나일론의 합성과 생산
나일론은 최초의 합성섬유로 미국과 영국의 과학자들이 만든 것이다. 우리는 그것을 나일론이라고도 부른다. 폴리아미드 화합물로, 분자 구조에 동일한 아미드 결합이 함유되어 있어 폴리아미드 섬유라고도 합니다.
전통적으로 폴리아미드 섬유의 품종을 구별하기 위해 폴리아미드 또는 나일론 뒤에 폴리아미드 6, 폴리아미드 66 또는 나일론 66 과 같은 아라비아 숫자를 추가하여 이 섬유를 생산하는 단량체 분자에 포함된 탄소 원자의 수를 나타내는 경우가 많습니다. 예를 들어, 폴리아미드 6 또는 나일론 6 은 6 개의 탄소 원자를 가진 카프로락탐 단량체로 중합되고, 폴리아미드 66 또는 나일론 66 은 6 개의 탄소 원자를 가진 6 메틸아민 H2N(CH2)6NH2 와 6 개의 탄소 원자를 가진 아디프산 HOOC(CH2)4COOH 로 중합됩니다.
나일론 66 은 미국 화학자 카를로스를 비롯한 미국과 영국 과학자들이 듀폰사의 실험실에서 1935 에서 합성한 것이다.
그들은 합성섬유 제조로 시작하지 않았다. 1928 Carrozes 는 듀폰사에 고용되었다. 당시 독일은 유기화학자 도딩거가 제기한 고분자 화합물 이론에 대해 격렬한 논쟁을 벌였다. 캐롤제스는 슈타우딩거의 관점을 지지하고 실험을 통해 이 이론의 정확성을 증명하기로 결심했기 때문에 각종 물질을 수렴했다. 1930 에서 Carothers 는 폴리에스테르를 얻기 위해 에틸렌 글리콜 HO(CH2)2OH 와 세바 신산 HOOC(CH2)8COOH 를 사용합니다. Karozes 의 동료 힐이 믹서봉으로 용융된 폴리에스테르를 반응기에서 꺼냈을 때, 그는 그것이 실크처럼 늘어나는 것을 발견했고, 이 섬유는 냉각 후에도 계속 신축할 수 있어 스트레칭 길이가 몇 배에 달할 수 있다는 것을 발견했다. 콜드 스트레칭 후 섬유의 강도와 탄력이 크게 증가했다. 이 현상은 이 특성이 실용적 가치가 있을 수 있다는 것을 깨닫게 해 주며, 이 용융 중합체는 섬유를 잣는 데 사용될 수 있습니다. 그들은 또한 일련의 폴리에스테르 화합물을 연구했다. 당시 연구한 폴리에스테르는 지방산과 지방알코올 중축 합에 의해 형성된 중합체로, 쉽게 가수 분해되고 융점이100 C 보다 낮기 때문에 유기용제에 잘 녹기 때문에 방직섬유에는 적합하지 않다. 그래서 그들은 폴리 아미드 화합물 연구로 전환했습니다.
몇 년 동안 Karozes 와 그의 동료들은 디아민과 디아민의 서로 다른 중축 합 반응에서 다양한 폴리아미드를 준비했는데, 그들의 성능은 그다지 좋지 않았다. 1935 그들은 메틸아민과 세바 신산으로 폴리아미드를 합성했다. 그 결과, 이 폴리아미드로 만든 섬유는 실크보다 강도와 탄력성이 뛰어나며 흡수와 용해가 쉽지 않지만 융점은 여전히 낮고, 사용된 원료는 가격이 비싸 상용화에 적합하지 않은 것으로 나타났다. 헥사 메틸렌 디아민과 아디 핀산의 축합이 폴리 아미드로 중합 된 후 저장 탱크에 넣어져 냉간 인장 시험 후에 선택되었다. 그것은 일반 용제에 용해되지 않고 용융점은 263 C 에 달한다.
