Niló

De la Viquipèdia, l'enciclopèdia lliure.
Saltar a la navegació Saltar a la cerca
Nota de desambiguació.svg Desambiguació : si busqueu altres significats, vegeu Nylon (desambiguació) .
Fórmula estructural de dos nilons: niló 66 (superior) i niló 6 (inferior)

El niló [1] és una família particular de poliamides sintètiques.

El terme niló indica en particular poliamides alifàtiques , però de vegades s’utilitza el mateix terme (indegudament) per indicar també la classe de poliaramides (a la qual pertanyen Kevlar i Nomex ), que són poliamides aromàtiques .

Els nilons s’utilitzen principalment com a fibra tèxtil i per produir petits artefactes. [2]

El primer a sintetitzar poliamides va ser Wallace Carothers . El 28 de febrer de 1935 va obtenir poliexametilè adipamida (o niló 6,6 ) en un laboratori de DuPont a Wilmington ( Delaware , EUA ). [2] El procés de síntesi de niló 6,6 (fet d' àcid adípic i hexametilendiamina ) es va patentar el 1937 i es va comercialitzar el 1938 . [3] [4]

Nylon 6 va ser produït per primera vegada per Paul Schlack als laboratoris IG Farben el 1938 a partir de la caprolactama com a reactiu . [2] Va ser patentat el 1941 i comercialitzat amb el nom de "Perlon". [3]

Origen del nom

El 1940 John W. Eckelberry de DuPont va declarar que les lletres "nyl" es van triar a l'atzar i es va adoptar el sufix "-on" perquè ja era present en els noms d'altres fibres ( cotó , en anglès cotton i rayon ). Una publicació posterior de DuPont [5] explicava que el nom escollit inicialment era "no-run", on "run" prenia el significat de desenredar , "descartar" i que es va modificar per millorar el so i evitar possibles queixes.

Una llegenda urbana diu que el niló no és res més que les sigles de Now You Lose Old Nippon . Això es deu al fet que després dels esdeveniments de la Segona Guerra Mundial, el Japó va impedir la importació de seda de la Xina que va ser utilitzada pels Estats Units per teixir els paracaigudes dels soldats. En aquest moment, els Estats Units van treballar molt i van crear aquest nou material de recanvi donant-li precisament aquest acrònim. Una altra llegenda diu, però, que el nom deriva dels de Nova York i Londres ja que la fibra es va desenvolupar per suplir la manca de seda dels paracaigudes de l’ aliança de la Segona Guerra Mundial contra l’Eix, però ni tan sols aquest. [6]

Nomenclatura

Les poliamides alifàtiques poden ser del tipus AB o AABB , on A i B indiquen els grups funcionals -NH i -CO respectivament. [7]

Les poliamides del tipus AB tenen la fórmula general (-NH- (CH 2 ) x -CO-) n, n és el nombre d’ unitats repetitives , mentre que les del tipus AABB tenen la fórmula general (-NH- (CH 2) ) x -NH -CO- (CH 2 ) (y-2) -CO-) n . [8]

El nom de la poliamida alifàtica es compon del terme "niló" (o més rarament "poliamida") seguit d'un o dos números, que indiquen el nombre d' àtoms de carboni presents a la unitat que es repeteix. Com que en el cas de les poliamides de tipus AB (com el niló 6) cada unitat repetidora està formada per una única cadena d’hidrocarburs lligada als grups -NH -CO, un sol nombre (x) és suficient per identificar la poliamida en qüestió, mentre que en el cas de les poliamides tipus AABB (com el niló 6,6), cada unitat repetidora consta de dues cadenes d’hidrocarburs separades pels grups -NH -CO, per a les quals calen dos nombres (x, y) per identificar-la de manera única. [7]

Com que les poliamides alifàtiques es produeixen per condensació, les xifres que segueixen el terme "niló" també corresponen al nombre d'àtoms de carboni continguts en els monòmers utilitzats. En el cas de les poliamides AABB, el primer nombre indica els àtoms de carboni del monòmer que conté el grup amino, mentre que el segon número indica els àtoms de carboni del monòmer que conté el grup àcid. [8]

Tipus de niló

Químicament parlant, les nilons són poliamides . Es sintetitzen mitjançant una reacció de polimerització pas a pas . [9]

Els primers a produir-se van ser el niló 6 i el niló 6,6.

Posteriorment, hi ha hagut molts intents de polimerització entre un diàcid i una diamina, i el terme niló ha passat a indicar tota la família d'espècies macromoleculars. En particular, els números que segueixen el nom indiquen respectivament el nombre d’àtoms de carboni que provenen de la diamina i el nombre de carboni que prové del diàcid. Així tenim niló 6,7 , niló 8,10, etc. Si el nombre següent és senzill, significa que la cadena deriva de la polimerització d’una espècie que conté un àcid carboxílic i una amina a l’ esquelet carbonós .

