Nylon Kemisk struktur og anvendelser

INDLEDNING:

Organisk kemi er en kemisk gren, der beskæftiger sig med kulstofforbindelser og især med kulstofforbindelser, der findes i levende væsener. Oprindeligt var denne gren af kemien begrænset til forbindelser, der er dannet af levende organismer, men den er blevet udvidet til at omfatte menneskeskabte stoffer som f.eks. polymerer. Polymerer er stoffer med en molekylær struktur, der hovedsagelig eller udelukkende består af et stort antal beslægtede enheder, som f.eks. nylon. Nylon er det mest nyttige syntetiske materiale med anvendelser, der varierer fra dagligdags til industriprocesser. Det er en plast til at skabe faciliteter, der kan trækkes til fibre eller foldes til hverdagsprodukter. Det bruges til at fremstille maskinkomponenter af plast, da det er omkostningseffektivt og holdbart. Det bruges ofte på grund af dets ikke-ledende evne og varmebestandighed i elektronikindustrien.

NYLONCHEMISKSTRUKTUR:

Nyloner er blandt de hyppigst anvendte polymerer som fibre. Nylon har gode egenskaber for fiskeliner og trimmerliner, og det bruges desuden til nogle “plastik”-skruer og push-in-stik. På grund af de karakteristiske amidgrupper i rygradskæden kaldes nyloner også for polyamider. Proteiner, som f.eks. udskiftning af silkenylon, er også polyamider. Disse amidgrupper er meget polære og kan binde sig med hinanden i form af hydrogen. Af denne grund, og fordi nylonets rygsøjle er så regelmæssig og symmetrisk. Dens kemiske struktur er vist i figur 1. Hydrogenbinding er den mest betydningsfulde intermolekylære kraft i nylon. En nylonkædes nitrogenbundne hydrogenatomer vil danne en meget stærk hydrogenbinding med en anden nylonkædes carbonylsyreatomer. Disse hydrogenbindinger giver meget kraftige nylonkrystaller, fordi de holder nylonkæderne meget tæt sammen.

Figur 1: ChemicalstructureofNylon

Af: (Yurtoğlu, 2018)

KEMISKEREAKTIONERI DENNEINLEDNING:

Nylon fremstilles, når en kondensationspolymeriseringsreaktion kombinerer de egnede monomerer (de kemiske byggesten, der udgør polymerer) til at danne en lang kæde. Nylon 6-6-monomererne er adipinsyre og diaminhexamethylen, hvilket er vist i figur 2. For at skabe polymeren kombineres de to molekyler, og der dannes vand (H2O) som biprodukt. Vandet fjernes fra fremstillingsmetoden, da dets fortsatte eksistens forhindrer, at der dannes mere polymer. Polymerkæden kan bestå af mere end 20 000 monomerenheder, der er forbundet med hinanden via en amidgruppe, som indeholder et nitrogenatom. Med kun svage kræfter, såsom hydrogenbindinger, er nylonmolekylerne meget fleksible mellem polymerkæderne, som har en tendens til at vikle sig tilfældigt sammen. Det er ikke nødvendigt med en katalysator for at fremstille nylon 6,6, men syrer katalyserer reaktionen, idet en af monomerne selv er en syre. Der opstår en lille reaktion mellem to molekyler adipinsyre. For at få tingene i gang vil den ene donere en proton til den andens carbonylsyre. Carbonylsyren bliver meget mere modtagelig over for angreb fra diamins nitrogen, når denne oxygen er protoneret. Dette skyldes, at det har en positiv ladning for det protonerede ilt. Ilt kan ikke lide at blive ladet positivt. Så det trækker de elektroner, som det deler med carbonylet, til sig selv. Dette efterlader carbonylkulstoffet uden elektroner og er parat til at give det et par amin kvælstof.

Figur 2: Kondensationspolymerisation.

