Hvað er pólýamíð garn úr?

Pólýamíð garn, hornsteinn nútíma textíl- og iðnaðarefnislandslagsins, hefur verið byltingarkennd uppgötvun frá upphafi. Pólýamíð garn hefur verið viðurkennt fyrir styrk sinn, endingu og fjölhæfni og hefur fundið forrit í öllu frá miklum íþróttafötum til þungra iðnaðar reipi og lækningatækja. Til að meta að fullu eiginleika þess og möguleika er mikilvægt að skilja samsetningu þess og hráefnin sem fara í framleiðslu þess.

Petrokemískar uppruni

Byggingarreitirnir frá jarðolíu

Pólýamíð garner fyrst og fremst dregið af jarðolíu. Petroleum, flókin blanda af kolvetni, þjónar sem grundvallaruppspretta einliða sem notaðar eru við myndun pólýamíðs. Hreinsunarferlið við jarðolíu brýtur niður langa kolvetni í keðju í smærri, viðráðanlegri hluti. Meðal þeirra eru ákveðin efnasambönd eins og bensen, tólúen og xýlen sérstaklega mikilvægt fyrir pólýamíðframleiðslu.

Benzen, til dæmis, er lykilatriði. Með röð efnaviðbragða er hægt að umbreyta benseni í sýklóhexan. Þessari umbreytingu er oft náð með vetnisferli þar sem vetnisgas er bætt við bensen í viðurvist hvata. Sýklóhexanið sem myndast er síðan unnið frekar til að fá fitusýru, einn af mikilvægu einliða fyrir pólýamíð 6,6.

Framleiðsla einliða

Adipic sýruframleiðsla

Æðasýra er framleidd í stórum stíl með oxun sýklóhexans. Í dæmigerðu iðnaðarferli er sýklóhexan fyrst oxað með lofti í viðurvist hvata, venjulega kóbalt -byggður hvati. Þessi oxunarviðbrögð hafa í för með sér myndun sýklóhexanóls og sýklóhexanóns, sem síðan eru enn frekar oxaðir í fitusýru. Hægt er að tákna viðbrögðin á eftirfarandi hátt:

Framleiðsla adipic sýru krefst vandaðrar stjórnunar á viðbragðsaðstæðum, þ.mt hitastigi, þrýstingi og hlutfalli hvarfefna, til að ná mikilli ávöxtun og hreinleika.

Framleiðsla á díamínum

Fyrir pólýamíð 6,6 er hin nauðsynleg einliða hexametýlendíamín. Þetta díamín er venjulega framleitt úr adiponitrile, sem hægt er að búa til úr bútadíeni, annarri jarðolíuafleiðu. Butadiene bregst við vetnissýaníði í ferli sem kallast vatnsbólga til að mynda adiponitrile. Adiponitrile er síðan vetnað til að framleiða hexametýlendíamín. Efnaviðbrögðin eru eftirfarandi:

Eftirfarandi tafla dregur saman helstu jarðolíu - afleiddar einliða og framleiðsluleiðir þeirra fyrir pólýamíð 6,6:

Einliða	Byrja á jarðolíu	Lykilframleiðsluskref
Adipic acid	Bensen (með sýklóhexani)	Oxun sýklóhexans til sýklóhexanóls/sýklóhexanóns, fylgt eftir með frekari oxun til fitusýru
Hexametýlendíamín	Butadiene (með adiponitrile)	Vatnsjúkdómur búta til adiponitrile, síðan vetnun adiponitrile

 

 

Pólýamíð 6 - mismunandi einliða uppspretta

Caprolactam sem einliða

Pólýamíð 6 hefur mismunandi einliða uppsprettu samanborið við pólýamíð 6,6. Það er framleitt úr caprolactam. Hægt er að búa til caprolactam úr sýklóhexanóni, sem, eins og áður sagði, er millistig í framleiðslu á adipic sýru. Sýklóhexanón er fyrst breytt í sýklóhexanón oxime með viðbrögðum við hýdroxýlamín. Sýklóhexanón oxime gengst síðan undir endurskipulagningu, þekkt sem Beckmann endurskipulagning, í viðurvist sýru hvata til að mynda caprolactam. Efnaviðbrögðin eru eftirfarandi:

Þegar caprolactam er fengið er hægt að fjölliða það til að mynda pólýamíð 6. Fjölliðunarferlið felur í sér að opna laktamhringinn og mynda lang -keðju fjölliður. Þetta er hægt að ná með hringi - opnun fjölliðunarviðbragða, venjulega framkvæmd við hækkað hitastig í viðurvist hvata.

Samanburður við pólýamíð 6,6

Eftirfarandi tafla ber saman einliða heimildir og nokkra grunneiginleika pólýamíðs 6 og pólýamíð 6,6:

Pólýamíðtegund	Einliða uppspretta	Almennar eiginleikar
Pólýamíð 6	Caprolactam	Góð slitþol, mikil mýkt, tiltölulega hröð frásog raka
Pólýamíð 6,6	Adipinsýru og hexametýlendíamín	Hærri bræðslumark, betri efnaþol Í sumum tilvikum, framúrskarandi togstyrkur

 

Aukefni og hlutverk þeirra í samsetningu pólýamíðs

Stabilizers

Til að bæta stöðugleika pólýamíð garn við vinnslu og í lok þess - nota forrit er ýmsum sveiflujöfnun bætt við. Hitastöðugir, svo sem ákveðin málmsölt og andoxunarefni, eru notuð til að koma í veg fyrir niðurbrot pólýamíðfjölliða við háan hitastigvinnslu, svo sem snúning. Ultraviolet (UV) sveiflujöfnun er bætt við til að vernda pólýamíð garn gegn skaðlegum áhrifum sólarljóss. UV -geislun getur valdið keðjuhögg í fjölliðunni, sem leiðir til minnkunar á vélrænni eiginleika. Með því að bæta við UV stöðugleika getur garnið haldið heiðarleika sínum þegar hún verður fyrir útivist.

Smurefni

Smurefni gegna lykilhlutverki í framleiðsluferli pólýamíðsgarns. Við snúning þarf fjölliða bráðnunin að renna vel í gegnum spinnerets. Smurefni draga úr núningi milli fjölliða og spinneretveggja, sem tryggir stöðuga og samræmda útdrátt garnsins. Að auki geta smurefni bætt yfirborðs sléttleika garnsins, sem er gagnlegt fyrir frekari vinnsluskref eins og vefnað eða prjóna. Algeng smurefni sem notuð eru við framleiðslu pólýamíð garns eru fitusýruesterar og vax.

Litarefni og litarefni

Fyrir litað pólýamíð garn er litarefnum eða litarefnum bætt við. Litarefni eru óleysanleg litarefni sem dreifast í fjölliða fylkinu. Þau veita framúrskarandi lithraða og eru oft notuð til notkunar þar sem krafist er mikils endingu litar, svo sem í vefnaðarvöru úti. Litur eru aftur á móti leysanlegir í fjölliðunni eða í leysi og geta komist inn í trefjarbygginguna. Þeir eru oft notaðir til að framleiða lifandi og samræmda liti í textílforritum. Valið á milli litarefna og litarefna fer eftir þáttum eins og æskilegum litastyrk, krafa litarleika og vinnsluaðferð pólýamíðgarnsins.

Logahömlun

Í umsóknum þar sem brunavarnir eru áhyggjuefni, svo sem í iðnaðarfatnaði og húsbúnaði, er logavarnarefnum bætt við pólýamíðgarn. Logarhömlur vinna með því að trufla brennsluferlið fjölliðunnar. Þeir geta virkað á nokkra vegu, svo sem að mynda hlífðar bleikjulag á yfirborði garnsins, losa ekki eldfimar lofttegundir til að þynna súrefnið í kringum brennandi efnið eða hindra frjálsa róttæku viðbrögðin sem eiga sér stað við bruna. Algeng logavarnarefni sem notuð eru í pólýamíð garni eru halógen byggð efnasambönd, fosfór -byggð efnasambönd og málmhýdroxíð. Vegna umhverfis- og heilsufarslegra áhyggna sem tengjast sumum halógenum sem byggir á logavarnarefnum er vaxandi þróun til að nota umhverfisvænni valkosti, svo sem fosfór - köfnunarefnisbundna logavarnarefni.

 

Endurvinnsla og sjálfbæra heimildir

Endurvinnsla pólýamíð garn

Með vaxandi áherslu á sjálfbærni hefur endurvinnsla pólýamíðs garns náð verulegu máli. Post - Hægt er að endurvinna neytendur pólýamíðafurðir, svo sem notaða fatnað og iðnaðarúrgang, til að framleiða nýtt pólýamíð garn. Endurvinnsluferlið felur venjulega í sér vélrænar og efnafræðilegar aðferðir. Í vélrænni endurvinnslu eru pólýamíðafurðirnar rifnar, hreinsaðar og bræddar til að mynda kögglar sem hægt er að ná aftur í garn. Efnafræðileg endurvinnsla felur hins vegar í sér að brjóta niður pólýamíð fjölliðuna í einliða sína eða fákeppni með ferlum eins og vatnsrofi eða amínólýsu. Síðan er hægt að hreinsa þessa einliða og nota til að mynda nýtt pólýamíð.

Sjálfbær fóður

Auk endurvinnslu er leitast við að þróa sjálfbæra fóður fyrir framleiðslu pólýamíð garn. Ein nálgun er að nota lífbundna einliða. Til dæmis eru áframhaldandi rannsóknar- og þróunarstarf til að framleiða fitusýru frá endurnýjanlegum auðlindum eins og lífmassa. Sum fyrirtæki eru að kanna notkun örvera við gerjunarsykur sem eru fengnar úr plöntum í adipic sýru. Að sama skapi eru tilraunir til að framleiða þvermál úr líffræðilegum uppruna. Með því að nota sjálfbæra hráefni er hægt að draga verulega úr umhverfisáhrifum pólýamíðgarnframleiðslu, sem gerir það að vistvænni valkosti þegar til langs tíma er litið.

 

Niðurstaða

Pólýamíð garn er búið til úr blöndu af jarðolíu -afleiddum einliða, aukefnum og í sumum tilvikum endurunnu efni eða sjálfbærum fóðri. Flóknar nýmyndunarferlarnir, sem byrja frá hreinsun jarðolíu til framleiðslu á sérstökum einliða og viðbót ýmissa aukefna, leiða til fjölhæfs efnis með breitt svið eiginleika. Að skilja samsetningu pólýamíð garns skiptir ekki aðeins máli fyrir framleiðendur til að hámarka framleiðsluferla og afköst vöru heldur einnig fyrir neytendur og atvinnugreinar til að taka upplýstar ákvarðanir um notkun þess. Þegar iðnaðurinn heldur áfram að þróast í átt að sjálfbærari starfsháttum mun þróun nýrra einliða heimildir og endurvinnslutækni gegna sífellt mikilvægara hlutverki í framtíð framleiðslu pólýamíð garn.