Нейлон 6 или поликапролактам – это полимер , в частности полукристаллический полиамид . В отличие от большинства других нейлонов , нейлон 6 не является конденсационным полимером , а образуется путем полимеризации с раскрытием кольца ; это делает его особым случаем по сравнению с полимерами конденсации и присоединения . Его конкуренция с нейлоном 6,6 и подаваемый им пример также сформировали экономику индустрии синтетических волокон . Он продается под многочисленными торговыми марками, включая Перлон (Германия), Дедерон (бывшая Восточная Германия), [1] Нилатрон, Капрон, Ультрамид, Акулон, Капрон (бывший Советский Союз и государства-сателлиты), Ругопа (Турция) и Дуретан.
Поликапролактам был разработан Полом Шлаком в IG Farben в конце 1930-х годов (впервые синтезирован в 1938 году) для воспроизведения свойств нейлона 66 без нарушения патента на его производство. (Примерно в то же время Кохей Хосино из Торай также преуспел в синтезе нейлона 6.) Он продавался как перлон, а в 1943 году в нацистской Германии было налажено промышленное производство мощностью 3500 тонн в год с использованием фенола в качестве сырья. Сначала из полимера производили грубое волокно для искусственной щетины, затем качество волокна улучшилось, и немцы начали изготавливать парашюты, корд для авиационных шин и буксирные тросы для планеров.
Советский Союз начал разработку аналога в 1940-х годах, и хотя фундаментальные научные работы продолжались в 1942 году, производство началось только в 1948 году в Клину.
Нейлон 6 можно модифицировать с помощью сомономеров или стабилизаторов во время полимеризации для введения новых концевых цепей или функциональных групп, что изменяет реакционную способность и химические свойства. Это часто делается для изменения его красимости или огнестойкости. [2] Нейлон 6 синтезируется путем полимеризации капролактама с раскрытием цикла . В капролактаме 6 атомов углерода, отсюда и нейлон 6 . При нагревании капролактама около 533 К в инертной атмосфере азота в течение около 4–5 часов кольцо разрывается и подвергается полимеризации . Затем расплавленную массу пропускают через фильеры для формирования волокон нейлона 6.
Во время полимеризации амидная связь внутри каждой молекулы капролактама разрывается, при этом активные группы с каждой стороны повторно образуют две новые связи, поскольку мономер становится частью основной цепи полимера. В отличие от нейлона 6,6, в котором направление амидной связи меняется на противоположное в каждой связи, все амидные связи нейлона 6 лежат в одном направлении (см. рисунок: обратите внимание на ориентацию каждой амидной связи от N до C).
Волокна нейлона 6 прочные, обладают высокой прочностью на разрыв, эластичностью и блеском. Они не мнется и обладают высокой устойчивостью к истиранию и химическим веществам, таким как кислоты и щелочи. Волокна могут поглощать до 2,4% воды, хотя это снижает прочность на разрыв. Температура стеклования нейлона 6 составляет 47 °C.
Как синтетическое волокно, нейлон 6 обычно имеет белый цвет, но его можно окрасить в ванне с раствором перед производством для получения различных цветовых результатов. Его прочность составляет 6–8,5 гс / Д при плотности 1,14 г/см 3 . Его температура плавления составляет 215 °C, и он может защитить от тепла в среднем до 150 °C. [3]
Флавобактерии sp. [85] и Pseudomonas sp. (NK87) разлагает олигомеры нейлона 6, но не полимеры. Некоторые штаммы грибов белой гнили также могут разрушать нейлон 6 в результате окисления. Говорят, что по сравнению с алифатическими полиэфирами нейлон 6 обладает плохой биоразлагаемостью . Некоторые источники утверждают, что причиной этого являются сильные межцепные взаимодействия за счет водородных связей между молекулярными цепями нейлона. [4] Однако в 2023 году сообщалось о катализаторе, который быстро разрушает нейлон 6. [5]
В настоящее время полиамид 6 является важным конструкционным материалом, используемым во многих отраслях промышленности, например, в автомобильной, авиационной, электронной и электротехнической промышленности, швейной промышленности и медицине. Ежегодная потребность в полиамидах в Европе составляет миллион тонн . Их производят все ведущие химические компании.
Крупнейшие производители полиамида 6 в Европе: [6]