Anwendungen für die Verbindung, insbesondere die Herstellung von Fallschirmen. Heute wird Nylon in einer sehr breiten Palette von Produkten verwendet.
WIE ES HERGESTELLT WIRD
Nylon 66 wird immer noch kommerziell nach dem Verfahren hergestellt, das ursprünglich 1935 von Carothers entwickelt wurde. Der Prozess wird mit der Reaktion zwischen Adipinsäure (HOOC(CH 2)4COOH) und Hexamethylendiamin (H 2N(CH 2)6NH 2) eingeleitet, die zur Bildung des Monomers (–) führt, aus dem sich das Polymer entwickelt. Dieses Monomer hat aktive Gruppen an beiden Enden des Moleküls, so dass es mit anderen seiner Art reagieren kann, um lange Ketten zu bilden, aus denen das Polymer besteht. Die Verfahren zur Herstellung der anderen Polyamide können sich erheblich von der Carothers-Verfahrensweise unterscheiden. Beispielsweise wird Nylon 6 durch Polymerisation von Aminocapronsäure (H2N (CH2) 5COOH) hergestellt. Das bei dieser Reaktion gebildete Polymer weist auch Blöcke von Methylen (-CH2) -Gruppen auf, die durch Amid (CONH) -Gruppen verbunden sind, obwohl die spezifische Struktur etwas anders ist als für Nylon 66.
HÄUFIGE VERWENDUNGEN UND POTENZIELLE GEFAHREN
Die Produktion von Nylon 6 und Nylon 66 für 2006 in den Vereinigten Staaten wurde auf etwa 1,6 Millionen Kilogramm (3,5 Millionen Pfund) geschätzt. Etwa drei Viertel dieser Produktion werden für die Herstellung von Fasern verwendet, die in industriellen Betrieben und für Textilien verwendet werden. Stoffe aus Nylon sind stark, abriebfest, beständig gegen alkalische Materialien und können die meisten Farbstoffe aufnehmen. Die Bekleidungsindustrie verwendet Nylonfasern, um eine Vielzahl von Stoffarten herzustellen, darunter Fleece, Samt, Satin, Taft, Spitze und Seersucker. Nylonkleidung ist leicht, seidig, attraktiv und glatt. Da es weder Feuchtigkeit noch Gerüche ohne weiteres aufnimmt, ist es für die Herstellung von Sportbekleidung gefragt. Nylon wird auch bei der Herstellung von Heimtextilien wie Möbelbelägen verwendet. Nylonseil ist doppelt so stark wie Seil aus Naturfasern wie Hanf und wiegt weniger.
Interessante Fakten
- Der Begriff Nylon wurde nie geschützt. Der Name selbst hat keine spezifische Bedeutung. Das Suffix -on wurde jedoch gewählt, um einen Vergleich mit anderen Fasern wie Baumwolle und Viskose nahezulegen.
- DuPont dachte ursprünglich daran, Nylon No-Run zu nennen. Sie gaben diesen Plan jedoch auf, als sie erkannten, dass Nylonstrümpfe tatsächlich laufen.
Etwa 15 bis 20 Prozent des gesamten in den USA produzierten Nylons werden für die Herstellung von geformten Kunststoffen verwendet, wie sie in Automobil- und LKW-Teilen, Gehäusen für elektrische Geräte und Konsumgütern verwendet werden. Die nächstgrößte Anwendung für Nylon ist in Schläuchen, Rohren, Filmen und Beschichtungen. Einige spezifische Artikel aus Nylon 6 und Nylon 66 umfassen Folgendes:
- Verstärkungsschnur für Reifen;
- Kraftstofftanks für Automobile;
- Tennisschläger;
- Fischernetze und -leinen;
- Schleppleinen für Segelflugzeuge;
- Damenstrümpfe;
- Nähte für chirurgische Eingriffe;
- Borsten für Zahnbürsten, Haarbürsten und Pinsel;
- Fallschirme;
- Stiftspitzen; und
- Kunstrasen für Sportplätze.
Eine der wichtigsten Anwendungen für Nylon war historisch die Herstellung von Damenstrümpfen. Seidenstrümpfe waren in den 1920er und 1930er Jahren ein wesentlicher Bestandteil eines gut gekleideten Frauenensembles. Sie ließen die Beine einer Frau glatt und geschmeidig aussehen und waren die ideale Begleitung zu kurzen Röcken und High Heels. In den 1920er Jahren gaben Frauen Millionen von Dollar für Seidenstrümpfe aus. Die Firma DuPont begann mit der Suche nach einem Seidenersatz, weil sie hoffte, ein Produkt zu entwickeln, mit dem Strümpfe hergestellt werden konnten, die aussahen und sich anfühlten, als wären sie aus Seide, aber weniger kosteten. Nylonstrümpfe wurden 1939 im Handel erhältlich, und bis 1941 waren etwa sechzig Millionen Paare verkauft worden. Sowohl Nylon- als auch Seidenstrümpfe waren während des Zweiten Weltkriegs schwer zu bekommen, da die Fasern für militärische Anwendungen verwendet wurden. Sobald der Krieg vorbei war, kauften Frauen jedoch wieder Nylonstrümpfe in großen Mengen.
Wissenswertes
POLYAMID Ein organisches Polymer, das die Amidgruppe (-CONH) enthält. POLYMER Eine Verbindung, die aus sehr großen Molekülen besteht, die aus einer oder zwei kleinen wiederholten Einheiten bestehen, die Monomere genannt werden. THERMOPLAST, der erhitzt werden kann, damit er umgeformt werden kann, und dann abgekühlt wird, damit er aushärtet. DUROPLAST, der erhitzt werden kann, so dass er aushärtet.
FÜR WEITERE INFORMATIONEN
Hermes, Matthew E. Genug für ein Leben: Wallace Carothers, Erfinder von Nylon. Philadelphia: Chemical Heritage Foundation, 1996.
„Nylons (Polyamides).“ MatWeb. http://www.matweb.com/reference/nylon.asp (accessed on October 24, 2005).
„Nylon Stockings.“ The Great Idea Finder. http://www.ideafinder.com/history/inventions/story062.htm (accessed on October 24, 2005).
„Polyamide 6-Nylon 6-PA 6.“ Azom.com. http://www.azom.com/details.asp?ArticleID=442 (accessed on October 24, 2005).
„Polyamides.“ Chemguide. http://www.chemguide.co.uk/organicprops/amides/polyamides.html (accessed on October 24, 2005).