Нейлон 6
| |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК
Поли(азепан-2-он); поли(гексано-6-лактам)
| |
| Систематическое название ИЮПАК
Поли[азандиил(1-оксогексан-1,6-диил)] | |
| Другие имена
Поликапролактам, полиамид 6, ПА6, поли-ε-капроамид, Перлон, Дедерон, Капрон, Ультрамид, Акулон, Нилатрон, Капрон, Альфалон, Тарнамид, Акромид, Фрианил, Шуламид, Дуретан, Технил, Ньорбитс, Winmark Polymers
| |
| Идентификаторы | |
| ХимическийПаук |
|
| Информационная карта ECHA | 100.124.824 |
ПабХим CID
|
|
| НЕКОТОРЫЙ | |
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
| Характеристики | |
| (С 6 Н 11 НЕТ) н | |
| Плотность | 1,084 г/мл [ нужна ссылка ] |
| Температура плавления | 218,3 °С (493 К) |
| Опасности | |
| 434 °С; 813 °Ф; 707 К | |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
| |
Нейлон 6 или поликапролактам – это полимер , в частности полукристаллический полиамид . В отличие от большинства других нейлонов , нейлон 6 не является конденсационным полимером , а образуется в результате полимеризации с раскрытием кольца ; это делает его особым случаем по сравнению с полимерами конденсации и присоединения . Конкуренция с нейлоном 6,6 и поданный им пример также сформировали экономику индустрии синтетических волокон . Он продается под многочисленными торговыми марками, включая Perlon (Германия), Dederon (бывшая Восточная Германия), [ 1 ] Нилатрон, Капрон, Ультрамид, Акулон, Капрон (бывший Советский Союз и государства-сателлиты), Ругопа (Турция) и Дуретан.
История
[ редактировать ]Поликапролактам был разработан Полом Шлаком в IG Farben в конце 1930-х годов (впервые синтезирован в 1938 году) для воспроизведения свойств нейлона 66 без нарушения патента на его производство. (Примерно в то же время Кохей Хосино из Торай также преуспел в синтезе нейлона 6.) Он продавался как перлон, а в 1943 году в нацистской Германии было налажено промышленное производство мощностью 3500 тонн в год с использованием фенола в качестве сырья. Сначала из полимера производили грубое волокно для искусственной щетины, затем качество волокна улучшилось, и немцы начали изготавливать парашюты, корд для авиационных шин и буксирные тросы для планеров.
Разработку аналога Советский Союз начал в 1940-х годах, одновременно ведя переговоры с Германией о строительстве завода IG Farben на Украине, фундаментальные научные работы продолжались в 1942 году. Производство началось только в 1948 году в Клину, после того как СССР прибрал к рукам этот завод. 2000 томов IG Farben и 10 000 томов технической документации AEG , [ 2 ] в результате победы во Второй мировой войне.
Синтез
[ редактировать ]Нейлон 6 можно модифицировать с помощью сомономеров или стабилизаторов во время полимеризации для введения новых концевых цепей или функциональных групп, что изменяет реакционную способность и химические свойства. Это часто делается для изменения его красимости или огнестойкости. [ 3 ] Нейлон 6 синтезируется путем раскрытием цикла полимеризации капролактама с . В капролактаме 6 атомов углерода, отсюда и нейлон 6 . При нагревании капролактама при температуре около 533 в течение примерно 4–5 К в инертной атмосфере азота часов кольцо разрывается и подвергается полимеризации . Затем расплавленную массу пропускают через фильеры для формирования волокон нейлона 6.
Во время полимеризации амидная связь внутри каждой молекулы капролактама разрывается, при этом активные группы с каждой стороны повторно образуют две новые связи, поскольку мономер становится частью основной цепи полимера. В отличие от нейлона 6,6, в котором направление амидной связи меняется на противоположное в каждой связи, все амидные связи нейлона 6 лежат в одном направлении (см. рисунок: обратите внимание на ориентацию каждой амидной связи от N до C).