A més del niló 6,6 i el niló 6 , els nilons més utilitzats industrialment són el niló 11 i el niló 12 .

A continuació es mostra una taula que conté alguns exemples de niló: [7]

Nom Número CAS
niló 4,6 24936-71-8
niló 6.6 32131-17-2
niló 6.9 28757-63-3
niló 11 25035-04-5
niló 6 (o policaprolactama) 25038-54-4
niló 12 (o polilaurolactama) 24937-16-4

Niló 6.6

El niló 6.6 té la fórmula C 12 H 22 N 2 O 2 . És el producte de la polimerització per condensació de l’ hexametilendiamina i l’àcid adípic ; [10] és la més estesa.

Niló 6,6.svg
Producció de niló 6,6 a partir de 1,6-hexanediamina (fase aquosa) i clorur d’adipoil (fase orgànica).

També es pot produir mitjançant polimerització interfacial , mitjançant clorur d’acil (ClOC (CH 2 ) 4 COCl) en lloc d’àcid adípic. En aquest cas, la diamina es dissol en la fase aquosa, mentre que el clorur d'acil es dissol en un dissolvent orgànic (per exemple, cloroform ). La reacció de síntesi té lloc a la interfície entre les dues fases, de manera que parlem de "polimerització superficial".

En el procés de producció d’àcid adípic, les temperatures són de l’ordre de 200 ° C , mentre que en el cas de la polimerització superficial les temperatures de funcionament es redueixen a 0-50 ° C.

Niló 6

El niló 6 es sintetitza per polimerització per passos a partir de ε- caprolactama . [10]

Niló 6.svg

Niló 6.10

El niló 6,10 es produeix a partir d’hexametilendiamina i àcid 1,10-decanedi (àcid sebàcic) (HOOC (CH 2 ) 8 COOH)

Niló 6.12

El niló 6.12 es produeix a partir d’hexametilendiamina i àcid dodecanedioic (HOOC (CH 2 ) 10 COOH)

Niló 11

El niló 11 s’obté a partir de l’àcid w-aminoundecanoic (H2N (CH2) 10COOH).

Niló 12

El niló 12 es pot sintetitzar a partir de lauril-lactama (per obertura de l'anell) o de l'àcid ε-aminododecanoic (H 2 N (CH 2 ) 11 COOH). [10]

Fibres de poliamida al microscopi

Segons la definició ISO, "la fibra de poliamida (o niló) és una fibra formada per macromolècules lineals que tenen la recurrència d'enllaços d'amida a la cadena, dels quals almenys el 85% estan units a grups alifàtics o alifàtics de cicle".

L'operació de filatura es realitza a una temperatura de 30-40 ° C, per sobre del punt de fusió del polímer; Per evitar fenòmens de despolimerització i degradació, és important que la massa tingui un contingut d'humitat no superior al 0,1%.

Les principals característiques d’aquesta fibra són:

  • excel·lent resistència al desgast;
  • recuperació elàstica elevada;
  • facilitat de tintura;
  • bona solidesa a la calor;
  • facilitat de manteniment.

Malgrat això, cal destacar la sensibilitat a diversos reactius químics (lleixius i àcids minerals), la poca resistència a altes temperatures (> 100 ° C) i a condicions ambientals particulars com la llum i les atmosferes riques en òxids de nitrogen .

En les poliamides, els nombrosos enllaços d’hidrogen intra i inter-moleculars a causa de la presència de grups CONH donen lloc a forces de cohesió intenses que, juntament amb la regularitat de les cadenes, condueixen a percentatges considerables de cristalinitat . Això proporciona al material unes excel·lents característiques mecàniques: alt mòdul elàstic , duresa i resistència a l' abrasió . El punt de fusió és generalment alt: 220 ° C per a Ny-6, 262/264 ° C per a 6,6 i 174 ° C per a Ny-12. La transició del vidre s’observa al voltant de 50 ° C per a Ny-6 i 37 ° C per a Ny-12.

Els grups d’amides polars, a més de fer que les poliamides siguin força higroscòpiques , també milloren molt la resistència a l’impacte. Això és possible perquè les molècules d’aigua absorbides actuen com a plastificants, augmentant la duresa.

Aplicacions

Cordes de niló
Un bombarder de niló
Mitges de niló al microscopi

Si s’utilitza la fibra en un fil continu , el camp d’ús principal és el de les mitges ( mitges ) per a dona . També s’utilitza sovint per a roba de bany, roba esportiva (vestits de ciclisme, anoracs), al sector de la roba interior ( llenceria ), bosses, paraigües i folres, mobles i terres , amb fils de diàmetre molt gran.