이 폴리아미드를 합성섬유를 제조하는 재료로 확정한 후 원료 문제로 공업화 생산에 투입할 수 없다. 이 중합체를 만드는 원료는 헥사디아민과 아디 핀산이기 때문에 당시 실험실에서 제작되었습니다. 1936 년 듀폰사의 화학자인 R 윌리엄스는 페놀을 기산산으로, 기산에서 기디아민으로 만드는 새로운 촉매제를 만들었다. 이렇게 원료는 페놀밖에 없고 페놀은 콜타르에서 나올 수 있다.
1938 10 10 월 27 일 듀폰사 회장 저스틴 (Justin) 이 델라웨어주 시포드 (Seaford) 에 대형 생산공장을 설립한다고 발표했다. 공장은 6 월에 1939+0 을 운영하기 시작했다.
생산 시 폴리아미드 용융물은 계량 펌프에 의해 균일하게 스프레이 구멍을 돌출시켜 점액의 미세한 흐름을 형성하고 공기 중에 냉각하여 성장 실을 굳힌다. 이것은 합성 섬유에 사용되는 용액 방사 방법과는 달리 합성 섬유에 대한 새로운 용융 방사 방법을 만들었습니다. 용액 방사법은 섬유중합체를 적절한 용제에 용해시켜 걸쭉한 방적 용액을 만든 다음 걸쭉한 용액을 정량적으로 고르게 짜서 다른 용액이나 공기 중에 실크로 굳히는 것이다. 용융 방사법은 비교적 간단하며, 물론 합성섬유 중합체가 고온에서 분해되지 않고 충분한 안정성이 있어야 한다.
나일론 66 제품은 원래 브러시였습니다. 1939 년 2 월, 짠 스타킹이 미국 금문국제박람회에서 전시되었습니다. 1939 4 월 뉴욕 세계 상품 박람회 전시 1939 10 은 10 월 24 일 미국 델라웨어주 듀폰사 본사에서 공개 발매를 시작하면서 센세이션을 일으켰다. 당시 혼란한 국면으로 공안기관이 경찰력을 동원하여 질서를 유지하게 했다. 1940 년 5 월 미국 각지에서 판매되어 희귀한 보물로 여겨져 앞을 다투어 구매하다.
나일론 66 은 1945 까지 낙하산 짜기, 비행기 타이어 코드, 군복 등 군복으로 방향을 바꾸지 않았다. 제 2 차 세계대전 이후 발전이 매우 빨라서 스타킹, 옷부터 카펫, 어망에 이르기까지 수많은 방식으로 제품이 등장했다.
나일론의 뛰어난 성능은 강도가 높고, 신축성이 좋고, 내마모성이 좋다. 그 강도는 면의 2~3 배, 내마모성은 면의 10 배, 양모의 20 배입니다. 부식에도 내성이 있고, 충충충이 있고, 무게는 가볍지만, 보형성이 나빠 쉽게 변형된다. 내열성도 나쁘고 내광성도 충분하지 않다.
듀폰은 고분자 화합물에 대한 기초 연구를 시작했는데, 수년 동안 2 천 2 백만 달러를 들여 230 명의 과학기술자가 이 이 일에 참여했다. 결국 인류에게 유익한 상품을 얻어 풍성한 보답을 받았다. 아쉽게도 나일론 66 의 발명가 Carlo Zeiss 는 그것의 실제 응용을 보지 못했다. 정신우울증을 앓고 1937 년 4 월 29 일 미국 필라델피아의 한 호텔방에서 시안화 칼륨이 섞인 레몬즙을 마시고 자살해 4 1 세를 일기로 했다.
나일론 66 이 미국에 출현하면서 1937 년 슈라크를 비롯한 독일 화학자들이 카프로락탐의 중합체인 나일론 6 을 합성했다. 1939 공업화 생산에 투입, 194 1 양산 투입.
