Нейлон — синтетическая ткань¶
Нейлон — общее название группы синтетических полиамидных волокон, получаемых из полимеров на основе полиамидов. Первый в мире полностью синтетический текстильный материал, созданный в лаборатории компании DuPont в 1935 году. Под нейлоном в быту чаще всего понимают полиамид-6,6 (нейлон DuPont) или полиамид-6 (капрон), применяемые в текстиле, технике и медицине.
¶История создания
В конце 1920-х годов химик Уоллес Карозерс, работавший в исследовательской лаборатории компании DuPont, занимался синтезом высокомолекулярных соединений по методу, разработанному немецким химиком Германом Штаудингером. 28 февраля 1935 года Карозерс получил полиамид-6,6 — полимер, способный образовывать прочные волокна. Первая нейлоновая нить была продемонстрирована в 1938 году, а в 1939 году начались испытания нейлоновых чулок, ставших первым массовым потребителем нового материала.
В СССР аналогичные работы велись параллельно: в 1938 году под руководством Карозерса работал советский химик Вячеслав Фёдоров, участвовавший в создании нейлона. В СССР полиамид-6,6 получил название «капрон» (от латинского capra — коза, по сырью — капроновая кислота, которую изначально предполагалось получать из касторового масла), а полиамид-6 — «найлон» или «амид». Промышленное производство капрона в СССР было развёрнуто в 1940-е годы.
¶Химический состав и свойства
Нейлон относится к классу полиамидов — полимеров, в молекулах которых амидные группы -CO-NH- связывают остатки мономеров. Основные разновидности:
- Полиамид-6,6 (нейлон DuPont) — получается поликонденсацией адипиновой кислоты и гексаметилендиамина.
- Полиамид-6 (капрон, найлон) — получается полимеризацией капролактама.
- Полиамид-6,10 — более редкий вид, используется для щётинных изделий.
Ключевые свойства нейлонового волокна:
| Свойство | Значение |
|---|---|
| Плотность | 1,13–1,15 г/см³ |
| Температура плавления | 215–265 °C (в зависимости от вида) |
| Прочность на разрыв | 400–700 МПа (в форме волокна — 0,4–0,9 ГПа) |
| Удлинение при разрыве | 15–30 % |
| Влагопоглощение | 3,5–8,5 % |
Нейлон обладает высокой прочностью на разрыв, устойчивостью к истиранию, хорошей эластичностью и способностью удерживать форму. Волокно легко окрашивается в массе, имеет шелковистый блеск. К недостаткам относятся склонность к электризации, невысокая стойкость к ультрафиолетовому излучению (при длительном воздействии солнечного света прочность снижается) и относительно низкая огнестойкость — нейлон плавится, а не горит.
¶Производство
Основной способ получения нейлонового волокна — melt spinning (литьё из расплава). Полимер гранулируют, расплавляют при температуре, превышающей точку плавления, и продавливают через фильеры — пластины с множеством мелких отверстий. Полученные нити охлаждают, вытягивают (ориентируют) и наматывают на бобины. В зависимости от условий вытяжки получают нить разной линейной плотности — от тонкой (для чулочных изделий) до толстой (для швейных нитей и технических тканей).
В России крупнейшими производителями полиамидных волокон являются «Капролактам-Дзержинск», «Казанский оргсинтез» и «Нижнекамскнефтехим», выпускающие полимер-сырьё, и перерабатывающие предприятия, производящие нить и ткань.
¶Применение
Нейлон нашёл применение в десятках отраслей:
- Текстиль — чулочно-носочные изделия, бельё, блузы, платья, купальники, спортивная одежда, подкладочные ткани.
- Швейные и технические нити — прочные нитки для машинной и ручной шитья.
- Технические ткани — парашютный шёлк, тенты, рыболовные сети, тросы, ремни безопасности.
- Ковровые изделия — нейлоновое волокно широко используется в ковровых покрытиях благодаря износостойкости.
- Машиностроение — шестерни, подшипники, втулки, уплотнения из массивного полиамида.
- Медицина — хирургические нити, протезы, импланты.
- Армия и спецодежда — бронежилеты, парашюты, обмундирование.
¶Нейлон в России
В советское время капрон стал одним из символов бытовой доступности: нейлоновые чулки и колготки пользовались высоким спросом. В 1960-е годы в СССР были построены крупные комбинаты по производству полиамидных волокон. В постсоветский период отечественная полимерная промышленность сохранила экспортный потенциал: Россия остаётся одним из крупнейших мировых производителей капролактама — сырья для полиамида-6.
¶Экология
Нейлон, как и большинство синтетических волокон, не подвергается быстрому биологическому разложению. При стирке синтетической одежды в воду попадают микроволокна нейлона, которые относятся к категории микропластика. Проблема микроволоконного загрязнения стала предметом научных исследований и регуляторных обсуждений в 2010-е годы.
Источники:
- Большая советская энциклопедия
- Брокгауз и Ефрон
- Учебник «Химические волокна» (под ред. А. А. Конкина)
- Материалы DuPont de Nemours (историческая справка)
- Энциклопедический словарь «Полимеры»