Af: (PSLC, 2019)

Bortskaffelse af nylon:

Når man har brugt nylonprodukter og ikke længere ønsker at blive smidt i skraldespanden, skal mennesket også have en metode til at bortskaffe nylon. Dette skaber problemer, fordi nylon har en ekstremt langsom nedbrydningshastighed, hvilket betyder, at nylonprodukter ophobes globalt set på lossepladser. En alternativ teknik til bortskaffelse af nylon er derfor at forbrænde det, men der er nogle skadelige produkter i denne teknik. Nylon’s mest populære nedbrydningsprodukter ved varme omfatter “carbonmonoxid, ammoniak, alifatiske aminer, ketoner, nitriler og cyanidbrint”. Baseret på forskellige variabler såsom temperatur, eksponeringstid og miljøvariabler kan nogle produkter dog variere. For eksempel er hydrogencyanid, som er en gas lige over stuetemperatur, ekstremt giftigt, fordi disse produkter ikke er nyttige for atmosfæren eller sundheden.

FORDELE OG Ulemper VEDNYLON:

Nylon er et meget anvendt materiale fremstillet af syntetiske polymerer, også kendt som plast. Nylon er nyttigt til fremstilling af fiskenet, tovværk, faldskærme og andre typer kabler, fordi det er en fiber med høj modstandsdygtighed. Eller det kan bruges til at fremstille stofprodukter. Krøllet nylon bruges til at fremstille elastiske strømper, og andet nylon kan endda bruges som plastik til at fremstille maskinkomponenter, men det skal blandes med uld for at øge kraften. Nylon er langtidsholdbart. Det slides godt, hvilket i tøj og andre tekstiler er en vigtig egenskab. Andre produkter som f.eks. bomuld eller spandex kan også blandes. Nylon er vandafvisende i sig selv. Nylon har en tendens til at skubbe det til overfladen, hvor det lettere fordamper, i stedet for at absorbere og fastholde fugten som naturfibre. Da nylon er et syntetisk menneskeskabt stof i stedet for et naturligt stof, der skal dyrkes eller høstes fra husdyr, er materialet naturligvis billigere. Selv om det måske ikke har den samme aura som f.eks. merinould eller kashmir, kan nylon væves for at opnå en tilsvarende følelse. Som følge heraf er tøj af nylon normalt billigere end produkter fremstillet af lignende naturlige kilder.

Selv om der er mange fordele ved at bruge nylon, er der stadig nogle ulemper forbundet med brugen af det. Selvom nylon er brandhæmmende, smelter det let. Det kan også let krympe og reagere med fugt, hvilket gør det muligt at strække det for let. Nylon er hygroskopisk, så selv fra luft absorberer det vand. Nylon svulmer op og forringes hurtigt, når det er vådt. Komponenterne bør ikke udsættes for nylonfastgørelser, hvilket indebærer sollys. Det mangler UV-bestandighed og bliver gult uanset farve, bliver skrøbeligt og forringes hurtigt. Nylon må heller ikke udsættes for usædvanligt høje temperaturer. Generelt kan disse fastgørelseselementer kun tåle en kontinuerlig driftstemperatur på 121 ° F eller 223 ° C, hvilket gør dem uegnede til maskiner eller produkter, der opvarmes under brug, f.eks. i byggeriet.

EVALUERING AFNYLONIMPLIKATIONER OG ANVENDELSER:

Nylon har mange egenskaber, der i mange anvendelser gør det til en meget nyttig fiber. Det er meget kraftigt og elastisk; det er også nemt at rengøre og kan generelt rengøres med sammenlignelige produkter og kræver generelt ikke særlige vaskeordninger. Det anvendes som stof i kjolesokker, badetøj, shorts, træningsbukser, aktiv beklædning, vindjakker, sengetæpper og draperier. De sjældnere anvendelser omfatter bl.a. jakker i flager, faldskærme, kampuniformer og redningsveste; fiberen anvendes også ofte til fremstilling af paraplyer, bagage og net til brudeslør. Nylon tekstilmaterialer udvikler statisk elektricitet, da de ikke er i stand til at absorbere tilstrækkeligt mange vandmolekyler til at bortlede en eventuel ophobning af den. Forbindelser, der indeholder hydroxylgrupper, tilsættes til spindeopløsningerne. Tilsætning af hydroxylholdige forbindelser vil tiltrække et øget antal vandmolekyler.

