Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Найлон 6 немесе поликапролактам – полимер, атап айтқанда жартылай кристалданатын полиамид. Көптеген басқа нейлон түрлерінен өзгеше, найлон 6 конденсациялық полимер емес, оның орнына циклдық полимерлену арқылы түзіледі; бұл оны конденсациялық және қосылыс полимерлерін салыстыруда ерекше жағдайға айналдырады. Оның найлон 6,6-мен бәсекелесуі және оның көрсеткен үлгісі синтетикалық талшық өнеркәсібінің экономикасын қалыптастырды. Ол көптеген саудалық атаулармен сатылады, оның ішінде Перлон (Германия), Дедерон (бұрынғы Шығыс Германия), Нилатрон, Капрон, Ультрамид, Акулон, Капрон (бұрынғы Кеңес Одағы және оның серік елдері), Ругопа (Түркия) және Дюретан.
Nylon 6 or polycaprolactam is a polymer, in particular semicrystalline polyamide. Unlike most other nylons, nylon 6 is not a condensation polymer, but instead is formed by ring opening polymerization; this makes it a special case in the comparison between condensation and addition polymers. Its competition with nylon 6,6 and the example it set have also shaped the economics of the synthetic fibre industry. It is sold under numerous trade names including Perlon (Germany), Dederon (former East Germany), Nylatron, Capron, Ultramid, Akulon, Kapron (former Soviet Union and satellite states), Rugopa (Turkey) and Durethan.
Тарих
Поликапролактамды 1930 жылдардың аяғында Пол Шлак IG Farben компаниясында (алғаш рет 1938 жылы синтезделген) оның өндірісіндегі патентті бұзбастан, Найлон 66-ның қасиеттерін қайта жасау үшін әзірлеген. (Соған шамалас уақытта, Toray компаниясындағы Кохей Хошино да нейлон 6-ны синтездеуге қол жеткізді.) Ол Перлон деп сатылды және 1943 жылы нацистік Германияда жылына 3500 тонналық өндіріс қуатымен фенол шикізат ретінде пайдаланылды. Бастапқыда полимерден жасанды қылшықтар үшін жуан талшықтар өндірілді, содан кейін талшық сапасы жақсартылып, немістер парашюттер, ұшақ шиналарына арналған шнурлар және планерлерді буксирлеуге арналған кабельдер жасауды бастады. КСРО 1940 жылдары осыған ұқсас материалды әзірлеуді бастады, Гитлермен Украинада IG Farben зауытын салу туралы келіссөздер жүргізілген кезде, 1942 жылы негізгі ғылыми жұмыстар атқарылды. Өндіріс 1948 жылы Клин қаласында КСРО-ның ИГ Фарбен компаниясының 2000 томдық және AEG компаниясының 10 000 томдық техникалық құжаттамасын алғаннан кейін, Екінші дүниежүзілік соғыстағы жеңістің нәтижесінде басталды.
Polycaprolactam was developed by Paul Schlack at IG Farben in late 1930s (first synthesized in 1938) to reproduce the properties of Nylon 66 without violating the patent on its production. (Around the same time, Kohei Hoshino at Toray also succeeded in synthesizing nylon 6.) It was marketed as Perlon, and industrial production with a capacity of 3,500 tons per year was established in Nazi Germany in 1943, using phenol as a feedstock. At first, the polymer was used to produce coarse fiber for artificial bristle, then the fiber quality was improved, and Germans started making parachutes, cord for aircraft tires and towing cables for gliders. The Soviet Union began its development of an analog in the 1940s, while negotiating with Hitler on building an IG Farben plant in Ukraine, basic scientific work was ongoing in 1942. The production only started in 1948 in Klin, after USSR got its hands on the 2000 volumes of IG Farben, and 10,000 volumes of AEG technical documentation, as a result of victory in the World War II.
Синтез
Найлон 6 полимерлену кезінде комономерлер немесе тұрақтандырғыштар қолдану арқылы өзгертілуі мүмкін, бұл жаңа тізбек ұштарын немесе функционалдық топтарды енгізуге мүмкіндік береді, соның салдарынан реактивтілігі мен химиялық қасиеттері өзгереді. Мұндай өзгертулер көбінесе боялу қабілетін немесе өртке төзімділігін өзгерту үшін жасалады. Найлон 6 капролактамның сақиналық полимерленуі арқылы синтезделеді. Капролактамда 6 көміртегі атомы бар, сондықтан ол Найлон 6 деп аталады. Капролактамды азот атмосферасында шамамен 533K температурада 4-5 сағат бойы қыздырғанда сақина ашылып, полимерлену процесі басталады. Содан кейін балқыған масса спиннерлер арқылы өткізіліп, Найлон 6 талшықтарына айналады. Полимерлену кезінде капролактам молекулаларындағы амидтік байланыс үзіледі, ал мономер полимер тізбегінің құрамына енгенде, екі жағындағы белсенді топтар екі жаңа байланыс құрайды. Найлон 6,6-дан ерекшелігі, оның амидтік байланысының бағыты әрбір байланыста өзгерсе, Найлон 6-дағы барлық амидтік байланыстар бір бағытта орналасқан (суретті қараңыз: әр амидтік байланыстың N-ден C-ге қарайғы бағытына назар аударыңыз).
Nylon 6 can be modified using comonomers or stabilizers during polymerization to introduce new chain end or functional groups, which changes the reactivity and chemical properties. It is often done to change its dyeability or flame retardance. Nylon 6 is synthesized by ring opening polymerization of caprolactam. Caprolactam has 6 carbons, hence Nylon 6. When caprolactam is heated at about 533K in an inert atmosphere of nitrogen for about 4–5 hours, the ring breaks and undergoes polymerization. Then the molten mass is passed through spinnerets to form fibres of nylon 6. During polymerization, the amide bond within each caprolactam molecule is broken, with the active groups on each side re forming two new bonds as the monomer becomes part of the polymer backbone. Unlike nylon 6,6, in which the direction of the amide bond reverses at each bond, all nylon 6 amide bonds lie in the same direction (see figure: note the N to C orientation of each amide bond).
Қасиеттері
Найлон-6 талшықтары берік, жоғары созылу күшіне, серпімділікке және жылтырлыққа ие. Олар бүктелуге төзімді және қышқылдар мен сілтілер сияқты химиялық заттарға, сондай-ақ тозуға өте төзімді. Бұл талшықтар 2,4%-ға дейін суды сіңіре алады, бірақ бұл созылу күшін азайтады. Найлон-6-ның шыны тәрізділік температурасы 47 °C. Синтетикалық талшық ретінде Найлон-6 көбінесе ақ түсті болады, бірақ өндіріс алдында ерітіндіде бояу арқылы әртүрлі түстерге ие болуы мүмкін. Оның беріктігі 6–8,5 гф/Д, ал тығыздығы 1,14 г/см³. Оның балқу температурасы 215 °C, ал орташа есеппен 150 °C дейін қызуға төзе алады.
Nylon 6 fibres are tough, possessing high tensile strength, elasticity and lustre. They are
wrinkleproof and highly resistant to abrasion and chemicals such as acids and alkalis. The fibres can
absorb up to 2.4% of water, although this lowers tensile strength. The glass transition temperature of
Nylon 6 is 47 °C. As a synthetic fibre, Nylon 6 is generally white but can be dyed in a solution bath prior to production for different color results. Its tenacity is 6–8.5gf/D with a density of 1.14g/cm. Its melting point is at 215 °C and can protect heat up to 150 °C on average.
Биологиялық ыдырау
Flavobacterium sp. [85] және Pseudomonas sp. (NK87) нейлон-6 олигомерлерін ыдыратады, бірақ полимерлерді емес. Кейбір ақ шірік саңырауқұлақ штамдары да окистену арқылы нейлон-6-ны ыдырата алады. Алифатикалық полиэстерлермен салыстырғанда, нейлон-6 нашар биологиялық ыдырауға ұшырайды делінеді. Молекулалық нейлон тізбектері арасындағы сутекті байланыстардың нәтижесінде пайда болатын күшті тізбектер аралық өзара әрекеттесулер осының себебі деп саналады. Дегенмен, 2023 жылы нейлон-6-ны жылдам ыдырататын катализатор ашылған.
Flavobacterium sp. [85] and Pseudomonas sp. (NK87) degrade oligomers of Nylon 6, but not polymers. Certain white rot fungal strains can also degrade Nylon 6 through oxidation. Compared to aliphatic polyesters, Nylon 6 has been said to have poor biodegradability. Strong interchain interactions from hydrogen bonds between molecular nylon chains is said to be the cause by some sources. However, in 2023 a catalyst that rapidly breaks Nylon 6 down was reported.