Капроновая нить: свойства и применение¶

Капроновая нить — синтетическая нить, получаемая из полиамида (поликапролактама), одного из первых полностью синтетических волокнообразующих полимеров. Относится к классу полиамидных нитей наряду с нейлоном и перлоном, которые представляют собой близкие по химическому строению материалы, различающиеся главным образом торговыми наименованиями и технологией получения. Капрон отличается высокой прочностью на разрыв, эластичностью, устойчивостью к истиранию и многократному изгибу, а также низкой гигроскопичностью. Именно эти свойства сделали капроновую нить массовым материалом в текстильной, рыболовной, обувной и технической отраслях.

¶История и происхождение

Полиамидные волокна были впервые получены в 1930-х годах. В 1935 году американский химик Уоллес Карозерс, работавший в компании DuPont, синтезировал нейлон-6,6 — полиамид на основе гексаметилендиамина и адипиновой кислоты. Несколько позже, в 1938—1940 годах, немецкий химик Пауль Шлак разработал способ получения поликапролактама — полиамида-6, который в Германии получил название «перлон».

В СССР промышленное производство полиамида-6 было освоено в конце 1940-х годов и получило наименование «капрон». Первые заводы по выпуску капронового волокна были запущены в городах Клин, Курск, Энгельс и ряде других. Термин закрепился в отечественной технической литературе и до сих пор используется как синоним полиамидной нити, тогда как в англоязычных странах преобладают названия «нейлон» и «полиамид».

¶Химическая природа и получение

Капрон представляет собой продукт полимеризации капролактама — циклического амида ε-аминокапроновой кислоты. Молекула капролактама раскрывает цикл при нагревании в присутствии катализаторов и воды, образуя линейные макромолекулы с регулярно повторяющимися амидными группами. Именно амидные связи обеспечивают прочность и способность макромолекул к образованию водородных связей между цепями.

Технологическая цепочка производства включает несколько этапов:

• полимеризацию капролактама в расплаве с получением гранул полимера;
• формование нити продавливанием расплава через фильеры с последующим охлаждением;
• вытяжку нити для ориентации макромолекул вдоль оси;
• термофиксацию и нанесение замасливателя.

Ориентационная вытяжка увеличивает прочность нити в несколько раз, поскольку выстраивает длинные полимерные цепи параллельно направлению волокна.

¶Свойства

Капроновая нить обладает набором характеристик, отличающих её от природных волокон:

К недостаткам относят низкую светостойкость (на солнце нить постепенно теряет прочность), высокую электризуемость, склонность к образованию пиллинга и слабую устойчивость к действию концентрированных кислот. Капрон не горит открытым пламенем, а плавится, что важно учитывать при эксплуатации.

¶Виды и формы выпуска

Капроновая нить выпускается в нескольких формах:

• Комплексная нить — состоит из множества элементарных волокон, скрученных вместе; применяется в тканях и трикотаже.
• Мононить — одиночное толстое волокно; используется для рыболовных лесок, лески, швейных нитей.
• Текстурированная нить — извитая, объёмная, применяется для чулочно-носочных изделий.
• Кордная нить — высокопрочная, служит для армирования автомобильных шин.
• Швейные нити — армированные или чисто капроновые, для пошива обуви, кожи, технических тканей.

По толщине различают тонкие текстильные нити (несколько тексов) и толстые технические (десятки и сотни тексов).

¶Применение

Капроновая нить находит применение в самых разных отраслях.

Текстильная промышленность. Из неё изготавливают чулки, носки, бельевой трикотаж, плащевые и подкладочные ткани, тюль, ковры. Часто капрон смешивают с хлопком, шерстью или вискозой для улучшения износостойкости.

Рыболовство. Капроновая леска и сети — один из самых массовых материалов в промысловом и любительском рыболовстве благодаря прозрачности, прочности и устойчивости к гниению.

Обувная и кожгалантерейная промышленность. Капроновыми нитями прошивают обувь, сумки, ремни, поскольку они выдерживают большие нагрузки и не разрушаются от влаги.

Технические изделия. Из капрона делают корд для шин, канаты, сетки, фильтровальные материалы, струны для ракеток, парашютные стропы.

Медицина. Полиамидные нити применяются как шовный материал, хотя в современной хирургии их постепенно вытесняют более инертные синтетические аналоги.

Быт. Капроновые верёвки, шнуры, лески и швейные нити широко распространены в домашнем хозяйстве.

¶Особенности эксплуатации

Капроновая нить требует аккуратного обращения. При глажении её нельзя нагревать выше 150—160 °C, иначе волокно оплавится и ткань потеряет форму. Стирка допускается при умеренных температурах; хлорсодержащие средства не рекомендуются. Изделия из капрона быстро сохнут, почти не впитывают влагу, но сильно электризуются, поэтому в текстиле часто применяют антистатические обработки.

При длительном воздействии прямого солнечного света прочность нити снижается, что ограничивает её использование в открытых конструкциях без защитных покрытий.

¶Значение и место среди синтетических волокон

Капрон стал одним из первых массовых синтетических волокон в СССР и сыграл заметную роль в замещении натурального шёлка и хлопка в технических и бытовых изделиях. По объёмам производства полиамидные волокна уступают полиэфирным (лавсан, полиэстер), однако сохраняют позиции там, где важны эластичность, устойчивость к истиранию и малый вес. В рыболовстве, производстве шинного корда и обувной промышленности капроновая нить остаётся востребованным материалом.

Современные технологии позволяют модифицировать капрон: вводить антистатические и светостабилизирующие добавки, придавать нити огнестойкость, окрашивать в массе, что расширяет области применения.

Источники: технические справочники по химическим волокнам; материалы по полимерам и полиамидам; отраслевые обзоры текстильной промышленности; энциклопедические издания по химии и материаловедению.