Neilons tiek izgatavots, izmantojot sarežģītu divpakāpju ķīmisko un ražošanas procesu, kas vispirms rada šķiedras stipros polimērus, pēc tam saista tos kopā, lai izveidotu izturīgu šķiedru. Šo terminu parasti lieto, lai apzīmētu plašu poliamīdu vai sintētisko polimēru klāstu, un tas ietver daudzus bieži ļoti atšķirīgus produktus. Apģērbs, virves, cietās plastmasas mehāniskās daļas, izpletņu pārsegi un riepas ir sintētiskā materiāla piemēri darbībā. Vairumā gadījumu šo dažādo priekšmetu ražošanas process ir atšķirīgs, taču to izgatavošanas ķīmiskā daļa mēdz būt ļoti līdzīga.
Polimerizācija
Pirmā lieta, kas ražotājam jādara, ir apvienot divas molekulu kopas. Vienam komplektam katrā galā ir skābes grupa, bet otrā komplektā ir amīna grupa, kas sastāv no pamata organiskiem savienojumiem. Ir dažas izmaiņas, taču heksametilēndiamīna monomēru un adipīnskābes izmantošana ir izplatīta kombinācija. Savienojot šīs divas vielas, veidojas biezi kristalizēti neilona sāļi. Tos parasti sauc par neilonu 6, 6 vai vienkārši 6-6. Nosaukums ir balstīts uz oglekļa atomu skaitu starp abām skābju grupām un divām amīnu grupām.
Šo materiālu ķīmiski var izveidot arī savādāk, proti, veidojot vienas un tās pašas molekulas citā struktūrā. Šajā alternatīvajā metodē visas skābes molekulas atrodas vienā struktūras galā, bet amīna molekulas atrodas otrā. Pēc tam šis savienojums tiek apvienots oglekļa atomu ķēdē. Jebkurā gadījumā iegūtie kristāli ir jāmērcē ūdenī, lai tie izšķīdinātu, pēc tam paskābināti un karsēti, lai izveidotu ķēdi, kas ķīmiskā līmenī ir gandrīz nesalaužama.
Apkure un vērpšana
Ražotāji parasti izmanto īpaši izstrādātu iekārtu, lai polimērus uzsildītu līdz vajadzīgajai temperatūrai, un pēc tam apvieno molekulas, veidojot izkausētu vielu, kas tiek iespiesta vērptuvē, sadalot to plānās šķipsnās un pirmo reizi pakļaujot gaisa iedarbībai. Gaiss liek dzīslām nekavējoties sacietēt, un, tiklīdz tās ir cietas, tās var uztīt uz spolēm. Šķiedras ir izstieptas, lai radītu izturību un elastību, kas ir viena no materiāla galvenajām priekšrocībām.
No šejienes pavedieni tiek attīti un pēc tam pārtīti uz citu, mazāku spoli. Šo procesu sauc par zīmēšanu, un to izmanto, lai saskaņotu molekulas paralēlā struktūrā. Rezultātā iegūtie pavedieni ir daudzfunkcionāli pavedieni, kurus var izmantot dažādiem mērķiem. Tos var aust vai iesiet tādus, kādi tie ir, vai arī tos var kombinēt un tālāk kausēt.
Ražošanas procesa
Pēc tam, kad materiāls ir uztīts uz mazākās spoles, tas ir gatavs pārvērst par jebkuru izstrādājumu, par kādu tam ir paredzēts kļūt. No tehniskā viedokļa šobrīd tas ir neilons, taču ne tādā veidā, ko patērētāji varētu atpazīt, un parasti tas ir vairāk jāuzlabo, lai tas būtu noderīgs tirgū.
Lielākā daļa izstrādājumu tiek radīti, aužot vai sakausējot pavedienus. Attiecībā uz materiāliem un sintētiskiem audumiem, jo stingrāka ir aušana, jo stiprāks un ūdensizturīgāks materiāls būs; plastmasai un citiem cieti veidotiem izstrādājumiem, jo augstāka ir kušanas temperatūra, jo nevainojamāks un spīdīgāks ir galaprodukts. Troses un auklas parasti ir atkarīgas no sarežģītas savīšanas un sakausēšanas, un lielākā daļa no tām faktiski sastāv no simtiem, ja ne tūkstošiem atsevišķu šķipsnu, kas savienotas kopā, lai izveidotu ļoti izturīgu galaproduktu.
Neilonu var arī sajaukt ar citām šķiedrām, lai izveidotu kombinētus materiālus. Kombinācijā ar kokvilnu tas rada elastīgu auduma veidu, kas saglabā savu formu, bet ir mīksts uz tausti. To var arī ieaust rakstos, lai pastiprinātu izturību, uzlabotu izskatu vai atbilstu citām dizaina prasībām. Rūpniecībā un militāros lietojumos to var ieliet veidnēs un izmantot mašīnu detaļām, riepu protektoriem un pārtikas uzglabāšanas konteineriem, atsevišķi vai kopā ar citiem plastmasas un sintētiskiem materiāliem.
vēsture
Šāda veida izstrādājumi pirmo reizi kļuva populāri Otrā pasaules kara rītausmā kā lētāka un efektīvāka alternatīva zīdam un austām kaņepēm, kas abi bija tā laika standarta izpletņu materiāli. Tas noderēja arī karadarbībā, kad runa bija par riepu ražošanu; riepas, kas izgatavotas no ķīmiski saistītiem polimēriem, bija izturīgākas un mazāk pakļautas nodilumam nekā riepas, kas izgatavotas no standarta gumijas.
Kopš tā laika materiāls ir ticis plaši izmantots ikdienā, lai gan tas joprojām ir izplatīts vairākos rūpniecības un militāros centienos. Sintētiskais apģērbs ir ļoti populārs daudzās vietās, īpaši sportam; ar vieglāku audumu tas ir arī standarts zeķēs un zeķēs. To izmanto virvēm un šņorēm, kā arī visa veida apaviem un aksesuāriem; tā ūdeni uzsūcošās īpašības padara to populāru lietošanai tik dažādās lietās kā lietussargi un sintētiskās vilnas džemperi. Lai gan šie produkti jau no paša sākuma šķiet ļoti atšķirīgi, to izgatavošanas veids – vismaz sākumā – parasti ir diezgan vienveidīgs.
Vides problēmas
Papildus tam, ka ražošanas process ir diezgan sarežģīts, tas ir radījis arī vairākas vides problēmas. Daudzi ražotāji izmanto jēlnaftu, lai izolētu polimērus, kas var izraisīt fosilā kurināmā izsīkšanu un vides piesārņojumu noteces dēļ. Adipīnskābes ķīmiskā ražošana bieži rada arī slāpekļa oksīdu, zināmu siltumnīcefekta gāzi, kā blakusproduktu. Šī gāze var graut ozona slāni un veicināt gaisa piesārņojumu.