이와 함께 러시아는 카프로락탐보다 탄소 원자가 한 개 더 많은 칠락탐 중합체인 나일론 7 을 생산했다. 프랑스는 나일론 10 10 을 생산하고 10 탄소 원자의 데실 아민 H2n (CH2) 10nh2 및/KLOC/를 생산한다. 중국 과학기술자들은 중국 국정에 따라 피마유를 원료로 나일론 10 10 을 만들었다. 현재 우리나라에서 생산하는 폴리아미드 섬유의 주요 품종은 나일론 66 과 나일론 6 입니다.
폴리 에스테르 섬유의 합성 및 생산
폴리아미드 섬유를 합성한 후 합성섬유의 길을 개척하고 폴리에스테르 등 일련의 합성섬유를 보급했다.
에스테르는 유기 카르복실산과 알코올의 화합물이고, 폴리에스테르는 분자 구조에서 에스테르기가 있는 에스테르의 중합체이다.
폴리아미드 섬유를 제조하기 전에 카로제스는 세바 신산과 에틸렌 글리콜로 중축 합 반응을 하여 폴리에스테르를 얻었다. 방적섬유의 성능을 발견한 것으로 밝혀졌지만, 쉽게 가수 분해되고, 용융점이 낮고, 유기용제에 잘 용해되어 포기되어 폴리아미드를 발전시켰다. (윌리엄 셰익스피어, 폴리아미드, 폴리아미드, 폴리아미드, 폴리아미드, 폴리아미드, 폴리아미드)
영국의 화학자인 윈펠드 (Winfeld) 는 카로즈의 합성섬유 개발에 참여했으며, 산업용 방직섬유의 중합체가 되려면 융점이 높아야 하며 화학물질과 용제의 영향에 저항하고 고도의 선형 구조를 가져야 한다는 것을 깨달았다. 그가 영국으로 돌아온 후 화학자 딕슨과 에틸렌 글리콜 (CH2OHCH2OH) 과 테레프탈산 (HOOCC6H4COOH) 을 중축 합 반응으로 선택했다. 1939 성공. 테레프탈산은 프탈산보다 선형 대칭적인 구조를 가지고 있으며, 중합체 분자 중 벤젠 고리의 존재는 제품의 융점을 높일 수 있다.
1943 년 영국 제국화학공업회사는 자크윌턴에 공장을 설립하고 상품명' 폴리' 를 설립했다. 1953 년 미국 듀폰사는 특허를 획득하여 공장을 건설했다. 상품명 "Dacron" 은 "Dacron" 으로 음역되어 유행하기 시작했다.
우리나라는 1950 년대부터 폴리에스테르 단체 생산을 연구해 70 년대 초에 생산을 시작했는데 상품명은 폴리에스테르였다.
폴리에스테르의 열 안정성은 나일론보다 좋다. 폴리에스테르는 의류 섬유로 구김방지성과 보형성이 좋은 것이 특징입니다. 폴리에스터로 만든 옷은 구김이 없고, 외형이 아름답고 강도가 좋고, 충격 강도가 나일론보다 4 배 높습니다. 그러나 단점은 흡습성이 작아 그것으로 짠 옷은 무더워 정전기가 잘 생기고 오염되기 쉽다는 것이다.
아크릴 합성 및 생산
폴리에스테르 이후 아크릴이 나왔습니다. 아크릴은 듀폰사가 1940 년대 초에 성공적으로 개발했다. 1942 년, 실험 샘플은 미국 정부에 군사용으로 보내졌습니다. 1945, 아크릴 시험 생산; 1948 에서 상품명 (Olun) 으로 정식으로 생산되었습니다.
아크릴로 니트릴 (CH2CHCN) 의 중합체입니다.
이런 섬유는 특별하고 우월한 내광성을 가지고 있다. 처음에는 차양, 자동차 차양 등을 만드는 데 사용되었습니다. 나중에 그 성능은 양모와 매우 유사하다는 것을 알게 되어 양모 대체물로 양모와 혼방하여 합성양모 또는 인조 양모라고 명명했다.
