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Nylon

Nylon
Densité	1.15 g/³ de centimètre
Conductivité électrique (σ)	10-12 S/m
Conductivité thermique	0.25 W/(m·K)
Point de fusion	463 K-624 K 190°C-350°C 374°F-663°F

Nylon est une désignation générique pour une famille de polymères synthétiques connu génériquement As polyamides et d'abord produit dessus 28 février, 1935 par Wallace Carothers à Dupont. Le nylon est l'un des polymères les plus communs et est techniquement une toile synthétique.

Table des matières 1 Vue d'ensemble 2 Chimie 3 Fibre en nylon 3.1 Concepts de base de la production en nylon 3.2 Caractéristiques 4 Propriétés en bloc 5 Utilisations historiques 6 Utilisation dans les composés 7 Étymologie 8 Utilisations 9 Voyez également 10 Références 11 Liens externes

Vue d'ensemble

Le nylon est a thermoplastique matière soyeuse, d'abord employée commercialement dans un nylonraidi brosse à dents (1938), suivi plus célèbre des « nylons » des femmes bas (1940). Il est fait de répétition des unités lié près liens de peptide (un autre nom pour amide liens) et est fréquemment mentionné As polyamide (PA). Le nylon était le premier commercialement polymère réussi et le premier synthétique fibre être fait entièrement à partir charbon, l'eau et air. Ceux-ci sont façonnés en monomères de l'intermédiaire poids moléculaire, qui sont alors réagis à la forme longtemps polymère chaînes.

Le nylon a été prévu pour être un remplacement synthétique pour soie et remplacé lui dans beaucoup de différents produits après soie est devenu rare pendant la deuxième guerre mondiale. Il a remplacé la soie dans des applications militaires comme parachutes, des vestes pare-balles, et ont été utilisées dans beaucoup de types de pneus de véhicule.

Des fibres en nylon sont employées dans un grand beaucoup d'applications, incluant tissus, voiles nuptiales, tapis, cordes musicales et corde.

Le nylon plein est employé pour mécanique les parties telles que des vitesses et tout autre bas milieu-soumettent à une contrainte des composants ont précédemment moulé en métal. Le nylon de catégorie de technologie est traité par l'extrusion, bâti, et moulage par injection. Le nylon plein est employé dans des peignes de cheveux. Le type 6/6 le nylon 101 est la catégorie commerciale la plus commune du nylon, et le nylon 6 est la catégorie commerciale la plus commune du nylon moulé. Le nylon est disponible dans les variantes verre-remplies et par molybdène sulfure-remplies qui augmentent la résistance aux chocs structurale et et la rigidité ou l'onctuosité.

Aramids sont un autre type de polyamide avec les structures à chaînes tout à fait différentes qui incluent aromatique groupes dans la chaîne principale. De tels polymères rendent excellent ballistique fibres.

Chimie

Les nylons sont copolymères de condensation formé en réagissant les parties égales d'a diamine et a acide dicarboxylique, de sorte que liens de peptide formez aux deux extrémités de chaque monomère dans un processus analogue à polypeptide biopolymères. Le suffixe numérique indique les nombres de carbones donné par les monomères ; la diamine d'abord et le diacid en second lieu. La variante la plus commune est nylon 6-6 ce qui se rapporte au fait qui la diamine (diamine de hexamethylene) et le diacid (acide adipique) chacun donne 6 carbones à la chaîne de polymère. Comme avec l'autre régulier copolymères comme polyester et polyuréthanes, la « répétition de l'unité » se compose d'un de chaque monomère, de sorte qu'ils alternent dans la chaîne. Puisque chaque monomère en ce copolymère a la même chose groupe réactif sur les deux extrémités, la direction du lien d'amide inverses entre chaque monomère, à la différence de polyamide normal protéines ce qui ont la directionnalité globale : Borne de C → Borne de N. Dans le laboratoire, le nylon 6.6 peut également être fait en utilisant chlorure d'adipoyl au lieu d'adipique il est difficile d'obtenir les proportions exactement correctes, et les déviations peuvent mener à enchaîner l'arrêt aux poids moléculaires moins que des 10.000 souhaitables daltons (u). Pour surmonter ce problème, a cristallin, « nylon plein sel« peut être formé à température ambiante, en utilisant 1:1 exact rapport du acide et base pour se neutraliser. De chauffage au °C 285, le sel réagit au polymère de nylon de forme. Au-dessus de 20.000 daltons, il est impossible de tourner les chaînes dans filé, ainsi pour combattre ceci, certains acide acétique est ajouté pour réagir avec un groupe libre d'extrémité d'amine pendant l'élongation de polymère pour limiter le poids moléculaire. Dans la pratique, et particulièrement pour 6.6, les monomères sont souvent combinés dans une solution de l'eau. L'eau employée pour faire la solution est évaporée dans des conditions commandées, et la concentration croissante du « sel » est polymérisée au poids moléculaire final.

