نایلونها جزء محصولات ترموپلاستیک پرمصرف هستند که جهت جابجایی، بستهبندی، عایقبندی و محافظت از کالاهای تولید شده، کاربرد دارند. نایلون دارای انواع و اقسام گوناگون به منظور استفاده در صنایع مختلف است. مواد اولیه نایلون از عناصر پلیمری تشکیل شده است که ساختار کلی نایلون را به وجود میآورد. اکثر نایلونها قابل بازیافت بوده و با جمعآوری آنها در طبیعت، میتوان از آلودگی زیست محیطی جلوگیری کرد.
در اصطلاح عامیانه به نایلون، نایلکس نیز گفته میشود ولی این دو از نظر ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی، تفاوتهایی با هم دارند. برای درک بهتر ماده اولیه نایلون و نایلکس در این مقاله به بررسی مواد نایلون و ویژگیهای آنها پرداخته شده است.
نایلون چیست؟
به فیلمهای دمشی که ماده اولیه آنها از گریدهای مختلف پلی اتیلن باشد؛ نایلون گفته میشود. چهار عنصر اصلی و سازنده نایلون شامل هیدروژن، نیتروژن، کربن و اکسیژن است. از ترکیب مواد اولیه نایلون در کنار هم خواص بینظیری مانند انعطافپذیری و چغرمگی ایجاد میشود. نایلونهای پلیمری دارای ساختار پلی آمیدی هستند که با درجههای متفاوت 6 و 6.6 قابلیت تولید دارند.
تاریخچه پیدایش نایلون
تاریخچه پیدایش نایلون مربوط به انتخاب نام محصول در شرکت تولیدی محصولات پلاستیکی دوپن در سال 1940 است. در آن زمان جان اکلبری نام نایل را برای محصولات خود انتخاب کرد و پسوند ون را از دیگر فیبرها مانند کتان و ریون به آن اضافه کرد. بعد از آن کتابی از آقای جان منتشر شد که در آن توضیحاتی داده شد که در گذشته قرار بر این بوده است، نام محصول ابتدا نوران باشد ولی بعدها به نایلون تبدیل شده است. به این دلیل که این محصولات شکاف ناپذیر بودند و با تغییر مصوتهای آن به نیلون از بار معنایی عصبی آن کاسته شد که امروزه جهت تلفظ آسان به نام نایلون شناخته شده است.
در واقع نایلونها اولین الیاف مصنوعی و نوعی بسپار پلی آمید هستند که اولین بار در سال 1313 توسط فردی به نام والاس کارترز در مرکز پژوهش دوپونت تولید شد. نایلونها با استفاده از روش گرمانرم تولید میشوند و پیشنهاد ساخت آن در سال 1927 توسط چارلز استاین مطرح شد. کاربرد اولیه نایلون در ساخت برس مسواک و جوراب زنانه بود که از نایلون درجه 6 و 6.6 به صورت لیف به کار میرفته است.
نایلون از چه مادهای به دست میآید؟
همانطور که در بالا گفته شد؛ مواد اولیه نایلون از پلی اتیلن به عنوان پلیمر پایه تشکیل شده است. از ترکیب این پلیمرها در کنار هم به صورت زنجیرهای، یک مجموعه از مونومرها تشکیل میشود. پلیاتیلن نیز شامل زنجیرهای از اتمهای کربن دوتایی به صورت پیوند دوگانه بین آنها است که اتمهای هیدروژن از طریق شاخهها به آن متصل شدهاند.
مجموعه پلیاتیلنها در کنار هم یک سری خواص فیزیکی و شیمیایی را به وجود میآورند که با اضافه کردن مواد افزودنی به آنها، باعث تقویت اینگونه خواص میشوند. این مواد افزودنی به منظور بهبود مقاومت کشسانی، بالا بردن شفافیت در نایلونها و همچنین تنظیمات شبکه ساختاری نایلونها مورد استفاده قرار میگیرد.
دلایل استفاده از پلیاتیلن در تولید نایلون
پلیاتیلن به دلیل تأثیر زیادی که در خواص و ساختار نایلون دارد، باعث شده است که ترکیب اصلی نایلون از این ماده درست شود. در اکثر کشورهای اروپایی و آمریکایی، در ترکیبات ساختاری نایلون از پلی آمیدها استفاده میشود. در حالی که در ایران، از فیلمهای دمشی پلیاتیلنی، نایلون تولید میکنند. حال در اینجا میخواهیم به این سؤال که چرا در ایران در تولید نایلون از پلیاتیلن استفاده میشود، پاسخ دهیم. بنابراین توصیه میشود مطالب این بخش را تا پایان دنبال کنید.
پاسخ این پرسش به دلیل وجود دو ویژگی مهم در ماده پلیاتیلن برمیگردد. پلیاتیلن یک ماده بسپار پلیمری با خاصیت گرمانرم است که در هنگام مجاورت با حرارت وگرما، انعطافپذیر میشود و به هر شکل دلخواهی درمیآید. دلیل دیگر استفاده از پلیاتیلن، مقاومت بالای آن در برابر ضربهپذیری است که باعث افزایش چغرمگی نایلون میشود.
