Nylon được tạo ra như thế nào?

Trong nhiều thế kỷ, các nhà phát minh đã cố gắng để tạo ra một "lụa tơ tằm". Đầu thập niên 1880, Sir Joseph Swan thí nghiệm với việc hình thành các sợi bằng cách hòa tan vỏ bên trong của cây dâu. Mặc dù Swan đã nhận ra rằng vải có thể được dệt từ vật liệu này nhưng ông không bao giờ theo đuổi ứng dụng này vì ông chủ yếu quan tâm đến việc tìm kiếm một sợi nhỏ cho bóng đèn của Thomas Edison. Mãi đến năm 1889, nhà hoá học người Pháp Hilaire de Chardonnet đã phát triển tơ nhân tạo hay "lụa nhân tạo" mà ông đã giới thiệu tại Triển lãm Paris. Ông được biết đến như là "cha đẻ của ngành công nghiệp tơ nhân tạo".

Vào ngày 28 tháng 2 năm 1935, nhà hóa học người Mỹ Wallace Carothers, làm việc tại DuPont tạo ra "sợi thần kỳ", nylon 66 - Số này được lấy từ công thức hóa học của nó. Ở Đức, vào năm 1938, Paul Schlack của I.G. Công ty Farben đã trùng hợp caprolactam , một loại polymer khác bây giờ được gọi là nylon 6. Nylon bắt đầu một cuộc cách mạng trong ngành công nghiệp sợi. Những nỗ lực trước đây về "lụa tơ tằm" liên quan đến cellulose thực vật, nylon hoàn toàn được làm từ hóa dầu. DuPont bắt đầu sản xuất nylon thương mại vào năm 1939. Nó được làm thành vải dù, bàn chải đánh răng và vớ phụ nữ. Tại Cuộc trưng cầu San Francisco vào tháng 2 năm 1939, vớ nylon được giới thiệu lần đầu tiên và đã gây chấn động với mọi người.

Chiến tranh Thế giới II vào tháng 12 năm 1941 bắt đầu đi vào giai đoạn kết thúc, việc sử dụng nylon trong vớ trở lên khá phổ biến. Tất cả sản xuất nylon được phân bổ cho chiến tranh. Nylon thay lụa châu Á trong dù cũng như lốp xe, lều bạt, dây thừng, Áo ponsô và thậm chí cả giấy cao cấp dùng trong sản xuất đồng tiền của Hoa Kỳ. Đến cuối chiến tranh, việc sử dụng sợi bông vẫn chiếm ưu thế ở mức 75%, nhưng sợi tổng hợp đã tăng lên 15%. Sau chiến tranh, vớ nylon trở thành cơn sốt một lần nữa. Vớ vẫn còn làm bằng vật liệu này. Có lẽ một trong những cách sử dụng nylon nổi tiếng nhất là khi Neil Armstrong đặt chân trên mặt trăng. Bộ quần áo của ông được làm bằng nhiều lớp vải nylon và aramit và cờ ông cắm được làm bằng nylon. Cho đến ngày nay, nylon được sử dụng trong nhiều loại quần áo bao gồm thiết bị ngoài trời và đồng phục thể thao.

Nylon là một sợi tổng hợp mạnh, chống mài mòn và sẽ không co lại hoặc giãn nở khi rửa. Tuy nhiên, nó bị phân hủy bởi ánh sáng cực tím trừ khi thêm vào các chất phụ gia chống  UV và dễ cháy. Nó cũng có tỷ lệ hấp thụ nước cao hơn nhiều loại polyme khác. Nylon là chất nhựa nhiệt dẻo được làm bằng các đơn vị lặp đi lặp lại liên kết bởi các liên kết peptit và là một loại polyamit. Nylon 66 có điểm nóng chảy là 509°F (265°C) trong khi điểm nóng chảy của nylon 6 là 428°F (220°C). Nylon được tạo ra thông qua phản ứng trùng hợp ngưng tụ và được hình thành bằng cách phản ứng các monome hai chức năng có chứa các phần bằng nhau của amin và axit cacboxylic. Các amit hình thành ở cả hai đầu của monomer trong một quá trình tương tự như trùng hợp nhiều amino axit. Các monomer cho nylon 6/6 là axit adipic và hexamethylene diamine trong khi nylon 6 đòi hỏi một lactam hoặc một amino axit. Trong mỗi trường hợp, hai phân tử kết hợp để làm cho nylon với nước như một sản phẩm phụ. Nước phải được loại bỏ hoặc nó ức chế quá trình trùng hợp. Tên nylon 6 hoặc nylon 6/6 được sử dụng dựa trên số nguyên tử cacbon có giữa hai nhóm axit và hai nhóm amin.

Bạn có quan tâm đến việc tìm hiểu thêm về các chất liệu nhựa? Hãy đặt câu hỏi cho Hamakyu!