Nylon Structura chimică și aplicații

INTRODUCERE:

Chimia organică este o ramură a chimiei care se ocupă cu compușii de carbon și în special cu compușii de carbon care se găsesc în organismele vii. Limitată inițial la compușii generați de organismele vii, această ramură a chimiei a fost extinsă pentru a include substanțe produse de om, cum ar fi polimerii. Polimerii sunt substanțe cu o structură moleculară care constă în principal sau în întregime dintr-un număr mare de unități înrudite, cum ar fi Nylonul. Nailonul este cel mai util material sintetic, cu aplicații care variază de la cele de zi cu zi până la procesele industriale. Este un plastic pentru crearea de facilități care pot fi trase în fibre sau pliate în produse de zi cu zi. Este folosit pentru a face componente de mașini din plastic, deoarece este rentabil și durabil. Este adesea folosit pentru neconductivitatea și rezistența la căldură în industria electronică.

NYLONSTRUCTURA CHIMICĂ:

Nilonii sunt printre cei mai frecvent utilizați polimeri ca fibre. Nylonul are caracteristici deosebite în ceea ce privește linia de pescuit și linia de trimmer, în plus, este folosit pentru unele șuruburi din „plastic” și conectori push-in. Din cauza grupărilor amidice distinctive din lanțul de bază, nylonii sunt numiți și poliamide. Proteinele, cum ar fi înlocuitorul nailonului de mătase, sunt, de asemenea, poliamide. Aceste grupări amidă sunt foarte polare și se pot lega între ele în termeni de hidrogen. Din acest motiv, și pentru că coloana vertebrală a nailonului este atât de regulată și simetrică. Structura sa chimică este prezentată în figura 1. Legătura de hidrogen este cea mai importantă forță intermoleculară din nailon. Atomii de hidrogen legați de azot ai unui lanț de nailon vor forma o legătură de hidrogen foarte puternică cu atomii de oxigen carbonil ai unui alt lanț de nailon. Aceste legături de hidrogen produc cristale de nailon foarte puternice, deoarece țin foarte strâns lanțurile de nailon împreună.

Figura 1: Structura chimică a nailonului

De: (Yurtoğlu, 2018)

REACȚII CHIMICE ÎNVĂȚATE ÎNSPRODUCERE:

Nilonul este produs atunci când o reacție de polimerizare prin condensare combină monomerii adecvați (blocurile chimice care alcătuiesc polimerii) pentru a forma un lanț lung. Monomerii nailonului 6-6 sunt acidul adipic și diamina hexametilenă, aceasta este prezentată în figura 2. Pentru a genera polimerul, cele două molecule sunt combinate, iar apa (H2O) este generată ca produs secundar. Apa este eliminată din metoda de fabricație, deoarece existența ei continuă împiedică crearea mai multor polimeri. Lanțul de polimeri poate fi format din peste 20.000 de unități monomere, legate între ele printr-o grupare amidă care conține un atom de azot. Având doar forțe slabe, cum ar fi legăturile de hidrogen, moleculele de nailon sunt foarte flexibile între lanțurile de polimeri, care au tendința de a se încurca la întâmplare. Nu este nevoie de un catalizator pentru a face nailon 6,6, dar acizii catalizează reacția, unul dintre monomeri fiind el însuși un acid. O mică reacție are loc între două molecule de acid adipic. Pentru a începe lucrurile, una va dona un proton oxigenului carbonil al celeilalte. Oxigenul carbonilat devine mult mai susceptibil la atacul azotului diaminei atunci când acest oxigen este protonat. Acest lucru se datorează faptului că are o sarcină pozitivă pentru oxigenul protonat. Oxigenului nu-i place să fie încărcat pozitiv. Așadar, atrage spre el electronii pe care îi împarte cu carbonilul. Acest lucru lasă carbonul carbonilic fără electroni și este pregătit să îi dea un cuplu de azot de amină.

Figura 2: Condensarepolimerizare.

