"6" در نایلون 6 به چه معنی است؟ شیرجه عمیق به علم پلیمر

مقدمه
اصطلاح "نایلون 6" چیزی بیش از یک نام نیست - اطلاعات مهمی در مورد ساختار شیمیایی ، مواد اولیه و خواص پلیمر در اختیار دارد. این نام عددی نقش اساسی در طبقه بندی و تمایز انواع مختلف نایلون ، خانواده ای از پلی آمیدهای مصنوعی دارد که در قرن بیستم علوم مواد را متحول می کند.

در این مقاله ، ما آنچه را که "6" در نایلون 6 از دیدگاه شیمیایی ، صنعتی و تاریخی به معنای آن است ، باز خواهیم کرد و چگونگی مقایسه آن با سایر نایلون ها مانند نایلون 6،6 را کشف می کنیم. در پایان ، شما خواهید فهمید که چگونه یک شماره واحد می تواند بینش عمیقی در مورد ساختمان های شیمی مدرن پلیمری ارائه دهد.

1. نایلون چیست؟ یک مرور کلی
نایلون یک پلیمر ترموپلاستیک مصنوعی ، به طور خاص یک پلی آمید است ، به این معنی که زنجیرهای مولکولی آن توسط پیوندهای آمید (-Conh-) در کنار هم نگهداری می شوند. اولین بار در دهه 1930 توسط والاس Carothers در DuPont سنتز شد ، در ابتدا نایلون به عنوان یک جایگزین مصنوعی برای ابریشم در نظر گرفته شد و به سرعت در منسوجات ، کاربردهای نظامی و بعداً در پلاستیک های مهندسی استفاده کرد.

انواع مختلفی از نایلون وجود دارد ، از جمله:

نایلون 6

نایلون 6،6

نایلون 6،10

نایلون 11

نایلون 12

هر نوع ساختار مولکولی متفاوتی دارد و در نتیجه خواص و کاربردهای متمایز ایجاد می شود.

2. رمزگشایی "6" در نایلون 6
2.1 مونومر منبع: کاپرولاکتام
"6" در نایلون 6 به تعداد اتم های کربن موجود در مونومر که از آن سنتز می شود ، اشاره دارد. نایلون 6 از یک مونومر منفرد به نام Caprolactam ساخته شده است که حاوی 6 اتم کربن در ساختار حلقه آن است.

فرمول شیمیایی کاپرولاکتام:
c₆h₁₁no

هنگامی که کاپرولاکتام تحت پلیمریزاسیون حلقه ای حلقه قرار می گیرد ، زنجیرهای طولانی از واحدهای تکرار شونده را تشکیل می دهد که هر یک از آنها شامل 6 اتم کربن نیز هستند.

تکرار واحد در نایلون 6:

CSS
复制
编辑
[-NH- (CH2) 5-CO-] n
این ساختار شامل:

5 گروه ch₂ (متیلن) 5 اتم کربن

1 کربن در گروه اسید کربوکسیلیک (CO) → 1 اتم کربن
کل: 6 اتم کربن در هر واحد مونومر

بنابراین ، "6" تعداد اتم های کربن موجود در مونومر استفاده شده برای ایجاد پلیمر را نشان می دهد.

2.2 پلیمریزاسیون خطی در مقابل تراکم
نایلون 6 از طریق پلیمریزاسیون حلقه باز تولید می شود ، مکانیسم متفاوتی از پلیمریزاسیون تراکم مورد استفاده در ساخت نایلون های دیگر مانند نایلون 6،6.

نایلون 6 → از یک مونومر (caprolactam)

نایلون 6،6 → از دو مونومر (هگزامتیلن دی آمین و اسید آدیپیک)

این تفاوت بر خواصی مانند تبلور ، نقطه ذوب و قدرت مکانیکی تأثیر می گذارد.

3. نایلون 6 در مقابل نایلون 6،6: مقایسه ساختاری

کنوانسیون های نامگذاری از یک رویکرد سیستماتیک پیروی می کنند:

تعداد تک (به عنوان مثال ، نایلون 6 ، نایلون 12): از یک مونومر منفرد با آن بسیاری از اتم های کربن ساخته شده است.

دو عدد (به عنوان مثال ، نایلون 6،6 ؛ نایلون 6،10): شماره اول به تعداد اتم های کربن موجود در دیامین اشاره دارد. دوم به تعداد اسید دی کربوکسیلیک اشاره دارد.

4. زمینه تاریخی و اهمیت صنعتی
4.1 کشف و انگیزه
نایلون 6 برای اولین بار توسط پل شلک در IG Farben در آلمان در سال 1938 ساخته شد ، به عنوان پاسخی به اختراع DuPont از نایلون 6،6. شلک یک پلی آمید را می خواست که می تواند از یک مونومر منفرد تولید شود و باعث می شود سنتز و استقلال آسان تر از فرآیند تراکم ثبت شده DuPont باشد.

4.2 برنامه
امروز ، نایلون 6 به طور گسترده ای در:

منسوجات و فرش: به دلیل مقاومت و قابلیت انعطاف پذیری آن

پلاستیک های مهندسی: چرخ دنده ها ، یاتاقان ها ، خانه ها

فیلم و بسته بندی: برای مواد غذایی و استفاده صنعتی

مقاومت در برابر سایش ، قدرت تأثیر و مقرون به صرفه بودن آن را در صنایع ضروری می کند.

5. نتیجه گیری: بیش از فقط یک عدد
"6" در نایلون 6 دلخواه نیست - اطلاعات اساسی در مورد آرایش شیمیایی ، مسیر سنتز و خصوصیات فیزیکی پلیمر را رمزگذاری می کند. این به ما می گوید که این پلیمر از یک مونومر با شش اتم کربن ساخته شده است و این یک هموپلیمر است که از طریق پلیمریزاسیون حلقه ای از کاپرولاکتام تشکیل می شود.

درک این سیستم نامگذاری به شیمیدانان ، مهندسان و تولید کنندگان کمک می کند تا نایلون مناسب را برای کاربرد مناسب انتخاب کنند. به همان سادگی که به نظر می رسد ، شماره "6" یک کلید قدرتمند برای باز کردن علم در پشت یکی از مهمترین مواد مصنوعی جهان است. $ $