Dupont breveté^[1] nylon 6.6, ainsi afin de concurrencer, d'autres compagnies (en particulier l'Allemand BASF) développé homopolymère nylon 6, ou polycaprolactam - pas un polymère de condensation, mais formé par a polymérisation d'anneau-ouverture (alternativement fait par la polymérisation acide aminocaproic). Le lien de peptide dans le caprolactame est cassé avec exposé groupes actifs de chaque côté étant incorporé à deux nouveaux liens comme monomère devient une partie de l'épine dorsale de polymère. Dans ce cas-ci, tous les liens d'amide se situent dans la même direction, mais les propriétés du nylon 6 sont parfois indistinguibles de ceux du nylon 6.6 - excepté la température de fonte (N6 est inférieur) et quelques propriétés de fibre dans les produits comme des tapis et des textiles. Il y a également le nylon 9.

Nylon 5.10, fait à partir diamine de pentamethylene et acide sebacic, a été étudié par Carothers même avant que le nylon 6.6 et a les propriétés supérieures, mais est plus cher de faire. En accord avec cette convention de appellation, le « nylon 6.12 » (N-6,12) ou le « PA-6,12 » est un copolymère d'une diamine 6C et d'un diacid 12C. De même pour N-5,10 N-6,11 ; N-10,12, etc. D'autres nylons incluent copolymerized les produits dicarboxyliques d'acide/diamine qui sont pas basé sur les monomères a énuméré ci-dessus. Par exemple, certains aromatique des nylons sont polymérisés avec l'addition des diacids comme acide téréphtalique (→ Kevlar) ou acide isophtalique (→ Nomex), généralement lié aux polyester. Il y a des copolymères de N-6,6/N6 ; copolymères de N-6,6/N-6/N-12 ; et d'autres. En raison de la manière que des polyamides sont formés, nylon semblerait être limité aux chaînes non ramifiées et droites. Mais « tenez le premier rôle » le nylon embranché peut être produit par la condensation des acides dicarboxyliques avec polyamines avoir trois ou plus groupes aminés.

La réaction générale est :

Une molécule de l'eau est dégagé et le nylon est formé. Ses propriétés sont déterminées par les groupes de R et de R dans les monomères. Dans le nylon 6.6, le R = le 6C et le R = le 4C alcanes, mais on doit également inclure les deux carboxyliques carbones dans le diacid l'obtenir au nombre donne à la chaîne. Dans Kevlar, R et R sont benzène anneaux.

Fibre en nylon

La Commission commerciale fédérale définition pour la fibre en nylon : Une fibre manufacturée dans laquelle la fibre formant la substance est un polyamide synthétique à longue chaîne en lequel moins de 85% des amide-tringleries sont attachées directement (- CO-NH-) à deux groupes aliphatiques.

• Un synthétique thermoplastique fibre (fontes/lustres de nylon facilement aux températures relativement basses)
• Rond, lisse, et brillant fibres de filament
• les sections transversales peuvent être l'une ou l'autre
  • trilobé pour imiter la soie
  • multilobal pour augmenter l'agrafe comme l'aspect et la main
• Ses structures plus employées couramment sont multifilament, monofilament, agrafe ou remorquage et est disponible comme partiellement tiré ou en tant que filaments finis.
• Le nylon régulier a un en coupe rond et est parfaitement uniforme. Les filaments sont généralement complètement transparents à moins qu'ils aient été delustered ou solution teinte. Ainsi, ils sont au microscope identifiés en tant que tiges de verre.
• Les chaînes moléculaires du nylon sont de longues et droites variations mais n'ont aucune chaîne latérale ou tringlerie.
  • Le schéma de froid (étape 18 sur le modèle) peut aligner les chaînes ainsi eux sont orientés avec la direction en long et sont fortement cristallin.

• Le nylon est lié chimiquement aux fibres soie et laines de protéine.
  • Ils tous les deux ont les emplacements semblables de colorant mais le nylon a beaucoup de moins d'emplacements de colorant que les laines.

Concepts de base de la production en nylon

• La première approche : combinant des molécules avec un groupe (COOH) acide sur chaque extrémité sont mises à réagir avec deux produits chimiques qui contiennent des groupes de l'amine (NH2) sur chaque extrémité.