Realizată de:

: (PSLC, 2019)

ELIMINAREA NILONULUI:

După ce a folosit produse din nailon și nu mai vrea să fie aruncat la gunoi, omul trebuie să aibă și el o metodă de eliminare a nailonului. Acest lucru creează probleme deoarece nailonul are o rată de declin extrem de lentă, ceea ce înseamnă că produsele din nailon se acumulează la nivel mondial în depozitele de deșeuri. O tehnică alternativă de eliminare a nailonului este, prin urmare, incinerarea acestuia, dar această tehnică conține unele produse dăunătoare. Cei mai populari produse de descompunere termică a nailonului includ „monoxid de carbon, amoniac, amine alifatice, cetone, nitrili și hidrogen cianurat”. Cu toate acestea, în funcție de diferite variabile, cum ar fi temperatura, timpul de expunere și variabilele de mediu, unele produse pot varia. De exemplu, cianura de hidrogen, care este un gaz chiar deasupra temperaturii camerei, este extrem de toxică, deoarece aceste produse nu sunt utile pentru atmosferă sau pentru sănătate.

AVANTAJELE ȘI DEZAVANTAJELE NILONULUI:

Nilonul este un material utilizat pe scară largă, realizat din polimeri sintetici cunoscuți și sub numele de materiale plastice. Nailonul este util pentru a crea plase de pescuit, frânghii, parașute și alte tipuri de cabluri, deoarece este o fibră cu rezistență ridicată. Sau poate fi folosit pentru a realiza produse textile. Nailonul încrețit este folosit pentru a face ciorapi elastici, iar alt nailon poate fi folosit chiar și ca plastic pentru a face componente de mașini, dar trebuie să fie amestecat cu lână pentru a crește puterea. Nailonul este de lungă durată. Se poartă bine, ceea ce în cazul hainelor și al altor țesături este o caracteristică semnificativă. Pot fi amestecate și alte produse, cum ar fi bumbacul sau spandexul. Nailonul este rezistent la apă în mod inerent. Nailonul tinde să o împingă la suprafață, unde se evaporă mai ușor, în loc să absoarbă și să mențină umiditatea precum fibrele naturale. Deoarece nailonul este o țesătură sintetică fabricată de om mai degrabă decât o țesătură naturală care trebuie să fie cultivată sau recoltată de la animale, materialul este mai puțin costisitor în mod natural. Deși este posibil să nu aibă aceeași aură ca lâna merinos sau cașmirul, de exemplu, pentru a obține o senzație comparabilă, nailonul poate fi țesut. În consecință, îmbrăcămintea din nailon este, de obicei, mai puțin costisitoare decât produsele produse din surse naturale similare.

Chiar dacă există multe avantaje de la utilizarea nailonului, există totuși unele dezavantaje asociate cu utilizarea acestuia. Deși nailonul este rezistent la foc, acesta se topește cu ușurință. De asemenea, se poate contracta cu ușurință și poate reacționa cu umezeala, permițându-i să fie întins prea ușor. Nailonul este higroscopic, deci chiar și din aer absoarbe apă. Nylonul se umflă și se deteriorează rapid atunci când este umed. Componentele nu ar trebui să fie supuse unor elemente de fixare din nailon, ceea ce implică lumina soarelui. Acesta este lipsit de rezistență la UV și se îngălbenește indiferent de culoare, devenind fragil și deteriorându-se rapid. De asemenea, nailonul nu poate fi supus nici la temperaturi excepțional de ridicate. În general, aceste elemente de fixare nu pot rezista decât la o temperatură de serviciu continuă de 121 ° F sau 223 ° C, ceea ce le face nepotrivite pentru mașinile sau produsele care sunt încălzite în timpul utilizării, cum ar fi cele folosite în construcții.

EVALUAREA NILONULUIIMPLICAȚII ȘI UTILIZĂRI:

Nilonul are multe caracteristici care, în multe aplicații, îl fac o fibră foarte utilă. Este foarte puternică și elastică; este, de asemenea, simplu de curățat și, în general, poate fi curățată cu produse comparabile și, în general, nu implică aranjamente speciale de spălare. Este utilizat ca țesătură la șosete de îmbrăcăminte, costume de baie, pantaloni scurți, pantaloni de trening, îmbrăcăminte activă, hanorace, cuverturi de pat și draperii. Printre utilizările mai puțin frecvente se numără jachetele cu fulgi, parașutele, uniformele de luptă și vestele de salvare; fibra este, de asemenea, utilizată frecvent la fabricarea umbrelelor, a bagajelor și a plasei pentru voaluri de mireasă. Materialele textile din nailon dezvoltă electricitate statică, deoarece nu sunt capabile să absoarbă suficiente molecule de apă pentru a disipa orice acumulare a acesteia. La soluțiile sale de filare se adaugă compuși care conțin grupe hidroxil. Adăugarea compușilor care conțin hidroxil va atrage un număr mai mare de molecule de apă.