Характеристики
[ редактировать ]Волокна нейлона 6 прочные, обладают высокой прочностью на разрыв, эластичностью и блеском. Они есть не мнется и обладает высокой устойчивостью к истиранию и химическим веществам, таким как кислоты и щелочи. Волокна могут впитывают до 2,4% воды, хотя это снижает прочность на разрыв. Температура стеклования Нейлон 6 составляет 47 °C.
Как синтетическое волокно, нейлон 6 обычно имеет белый цвет, но его можно окрасить в ванне с раствором перед производством для получения различных цветовых результатов. Его прочность 6–8,5 гс / Д при плотности 1,14 г/см. 3 . Его температура плавления составляет 215 °C, и он может защитить от тепла в среднем до 150 °C. [ 4 ]
Биодеградация
[ редактировать ]Флавобактерии sp. [85] и Pseudomonas sp. (NK87) разлагает олигомеры нейлона 6, но не полимеры. Некоторые штаммы грибов белой гнили также могут разрушать нейлон 6 в результате окисления. Говорят, что по сравнению с алифатическими полиэфирами нейлон 6 обладает плохой биоразлагаемостью . Некоторые источники утверждают, что причиной являются сильные межцепные взаимодействия за счет водородных связей между молекулярными цепями нейлона. [ 5 ] Однако в 2023 году сообщалось о катализаторе, который быстро разрушает нейлон 6. [ 6 ]
Производство в Европе
[ редактировать ]В настоящее время полиамид 6 является важным конструкционным материалом, используемым во многих отраслях промышленности, например, в автомобильной, авиационной, электронной и электротехнической промышленности, швейной промышленности и медицине. Ежегодная потребность в полиамидах в Европе составляет миллион тонн . Их производят все ведущие химические компании.
Крупнейшие производители полиамида 6 в Европе: [ 7 ]
- Фибрант , 260 000 тонн в год
- BASF , 240 000 тонн в год
- Ланксесс , 170 000 тонн в год
- Корнеплоды , 125 000 тонн в год
- ДОМО , 100 000 тонн в год
- Группа Азоты , 100 000 тонн в год [ 8 ] [ 9 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Рубин, Э. (2014), Синтетический социализм: пластика и диктатура в Германской Демократической Республике . Издательство Университета Северной Каролины. ISBN 978-1469615103
- ^ Zaharov, V.V. (2007). Советская военная администрация в Германии 1945-1949: Деятельность Управления СВАГ по изучению достижений немецкой науки и техники в Советской зоне оккупации Германии [ Soviet military administration in Germany 1945-1949: Activities of the SMAG Directorate for studying the achievements of German science and technology in the Soviet zone of occupation of Germany ] (in Russian). Moscow: ROSSPEN, Russian State Archive. p. 65. ISBN 978-5-8243-0882-2 .
- ^ « Синтез модифицированных полиамидов (нейлон 6) », NPTEL (Национальная программа по расширенному технологическому обучению), получено 9 мая 2016 г.
- ^ « Физические и химические свойства полиамидного волокна нейлона 6 », Textilefashionstudy.com, получено 9 мая 2016 г.
- ^ Токива, Ю.; Калабия, Британская Колумбия; Угву, Куба; Айба, С. (2009). «Биоразлагаемость пластмасс» . Международный журнал молекулярных наук . 10 (9): 3722–42. дои : 10.3390/ijms10093722 . ПМК 2769161 . ПМИД 19865515 .
- ^ «Новый катализатор полностью уничтожает устойчивые загрязнения пластиком за считанные минуты» . 3 декабря 2023 г.
- ^ «Сегмент Tworzywa 2015» (PDF) (на польском языке). static.grupaazoty.com . Проверено 12 апреля 2016 г.
- ^ «Альфалон™ (ПА6)» (на польском языке). att.grupaazoty.com. Архивировано из оригинала 26 апреля 2016 г. Проверено 12 апреля 2016 г.
- ^ «Grupa Azoty: Новый завод позволит ей стать производителем полиамида №2 в ЕС» (на польском языке). электорат.biz . Проверено 12 апреля 2016 г.