Nylons virkninger på miljøet er vigtige og bør undersøges. Nylonfremstilling resulterer i frigivelse af lattergas, en drivhusgas, der bidrager væsentligt til den globale opvarmning. Desuden er nylon ikke egnet til naturlige farvestoffer og kemiske farvestoffer med den mindste effekt, hvilket betyder, at fiberfarvningsmetoden også medfører en betydelig vandforurening. Da der produceres mere nylon i lande med svagere miljøbeskyttelse, gør dette nylon til en vigtig bidragsyder til vandforurening og dermed til vandusikkerhed i udviklingslandene. Nylon er ikke biologisk nedbrydeligt og vil fortsætte med at eksistere for evigt i omgivelserne. Fiskegarn af nylon og syntetiske tekstilfibre, der slides af under vask, er de to største kilder til mikroplastforurening i havet. Det betyder, at nylon har en betydelig indvirkning på vandmiljøet. Nylonproduktion er en meget tørstig metode; der bruges store mængder vand til afkøling af fibre, hvilket kan være årsag til forurening og miljøforurening. Et andet problem med nylon er forbundet med termisk forarbejdning, under denne proces kan nylon udløse flere sundhedsproblemer, hvis nogen indånder røgen eller støvet, nogle af problemerne omfatter irritation af slimhinderne i næse og hals, mekanisk øjenirritation og hudirritation.

ANBEFALING/KONKLUSION:

Nylon vil fortsat påvirke menneskers liv i fremtiden, men det kan være enten godt eller skidt. På grund af dets gode egenskaber vil det stadig være meget nyttigt i fremtiden, og der kan komme nye anvendelsesmuligheder for nylon, men det kan stadig blive erstattet af andre bedre nye materialer. Ved fremstillingen af nylon bruges der store mængder vand til afkøling, og der skal bruges en stor mængde energi til dette. Nylon er også skadeligt for miljøet, selv om nylon i sig selv ikke skader miljøet, men det gør nylonmetoden. Der dannes en drivhusgas kaldet lattergas under fremstillingen af nylon, og da dette materiale er ubrugeligt for fabrikkerne, frigives det som affald i atmosfæren. Lattergas har en levetid på 150 år, så det vil forblive i den reducerede stratosfære og ødelægge vores ozonlag. Et andet problem med bortskaffelse af nylon er, at de fleste af de anvendte nylonprodukter endte på lossepladser, fordi nylon er lang tid om at blive nedbrudt, og nylonprodukter vil blive ophobet på lossepladserne. Den mest effektive måde at destruere nylon på er derfor at brænde det, men denne teknik vil generere nogle skadelige stoffer som kulilte og ammoniak. På grund af alle disse problemer forbundet med brugen af nylon ville det være bedre for miljøet at blive erstattet med et andet materiale, der ikke er skadeligt.

APAReferencing

Lipscomb, D. (2019, 14. marts). Fordele ved nylon. Hentet fra https://www.leaf.tv/articles/benefits-of-nylon/

Fremstilling af nylon 6,6. (n.d.). Hentet fra https://pslc.ws/macrog/nysyn.htm

Nylon i fremtiden. (n.d.). Hentet fra https://nylonrukunlin8dms1.weebly.com/nylon-in-the-future.html

Nylons. (n.d.). Hentet fra https://pslc.ws/macrog/nylon.htm

Organisk kemi. (n.d.). Hentet fra https://www.merriam-webster.com/dictionary/organic kemi

Hvorfor er nylon nyttigt? (n.d.). Hentet fra https://nylonrukunlin8dms1.weebly.com/why-is-nylon-useful.html