Efectele nailonului asupra mediului sunt importante și ar trebui să fie investigate. Fabricarea nailonului duce la eliberarea de protoxid de azot, un gaz cu efect de seră care contribuie semnificativ la încălzirea globală. De asemenea, nailonul nu este potrivit pentru coloranții naturali și pentru coloranții chimici cu cel mai mic efect, ceea ce înseamnă că metoda de colorare a fibrelor provoacă și o poluare importantă a apei. Având în vedere că tot mai mult nailon este produs în națiuni cu o protecție a mediului mai slabă, acest lucru face ca nailonul să contribuie în mare măsură la poluarea apei și, prin urmare, la insecuritatea apei în țările în curs de dezvoltare. Nailonul nu este biodegradabil și va continua să existe pentru totdeauna în mediul înconjurător. Plasele de pescuit din nailon și fibrele textile sintetice care se uzează în timpul spălării sunt cele mai mari două surse de poluare cu microplastice din ocean. Acest lucru implică faptul că există un efect important al nailonului asupra mediului acvatic. Producția de nailon este o metodă foarte însetată; se folosesc cantități mari de apă pentru răcirea fibrelor, ceea ce poate fi o cauză de poluare și de contaminare a mediului. O altă problemă cu nailon este legată de procesarea termică, în timpul acestui proces nailonul ar putea declanșa mai multe probleme de sănătate dacă cineva respiră fumul sau praful, unele dintre probleme includ iritarea membranelor mucoase din nas și gât, iritarea mecanică a ochilor și iritarea pielii.

RECOMANDARE/CONCLUZIE:

Nilonul va continua să influențeze viața oamenilor în viitor, dar poate fi fie bun, fie rău. Datorită proprietăților sale deosebite, va fi în continuare foarte util în viitor și este posibil să existe noi utilizări pentru nailon, dar ar putea fi înlocuit cu alte materiale noi și mai bune. Pentru fabricarea nailonului se utilizează cantități mari de apă pentru răcire, iar pentru aceasta se va folosi o cantitate mare de energie. De asemenea, nailonul este dăunător pentru mediu, deși nailonul în sine nu dăunează mediului, dar metoda de fabricare a nailonului da. În timpul procesului de fabricare a nailonului se va forma un gaz cu efect de seră numit protoxid de azot și, deoarece acest material este inutil pentru fabrici, este eliberat ca deșeu în atmosferă. Oxidul de azot are o durată de viață de 150 de ani, așa că va rămâne în stratosfera redusă, distrugând stratul nostru de ozon. O altă problemă legată de eliminarea nailonului este că majoritatea produselor din nailon utilizate au ajuns la gropile de gunoi, deoarece nailonul are nevoie de mult timp pentru a se descompune, iar produsele din nailon se vor acumula în depozitele de deșeuri. Cea mai eficientă metodă de distrugere a nailonului este, prin urmare, arderea acestuia, dar această tehnică va genera unele substanțe dăunătoare, cum ar fi monoxidul de carbon și amoniacul. Din cauza tuturor acestor probleme asociate cu utilizarea nailonului, ar fi mai bine pentru mediu să fie înlocuit cu un alt material care nu este dăunător.

APAReferencing

Lipscomb, D. (2019, 14 martie). Beneficii ale nailonului. Retrieved from https://www.leaf.tv/articles/benefits-of-nylon/

Making Nylon 6,6. (n.red.). Retrieved from https://pslc.ws/macrog/nysyn.htm

Nylon in the future. (n.d.). Retrieved from https://nylonrukunlin8dms1.weebly.com/nylon-in-the-future.html

Nylons. (n.d.). Retrieved from https://pslc.ws/macrog/nylon.htm

Chimie organică. (n.d.). Retrieved from https://www.merriam-webster.com/dictionary/organic chimie

De ce este util nailonul? (n.d.). Retrieved from https://nylonrukunlin8dms1.weebly.com/why-is-nylon-useful.html

.