مرجع مواد شیمیایی ایران
پلی آمید (نایلون)

پلی آمید (نایلون)


پلی آمید پر مصرف ترین، پلی هگزامتیلن آدیپامید است که معمولاً به نام نایلون ۶،۶ معروف است. اعداد ۶،۶ نشان می دهد که این پلی آمید از یک دی آمین شش کربنی و یک دی کربوکسیلیک اسید شش کربنی تهیه شده است. دومین پلی آمید پرمصرف پس از نایلون ۶،۶ نایلون ۶ است که از بسپارش حلقه گشای ε-پرولاکتام ساخته می شود.

بیشترین مصرف هر دو نایلون در تولید الیاف فرش و موکت، جوراب و دیگر اقلام است. پلی آمیدها به عنوان پلاستیک های مهندسی نیز استفاده می شوند. مصرف رو به رشدی برای نایلون های ۱۲،۶ و ۱۲،۱۲ مشاهده شده است، زیرا به دلیل محتوای آلیفاتیک سنگین تر هنگامی که در معرض رطوبت قرار گیرند تغییرات کمی در ابعاد فیزیکی آن ها پیش می آید. نایلون ۱۲، T که در آن T نشان دهنده ترفتالیک اسید است نیز در دست بررسی و مطالعه است. نایلون ۴۶ که در اروپا و ژاپن تولید می شود در دماهای بالا دارای خواص مطلوبی است.

تهیه نایلون ها از واکنش استوکیومتری دی آمین ها و دی اسیدها و تشکیل یک نمک آغاز می شود. در مرحله بسپارش، نمک در خلا گرم می شود تا آب خارج و پیوند آمید تشکیل شود.

پلی آمید (نایلون)

اگر چه واکنش آمیددار شدن معمولاً به کاتالیزگر نیاز ندارد، ساخت صنعتی حدواسط های نایلون به واکنش های کاتالیز شده همگن بستگی دارد و در اکسایش سیکلوهگزان به آدیپیک اسید در دو مرحله از کاتالیزگرهای انحلال پذیر استفاده می شود و در فرآیندی مشابه، سیکلو دودکان به دودکان دیوئیک اسید، که یکی از اجزای نایلون ۱۲،۶ است اکسید می شود.

۶،۱- هگزان دی آمین، برخلاف آدیپیک اسید که اغلب تولیدکنندگان، آن را با فرآیندهایی مشابه می سازند، طی فرآیندهای متفاوتی ساخته می شود، اگر چه همه آن ها از حدواسط آدیپونیتریل عبور می کنند. دی نیتریل در مجاورت کاتالیزگری همگن به آرامی به دی آمین، هیدروژن دار می شود.

در قدیمی ترین روش، آدیپیک اسید با آمونیاک واکنش داده می شود تا آمونیوم آدیپات به دست آید. محصول وقتی به شدت حرارت داده شود آب از دست می دهد و آدیپونیتریل تشکیل می دهد. دی مر شدن کاهشی برقکافتی آکریلونیتریل به آدیپونیتریل بسیار عملی و در مقیاس کوچک به ویژه اقتصادی است. تلاش برای دی مر کردن کاتالیزی آکریلونیتریل موفقیت چندانی به دنبال نداشت. افزایش جهت گزینی ۲ مول HCN به بوتا دی ان و تشکیل آدیپونیتریل یکی از پیشرفته ترین کاربردهای صنعتی کاتالیز همگن است.

روشی که در آن از کلردار کردن بوتا دی ان استفاده می شود روشی کهنه و قدیمی است، از این فرآیند به میزان وسیعی برای تولید کلروپرن استفاده می شود. شایان ذکر است که کلروپرن به عنوان تکپار در ساخت لاستیک های سنتزی مقاوم در برابر روغن کاربرد دارد.

در سنتز نایلون ۶ از ε-پرولاکتام به مرحله تشکیل نمک نیازی نیست، زیرا گروه های عاملی آمین و اسید در یک مولکول حلقوی تنها جمع شده است و بنابراین توازن دو گروه عاملی را تضمین می کند. به هر صورت، بسپارش، تعادلی میان بسپار و تکپار است. تکپار نسبت به بسپار کمی ناپایدارتر است، بنابراین غلظت تعادلی محسوسی وجود دارد. بسپارش کاتالیزنشده تکپار خالص در دماهای زیاد، مثلاً ۲۵۰ درجه سانتیگراد، بسیار آرام پیش می رود و تکپار در این دماهای زیاد مساعدتر می شود. خوشبختانه، واکنش با بسپارش نمک نایلون ۶،۶ یا غلظت های کمی از اسید آزادی که از آبکافت حاصل می شود انجام می گیرد.

اگر چه نمک های منگنز فسفرواسید و دیگر گونه های فسفردار و بوردار بسپارش را کاتالیز می کنند، ولی معمولاً در بسپارش های صنعتی مورد استفاده قرار نمی گیرند. در سنتز نایلون ۴ از حلقه پایدار پیرولیدون، دماهای زیاد برای دستیابی به بسپار سنگین مناسب نیست؛ بسپارش بایستی در دماهای بسیارکم و با استفاده از کاتالیزگرهای قلیایی صورت گیرد.

مرجع مواد شیمیایی ایران

نوشته شده در: