كيف يتم تحضير النايلون؟ شرح عملية إنتاج النايلون 66

عملية خطوة بخطوة لكيفية تحضير النايلون 66

الخطوة 1: تشكيل ملح النايلون

يتم إذابة هيكساميثيلين ديامين وحمض الأديبيك بشكل منفصل في الميثانول أو الماء، ثم يتم خلطهما معًا عند درجة حرارة يمكن التحكم فيها لتكوين أديبات سداسي ميثيل الأمونيوم ، المعروف باسم ملح النايلون أو "ملح 66". يحتوي هذا المركب الوسيط على نقطة انصهار حادة تتراوح ما بين 190 إلى 192 درجة مئوية، والتي يستخدمها المصنعون كفحص للنقاء قبل الانتقال إلى المرحلة التالية. يتم عادةً ترشيح الملح وغسله وتجفيفه إلى مسحوق بلوري أبيض قبل دخوله إلى المفاعل.

الخطوة 2: التركيز والبلمرة المسبقة

يتم تركيز محلول ملح النايلون عن طريق تبخير المذيب الزائد، ثم تسخينه تحت ضغط معتدل، عادة حوالي 1.5 إلى 1.8 ميجا باسكال، لبدء تفاعل التكثيف. يتم إطلاق الماء عندما تتحد مجموعات الأمين والحمض لتكوين روابط أميد، وتبدأ سلاسل البوليمر القصيرة، التي تسمى القلة، في التشكل في هذه المرحلة. يتم الحفاظ على الضغط ثابتًا خلال هذه المرحلة لمنع فقدان ثنائي الأمين المتطاير قبل أن يتفاعل بشكل كامل.

الخطوة 3: التكثيف المتعدد لدرجة الحرارة العالية

يتم تسخين خليط التفاعل بشكل أكبر، عادةً ما بين 250 و280 درجة مئوية، بينما يتم تحرير الضغط تدريجيًا للتخلص من الماء المتبقي ودفع التفاعل نحو تكوين سلسلة أطول. تحدد مرحلة التكثيف المتعدد الذائبة الوزن الجزيئي النهائي لراتنج النايلون 66 والتي بدورها تتحكم في خواصها الميكانيكية. غالبًا ما يتم تطبيق مرحلة الفراغ بالقرب من نهاية هذه الخطوة، نظرًا لأن إزالة آخر آثار الماء هو ما يسمح للسلاسل بالاستمرار في النمو بدلاً من التوقف عند التوازن.

الخطوة 4: البثق وتشكيل الرقاقة

بمجرد الوصول إلى اللزوجة المستهدفة، يتم بثق البوليمر المنصهر من خلال قالب إلى خيوط، ثم يتم تبريده بسرعة في حمام مائي، ثم يتم تقطيعه إلى كريات أو رقائق صغيرة. هذه الرقائق هي شكل المواد الخام القياسية التي يتم شحنها إلى الشركات المصنعة النهائية للغزل في الألياف أو صب الحقن في الأجزاء البلاستيكية. عادةً ما يتم تجفيف رطوبة الرقاقة إلى أقل من 0.1 بالمائة قبل التعبئة، نظرًا لأن الرطوبة المتبقية يمكن أن تسبب التحلل المائي وانهيار السلسلة أثناء معالجة الذوبان اللاحقة.

الخطوة 5: ذوبان الغزل أو صب

بالنسبة لتطبيقات النسيج، تتم إعادة صهر الرقائق وبثقها من خلال المغازل لتشكيل خيوط مستمرة، والتي يتم سحبها بعد ذلك لمحاذاة سلاسل البوليمر وزيادة قوة الشد. تعد نسب السحب من أربعة إلى خمسة أضعاف طول الفتيل الأصلي أمرًا شائعًا، نظرًا لأن هذا المحاذاة الجزيئية هو ما يمنح ألياف النايلون 66 قوتها ومرونتها المميزة. بالنسبة لتطبيقات البلاستيك الهندسية، يتم صهر نفس الرقائق وتشكيلها بالحقن مباشرة في المكونات النهائية، وأحيانًا يتم إضافة الألياف الزجاجية أو الحشوات المعدنية لتعزيز الصلابة.