Cap als anys setanta es va estendre una nova manera de completar la fase "tèxtil" de producció de fil: en lloc de torçar-lo, es "volumitza" amb un procés anomenat texturització . El fil així obtingut adquireix una major elasticitat, permetent la producció de mitjons sense cosir i, així, també determina un canvi de moda.

Si la fibra s'utilitza en la grapa, és a dir, moltes fibres curtes i retorçats junts per formar el fil, que s'utilitza principalment en barreges amb altres fibres naturals ( cotó , llana ) en el sector dels homes de calceteria , gèneres de punt, teles de catifes (però amb diàmetres més grans) i teixits per a paviments.

Com la majoria de les fibres sintètiques, el niló té els següents avantatges respecte a les fibres naturals:

  • major resistència al desgast;
  • no és atacat per les arnes;
  • lleugeresa;
  • no es redueix en rentar-se;
  • s’asseca ràpidament i no necessita planxar.

Operacions pretintorials

  • Purga : s'utilitza per eliminar les impureses (olis, coles, greixos , etc.) que es deriven d'altres processos. Es fabrica en un entorn bàsic en presència de sosa , amb detergents aniónics o no iònics. Com a alternativa, es pot utilitzar un sabó a base de dissolvents per dissoldre els greixos presents a la fibra.
  • Configuració de la calor : es pot fer en camper o en torpedo . Les fibres de niló que surten de la cadena de subministrament presenten macromolècules desordenades. Després de l'estirament, les macromolècules giren al llarg de l'eix de planxar i es formen enllaços aleatoris entre les cadenes, que creen una estructura tensada fàcilment arrufada. Amb la configuració de la calor, els enllaços formats es trenquen i les macromolècules estan alineades. En refredar-se, es formen nous enllaços perpendicularment, donant a la fibra una estructura menys tensada.

Tenyit

El pH isoelèctric del niló és d’uns 5,5 a 5,6. En tenyir -se mai no baixa per sota del pH 4,5 ja que causaria danys a l’estructura de la fibra, tant perquè a un pH àcid el niló es degrada com perquè deixant entrar massa colorant a la fibra, es produeixen danys a la seva estructura cristal·lina. A més, sota pH 3, teniu la cationització de l’ imida d’ unió, que provoca un atac del colorant aniónic. D’aquesta manera, augmenta l’esgotament del colorant a l’interior del bany, però també és cert que es tracta de vincles febles que, després d’un rentat posterior, es trencarien i tornarien a portar el colorant al bany. Caure per sota del pH 3 condueix finalment a la creació d'enllaços febles i redueix la solidesa del colorant.

Els colorants àcids amb què es tenyeix el niló es divideixen en dues classes:

  • Classe A: colorants amb molècules molt petites, poc semblants i poc sòlides, que donen una millor igualació del colorant. Es tenyeix a pH 4,5-5.
  • Classe B: colorants amb una molècula més grossa, més semblants i més sòlids, però que inevitablement donen un colorant menys igualat. Es tenyeix a pH 6-7.

Els colorants àcids poden ser mono-, bi- o tri- sulfònics . Les monosulfones, en ser més lleugeres, tendeixen a pujar primer sobre la fibra; en presència d’una triada de colorants amb un colorant monosulfònic i dos colorants trisulfònics, hi ha el risc que el colorant més ràpid, augmentant abans, sature la fibra, sense deixar pujar els altres dos. Per aquest motiu, s’ha establert una escala de compatibilitat de colorants àcids sobre niló .

Els colorants amb K = 1 són els més ràpids, els que tenen K = 7 els més lents. Quan s’utilitza una triada de colorants, cal utilitzar aquells amb K i solidesa el més semblants possible. La K no depèn del bany , del pH ni dels auxiliars aniónics o no iònics. En canvi, està influït per l’ús d’auxiliars catiònics, per als quals s’ha establert una escala K *, que depèn del pH del colorant.

A més de tenyir-se amb colorants àcids, es pot fer tintura amb colorants dispersos, premetallats 1: 2 i premetallats 1.1 (Neolan P permet tintar amb un pH menys àcid).

Tintura mixta

En una fibra mixta de poliamida de llana , el niló tendeix a elevar primer el colorant i satura molt menys que la llana. Si heu de tenyir amb colors clars, podeu utilitzar compostos retardants per al niló, és a dir, àcids sulfònics que s’uneixen al niló, retardant l’augment del colorant. Si, en canvi, s’ha de tenyir amb tons més foscos, l’única manera és tenyir primer el niló amb tints dispersos i després la llana amb tints àcids.