ویژگیهای بارز دیگری نیز در پلیاتیلن وجود دارد که باعث استفاده از آن در تولید نایلون شده است. برخی از این ویژگیها شامل سمی نبودن آن، نامحلول بودن در دمای معمولی و وجود گریدهای مختلف پلیاتیلن است. پس میتوان گفت در ایران، یکی از اصلیترین مواد اولیه نایلون، پلیاتیلن است.
انواع مواد اولیه در تولید نایلون
علاوه بر پلیاتیلن که ساختار اصلی نایلون را تشکیل میدهد، یک سری دیگر از مواد افزودنی و مستر بچها نیز در ساختار مواد اولیه نایلون به کار برده میشود. برخی از انواع افزودنیها و مستربچهای به کار رفته در تولید نایلون شامل موارد زیر است.
مستربچ رنگ
این مواد همانطور که از اسم آن مشخص است جهت رنگی کردن نایلونها در مواد نایلون به کار میرود. مستربچ رنگی شامل انواع رنگهای تیره و روشن است. هر چه کیفیت مستربچ رنگی بهتر باشد، نایلون با کیفیت بهتری رنگ میشود.
مستربچ آنتی استاتیک
این نوع مستربچ از تجمع الکتریسیته ساکن بر روی نایلون جلوگیری میکند. مستربچ آنتی استاتیک همچنین باعث بهبود خواص چاپ پذیری و عدم جذب گرد و غبار بر روی نایلون میشود. این مستربچ به عنوان ماده اولیه نایلون مورد استفاده در ساخت انواع سلفون، به کار میرود.
مستربچ آنتی یووی
این نوع مستربچ، از خراب شدن نایلون در برابر اشعه ماورا بنفش نور خورشید جلوگیری میکند و همچنین باعث افزایش طول عمر و ثبات کیفیت محصول نیز میشود.
مستربچ آنتی باکتریال
مستربچ آنتی باکتریال با خواص ضد عفونی کننده و آنتی باکتریال خود، از تجمع باکتریها، قارچها و آلودگیها بر روی نایلون جلوگیری میکند. این مستربچ بیشتر در تولید نایلونهای بهداشتی مورد استفاده قرار میگیرد.
مستربچ شفاف کننده
ترکیب این مستربچ با مواد اولیه نایلون، در شفافیت و براقیت محصول بسیار مؤثر است و از زردی و کدری نایلون جلوگیری میکند. استفاده از مستربچ شفاف کننده در تولید نایلونهای مخصوص بستهبندی و حمل مواد غذایی ضروری است.
مستربچ ضد شعله
مستربچ ضد شعله با افزایش مقاومت نایلون در برابر حرارت و ایجاد مقاومت در مقابله با شعله آتش، در به تأخیر انداختن گسترش شعلههای آتش بسیار مؤثر است. در واقع این مستربچ باعث ایجاد نوعی مقاومت سطحی مواد نایلون در مقابل گرمای شدید میشود.
مستربچ ضد بخار
مواد افزودنی ضد بخار از ایجاد بخار و شبنم بر لایه داخلی نایلون جلوگیری میکند. این نوع افزودنی در ماده اولیه نایلون عریض مورد استفاده در صنایع کشاورزی و گلخانه، کاربرد دارد.
مستربچ ضد بو
این مستربچ از ایجاد بوی بد و نامطبوع در داخل فیلمهای پلیاتیلنی جلوگیری میکند. از این مستربچ بیشتر در تولید نایلون سلفونی که در بستهبندی صنایع غذایی کاربرد دارد، استفاده میشود.
مستربچ زیست تخریبپذیر
مستربچ موردنظر باعث ایجاد روند زیست تخریبپذیری در پلیمرهای مصنوعی میشود. در بعضی موارد از این مستربچ در مواد نایلون نیز استفاده میشود.
مستربچ آنتی اکسیدان
نایلونهای پلاستیکی به دلیل انعطافپذیری که دارند خیلی سریع تحت تأثیر نور، اکسیژن و حرارت چروک میشوند. این چروکیدگی باعث کاهش استحکام، شفافیت، تغییر رنگ و خراشیدگی آنها میشود. برای جلوگیری از این پدیده، از مستربچ آنتی اکسیدان به عنوان مواد اولیه نایلون استفاده میشود.
جمع بندی
نایلون یکی از انواع محصولات پلیمری ترموپلاستیک است که از ترکیب مونومرها در کنار هم تشکیل میشود. اصلیترین ماده اولیه نایلون پلیاتیلن بوده که دارای گریدهای مختلفی است. پلی اتیلن مادهای گرمانرم بوده و به نایلونهای پلاستیکی خواص انعطافپذیری خوبی میدهد.
برای دادن خواص و ویژگیهای دیگر به نایلون، در ترکیب مواد اولیه نایلون از انواع دیگر افزودنی و مستربچ استفاده میشود. افزودنیهای اساسی در مواد نایلون شامل مستربچ شفاف کننده، آنتی یووی، ضد بو، ضد بخار، آنتی باکتریال، آنتی استاتیک و مستربچهای رنگی است.