Ce processus crée nylon 6.6, fait de la diamine de hexamethylene avec six atomes de carbone et acide acidipic, aussi bien que six atomes de carbone.

• La deuxième approche : un composé a un acide à une extrémité et une amine à l'autre et est polymérisé pour former une chaîne avec répéter des unités (- NH [CH2] NCO) de X.
  • En d'autres termes, le nylon 6 est fait à partir d'une substance simple de six-carbone appelée le caprolactame.
  • Dans cette équation, si n=5, puis nylon 6 est le nom assigné. (peut également désigné sous le nom du polymère)

Nylon 6.6

• Les plis et les plis peuvent être chaleur-ont placé à températures élevées

• Il est très facile teindre nylon, mais le nylon 6.6 n'est pas

Nylon 6

• Améliorez l'affinité de colorant

• Une main plus molle

• Un plus grand rétablissement d'élasticité et d'élastique

• De meilleures propriétés de désagrégation ; une meilleure résistance de lumière du soleil

Plein modèle en nylon de production

Producteurs Les producteurs du nylon incluent : Honeywell Nylon Inc., Invista, Wellman Inc. parmi beaucoup d'autres. Dupont Company, est le pionnier le plus célèbre du nylon que nous connaissons aujourd'hui. Les compagnies ci-dessus produisent maintenant le nylon utilisé dans nos vies journalières.

Caractéristiques

• Variation de lustre : le nylon a la capacité d'être très brillant, semilustrous ou mat.
• Longévité : ses hautes fibres de ténacité sont employées pour des ceintures de sécurité, des cordes de pneu, le tissu ballistique et autre des utilisations.
• Élongation élevée
• Excellente résistance d'abrasion
• Fortement résilient (les tissus en nylon sont chaleur-ont placé)
• A préparé le terrain pour vêtements de facile-soin
• De haute résistance à :
  • insectes, mycètes et animaux
  • moules, rouille, putréfaction
  • beaucoup de produits chimiques
• Utilisé dans les tapis et les bas de nylon
• Fontes au lieu de la brûlure
• Utilisé dans beaucoup d'applications militaires

Propriétés en bloc

Au-dessus du leur les températures de fonte, T_m, thermoplastique comme le nylon soyez solides amorphes ou visqueux fluides dans ce que les chaînes rapprochent enroulements aléatoires. Au-dessous de T_m, les régions amorphes alternent avec les régions qui sont lamellaire cristaux.[1] Les régions amorphes contribuent l'élasticité et les régions cristallines contribuent la force et la rigidité. planaire les groupes d'amide (- CO-NH-) sont très polaire, formes tellement en nylon multiples liens d'hydrogène parmi les rives adjacentes. Puisque l'épine dorsale en nylon est si régulière et symétrique, particulièrement si tous liens d'amide sont dans transport configuration, les nylons souvent ont la cristalinité élevée et font d'excellentes fibres. La quantité de cristalinité dépend des détails de la formation, aussi bien que sur le genre de nylon. Apparemment il peut ne jamais être éteint d'a fonte comme solide complètement amorphe.

Le nylon 6.6 peut avoir les rives parallèles de multiple alignées avec leurs liens voisins de peptide aux séparations coordonnées d'exactement 6 et 4 carbones pour des longueurs considérables, ainsi carbonylique oxygens et amide hydrogens peut aligner pour former l'interchain liens d'hydrogène à plusieurs reprises, sans interruption. Le nylon 5.10 peut avoir coordonné des courses de 5 et 8 carbones. Ainsi les rives de parallèle (mais pas antiparallel) peuvent participer à prolongé, ininterrompu, multi-chaîne feuilles β-plissées, une structure supermoléculaire forte et dure semblable à celle a trouvé dans normal fibroïne en soie et β-kératines dans plumes. (Les protéines ont seulement une séparation de α-carbone d'acide aminé séquentielle - des groupes de CO-NH-.) le nylon 6 formera non interrompu H-collé les feuilles avec des directionnalités mélangées, mais rider de β-feuille est quelque peu différente. La disposition tridimensionnelle de chacun alcane hydrocarbure chaîne dépend dessus rotations au sujet du 109.47° tétraédrique liens des atomes de carbone simple-collés.

Quand expulsé dans des fibres par des pores dans industriel filière, les différentes chaînes de polymère tendent à aligner en raison de visqueux écoulement. Si soumis à schéma froid après, les fibres alignent plus plus loin, augmentant leur cristalinité, et le matériel acquiert additionnel résistance à la traction.[2] Dans la pratique, les fibres en nylon sont les roulements de chauffage employants le plus souvent tirés aux vitesses élevées.