시중에서 볼 수 있는 아크릴로니트릴은 아크릴로니트릴이 아니라 보통 세 가지 단량체가 중합된다. 이들은 염화 비닐 (CH2CCl), 염화 비닐 (CH2 ccl 2) 및 시안화물 CH2CC(CN)2 입니다. 조성물에 염소를 첨가하면 방화할 수 있다.
중국의 아크릴 생산은 60 년대 중반에 시작되었다. 현재 아크릴 섬유의 생산량과 질이 모두 크게 향상되었다.
위니론의 합성과 생산
또 다른 합성섬유는 위니론이나 약칭 위니론으로 음역된다. 이 단어는 일본 화학자들이 내놓은 것이다. 왜냐하면 비닐론은 그들이 성공적으로 개발한 것이기 때문이다.
위니론은 폴리비닐 아세탈의 상품명으로 폴리비닐 아세탈의 산물이다.
폴리에틸렌올은 비닐 알코올 (CH2CHOH) 단량체와 중합되지 않는다. 에틸렌알코올이라는 화학물질이 매우 불안정하기 때문에 스스로 아세트알데히드로 리플로우된다.
폴리에틸렌올을 얻기 위해 폴리비닐 아세테이트를 메탄올에 녹이고 수산화나트륨을 넣어 알코올을 분해한다.
폴리 비닐 아세테이트는 비닐 아세테이트의 중합체이다. 아세테이트 에틸렌은 아세틸렌으로 만든 것이다.
1924 년, 독일 화학자 헤르만과 헬러는 먼저 폴리에틸렌올을 만들었고, 193 1 년, 그들은 폴리에틸렌으로 섬유를 잣는 기술을 익혔다. 하지만 이런 섬유로 짠 옷은 더러워지면 물로 씻을 수 없지만, 워싱 후에는 사라집니다. 물에 용해되기 때문입니다. 이것은 폴리 비닐 알콜의 긴 사슬에 친수성 히드 록실 (-OH) 이 많이 있기 때문에 외과 의사의 수술 봉합과 같은 특별한 경우에만 사용할 수 있기 때문입니다.
KLOC-0/939 까지 교토대 화학과 교수 사쿠다 이치로, 교토대 응용화학연구소 한국계 대학원생 이승기, 중원 방직소 야강영 박사가 공동으로 연구하여 아세탈화 방법을 제시하여 내수성이 좋은 섬유로 만들었다.
아세탈화는 포름알데히드로 처리되어 포름알데히드와 폴리에틸렌의 긴 사슬 분자에 있는 아세틸렌을 합친다.
아세탈화 처리는 모든 수산기를 "먹을" 수 없다. 또한 아세탈화도가 높을 때 섬유의 성능이 이상적이지 않고, 그 아세탈화도는 보통 30 ~ 35% 이기 때문에 섬유의 긴 사슬에 일정량의 친수성 수산기가 남아 있어 비닐론이 다른 합성섬유보다 흡습성이 높다는 것을 발견했다.
194 1~ 1942 년, 일본 중원 방직사와 창부 실크회사는 각각 연간 생산량 150 톤, 60 톤의 파일럿 공장을 건설했으며, 2 차 세계대전 후 방치했습니다.
우리나라는 1957 년부터 첫 위니론 공장을 연구, 설계, 제조, 설치하기 시작했고 1964 년에 정식으로 완공되어 생산에 들어갔다.
위니론은 해수 부식에 내성이 있어 해상 작업을 위한 어망과 밧줄에 적합하다. 비닐론의 흡습성은 면과 비슷하고 외관은 면섬유와 비슷하기 때문에 인조면이라고도 합니다. 그것은 면과 혼방되어 속옷, 침대 시트, 이불, 식탁보, 커튼을 바느질하는 데 쓰인다.
폴리아크릴과 폴리염화 비닐은 모두 플라스틱과 합성섬유로, 폴리아크릴 섬유와 염소 섬유라고도 한다.