Si es tracta d’una fibra mixta de poliamida-cotó, el niló es tenyeix amb colorants premetallats 1.2 o de classe B i, després, al mateix bany, el cotó amb colorants directes.

Post-tractaments

Per augmentar la solidesa a l’aigua del mar o de la piscina , a la suor i al rentat, es poden utilitzar àcids arilsulfònics després de tenyir-se amb colorants àcids (al mateix bany si s’utilitzaven auxiliars aniónics, en un bany diferent si s’utilitzaven auxiliars catiónics). Com a alternativa, s’utilitzen productes naturals ( taní i tartaremètic ), que són més cars, però millors.

Els diners i el decitex

Tradicionalment el diàmetre del fil s’anomena danaratura (abreujat en den ). El cau correspon al pes en grams de 9.000 metres de fil.

L’escala que s’utilitza ara a nivell internacional es basa en el pes en grams d’una madeixa de 10.000 metres, anomenada decitex . En les mitjanes femenines, un denier baix correspon generalment a una mitja transparent (pura), un denier alt un efecte de cobertura (de vegades, però no necessàriament, amb finalitats reparadores o contenidores). Al fil continu, fins i tot amb el mateix decitex, s’importa el nombre de rebaves. Una línia de filament mono és, per exemple, la que s’utilitza per a les línies de pesca.

A continuació es mostren les fórmules que permeten determinar el recompte, sabent la longitud en metres i el pes del fil, tant per a dtex (decitex) com per a den (denier):

dtex = (pes en grams × 10000) / longitud en metres
den = (pes en grams × 9000) / longitud en metres

i en conseqüència: dtex

longitud en metres = (pes en grams × 10000) / decitex
pes en grams = (longitud metres × dtex) / 10000

diners

longitud en metres = (pes en grams × 9000) / den
pes en grams = (longitud metres × den) / 9000

Les fàbriques a Itàlia

Rhodiatoce (una empresa conjunta entre Montecatini i Rhône-Poulenc ) va ser la primera empresa a introduir el niló 6,6 al mercat italià, produït a la planta de Pallanza com a exclusiva nacional fins a la durada de les patents Rhône-Poulenc. La marca comercial amb la qual era conegut era Nylonon Rhodiatoce ; tanmateix, era l’anomenada “marca feble”, perquè era massa semblant al nom comú del producte.

Châtillon va produir filats de niló 6 a Ivrea i Vercelli ; Snia Viscosa el fil de niló 6 a Cesano Maderno i Varedo ( MB ), així com el grapat de niló 6 a Pisticci ( MT ).

A principis dels anys setanta, tot el sector de la poliamida va ser assignat a Montefibre (una empresa del grup Montedison nascuda després de la fusió de Rhodiatoce i Polymer amb Châtillon ), que també va absorbir la producció de Snia Viscosa . Als anys vuitanta el sector va patir una greu crisi, tant que Montefibre (el principal productor italià de poliamides ) es va veure obligat primer a racionalitzar la producció, conferint les activitats a la companyia italiana de niló , la seva filial, i posteriorment a abandonar definitivament les exclusives de el sector.

RadiciGroup i Aquafil Spa produeixen actualment la major quantitat nacional de niló 6 i niló 6,6 a les seves fàbriques a Itàlia .

Nota

  1. Nylonon , a Treccani.it - ​​Treccani Vocabulary en línia , Institut de l'Enciclopèdia Italiana. Consultat el 7 de març de 2017 .
  2. ^ a b c Weissermel-Arpe , pàg. 240 .
  3. ^ a b Ullmann , cap. 1 .
  4. ^ sense títol Arxivat el 4 de març de 2016 a Internet Archive .
  5. Context , vol. 7, núm. 2, 1978
  6. ^ Adéu seda durant la guerra, així va néixer el niló , a tv.repubblica.it , Repubblica RadioTv, 21 d'octubre de 2011. Recuperat el 26 d'octubre de 2011 .
  7. ^ a b c Ullmann , cap. 2 .
  8. ^ a b Brisi .
  9. ^ És imprecís dir que les nilons es produeixen mitjançant polimerització per condensació: de fet, hi ha casos en què el condensat no es produeix durant la polimerització per etapes. Un exemple en aquest sentit és el niló 6, en el qual l’únic producte de la reacció principal de polimerització és el niló (no parlem aquí de cap reacció secundària).
  10. ^ a b c Weissermel-Arpe , pàg. 239 .

Bibliografia

Articles relacionats

Altres projectes

Enllaços externs

Controllo di autorità Thesaurus BNCF 46433 · LCCN ( EN ) sh85093523 · BNF ( FR ) cb131782131 (data) · NDL ( EN , JA ) 00567992