Le nylon de bloc tend à être moins cristallin, excepté près des surfaces dues à cisaillement efforts pendant la formation. Le nylon est espace libre et sans couleur, ou laiteux, mais est facilement teint. La corde et la corde en nylon de Multistranded est glissante et tend à se démêler. Les extrémités peuvent être fondu et fondu avec une source de chaleur telle qu'a flamme ou électrode pour empêcher ceci.

Si sec, le polyamide est un bon isolateur électrique. Cependant, le polyamide est hygroscopique. L'absorption de l'eau changera une partie de matériel propriétés telles que le son résistance électrique. Le nylon est moins absorbant que les laines ou le coton.

Utilisations historiques

Facture Pittendreigh, Dupont, et d'autres individus et sociétés ont travaillé diligemment pendant les mois premiers de La deuxième guerre mondiale pour trouver une manière de remplacer l'Asiatique soie avec le nylon dedans parachutes. Il a été également employé pour faire pneus, tentes, cordes, ponchos, et autre militaire approvisionnements. Il a été même employé dans la production d'un papier à haute teneur pour LES États-Unis devise. Au départ de la guerre, coton a expliqué plus de 80% de toutes les fibres utilisées et construites, et laines les fibres ont expliqué le 20% restant. Pour le mois de août 1945, les fibres manufacturées avaient pris un part de marché de 25% et le coton s'était laissé tomber.

Certains des terpolymères basés sur le nylon sont journaliers utilisé dans l'empaquetage. Le nylon a été employé pour viande emballages et saucisse gaines.

Utilisation dans les composés

Le nylon peut être employé comme matériel de matrice dedans matières composites, comme la fibre en verre ou de carbone, et des rendements un plus haut densité que le nylon pur.

Étymologie

En John 1940 W. Eckelberry de Dupont a déclaré que les lettres « nyl » étaient arbitraires et "ON" a été copié des suffixes d'autres fibres comme coton et rayonne. Une publication postérieure par Dupont (Contexte, vol. 7, non 2, 1978) expliqué que le nom a été à l'origine prévu pour être « Aucun-Courez » (la « course » signification « se démêlent »), mais avez été modifié pour éviter de faire une réclamation si injustifiée et pour rendre le bruit de mot meilleur. On raconte que Carothers a changé une lettre à la fois jusqu'à ce que la gestion de Dupont ait été satisfaite. Mais il n'a pas été comporté dans le projet en nylon pendant la dernière année de sa vie, et le suicide commis avant le nom a été inventé.

Deux théories au sujet de l'origine de la réclamation nommée qu'elle est acronyme « maintenant de toi ont perdu, vieux Le Nippon« (N.Y.L.O.N.), ou cela qu'il représente »New York-Londres". Dans le dernier cas, on le réclame que c'étaient les deux villes où le produit a été recherché et développé, ou que l'inspiration est venue de New York au billet d'avion de Londres. Il n'y a aucune évidence pour la théorie « de billet d'avion », cependant de l'évidence contraignante de l'ancien des chercheurs contemporains à Université d'Oxford qui aidé à l'étude… Oxford peut être regardé comme Londres de New York, mais Nylox aurait été plus précis.

Utilisations

Voyez également

Références

• Textiles par Sara J. Kadolph, ISBN 0131187694

Liens externes

Pour des perspectives historiques sur le nylon, voyez la liste de documents de « L'histoire de bas : Vous soyez l'historien " au site Web Smithsonien, par le centre de Lemelson pour l'étude de l'invention et de l'innovation, musée national de l'histoire américaine, Établissement Smithsonien.

• Une démonstration chimique de la synthèse du nylon dans le cours du CHEM 1000 de l'université de Carleton. (Vidéo)
• Article sur faire le nylon à la maison
• Caractéristiques physiques typiques de nylon
• Description de matériel de polyamide
• Nylon chez fibersource.com

v • d • e Fibres Normal Animal Alpaga · Angora · Cheveux de chameau · Cachemire · Catgut · Chiengora · Lama · Mohair · Soie · Tendon · Soie d'araignée · Laines Légume Bambou · Fibre de coco · Coton · Lin textile · Chanvre · Jute · Kénaf · Manille · Piña · Raphia · Ramie · Sisal Minerai Amiante Synthétique Acrylique · Aramid (Twaron • Kevlar • Technora • Nomex) · Carbone (Tenax) · Microfiber · Nylon · Oléfine · Polyester · Polyéthylène (Dyneema • Spectres) · Rayonne · Spandex · Zylon