Comment est fabriqué le nylon ?

Le nylon est fabriqué selon un processus chimique et de fabrication complexe en deux étapes qui crée d'abord les polymères solides de la fibre, puis les lie ensemble pour créer une fibre durable. Le terme est couramment utilisé pour désigner une large gamme de polyamides ou de polymères synthétiques et englobe une gamme de produits souvent très différents. Les vêtements, la corde, les pièces mécaniques en plastique dur, les revêtements de parachute et les pneus sont tous des exemples du matériau synthétique en action. Dans la plupart des cas, la fabrication le processus est différent pour ces différents articles, mais le produit chimique une partie de leur création tend à être très similaire.

Polymérisation

La première chose que le fabricant doit faire est de combiner deux ensembles de molécules. Un ensemble a un groupe acide à chaque extrémité et l'autre ensemble a un groupe amine, composé de composés organiques basiques, à chaque extrémité. Il y a une certaine marge de variation, mais l'utilisation de monomères d'hexaméthylène diamine et d'acide adipique est une combinaison courante. Lorsque ces deux substances sont combinées, il en résulte des "sels de nylon" cristallisés épais. Ceux-ci sont communément appelés nylon 6, 6 ou simplement 6-6 . Le nom est basé sur le nombre d'atomes de carbone entre les deux groupes acides et les deux groupes amines.

Ce matériau peut également être créé chimiquement d'une manière différente, à savoir en moulant les mêmes molécules dans une structure différente. Dans cette méthode alternative, les molécules acides sont toutes à une extrémité de la structure et les molécules d'amine sont toutes à l'autre. Ce composé est ensuite combiné en une chaîne d'atomes de carbone. Dans les deux cas, les cristaux qui en résultent doivent être trempés dans de l'eau pour les dissoudre, puis acidifiés et chauffés pour créer une chaîne presque incassable au niveau chimique.

Chauffage et essorage

Les fabricants utilisent généralement une machine spécialement conçue pour chauffer les polymères à la bonne température, puis combinent les molécules pour former une substance fondue qui est forcée dans une filière, la séparant en brins minces et l'exposant à l'air pour la première fois. L'air fait durcir les brins immédiatement, et une fois qu'ils sont durs, ils peuvent être enroulés sur des bobines. Les fibres sont étirées pour créer de la résistance et de l'élasticité, ce qui est l'un des principaux avantages du matériau.

De là, les filaments sont déroulés puis rembobinés sur une autre bobine plus petite. Ce processus s'appelle dessiner et est utilisé pour aligner les molécules dans une structure parallèle. Les brins qui en résultent sont des fils polyvalents qui peuvent être utilisés à diverses fins. Ils peuvent être tissés ou liés tels quels, ou ils peuvent être combinés et fondus davantage.

Processus de fabrication

Une fois que le matériau a été enroulé sur la plus petite bobine, il est prêt à être transformé en n'importe quel produit qu'il est destiné à devenir. D'un point de vue technique, il s'agit de nylon à ce stade, mais pas sous une forme que les consommateurs reconnaîtraient, et il a généralement besoin de plus de raffinage pour être utile sur le marché.

La plupart des produits sont créés en tissant ou en fusionnant les filaments ensemble. En ce qui concerne les matières et les tissus synthétiques, plus le tissage est serré, plus la matière sera solide et résistante à l'eau; pour les plastiques et autres articles moulés durs, plus les températures de fusion sont élevées, plus le produit final est homogène et brillant. Les cordes et les cordons dépendent généralement d'une torsion et d'une fusion complexes, et la plupart sont en fait constitués de centaines, voire de milliers de brins individuels liés ensemble pour créer un produit final très résistant.

Le nylon peut également être mélangé avec d'autres fibres pour créer des matériaux combinés. Lorsqu'il est combiné avec du coton, il produit un type de tissu résistant qui conserve sa forme mais est doux au toucher. Il peut également être tissé en motifs pour renforcer la résistance, améliorer l'apparence ou répondre à d'autres exigences de conception. Dans l'industrie et les utilisations militaires, il peut être versé dans des moules et utilisé pour des pièces de machines, des bandes de roulement de pneus et des conteneurs de stockage de nourriture, soit isolément, soit en combinaison avec d'autres plastiques et matériaux synthétiques.

Historique

Ces types de produits sont devenus populaires pour la première fois à l'aube de la Seconde Guerre mondiale en tant qu'alternative moins chère et plus efficace à la soie et au chanvre tissé, qui étaient tous deux les matériaux de parachute standard de l'époque. Il a également été utile dans l'effort de guerre en ce qui concerne la production de pneus; les pneus fabriqués à partir de polymères liés chimiquement avaient tendance à être plus durables et moins sujets à l'usure que ceux fabriqués à partir de caoutchouc standard.

Depuis lors, le matériau a trouvé une gamme d'utilisations quotidiennes, bien qu'il soit encore courant dans un certain nombre d'efforts industriels et militaires. Les vêtements synthétiques sont très populaires dans de nombreux endroits, notamment pour le sport; avec un tissage plus léger, c'est aussi la norme en bas et en bonneterie. Il est utilisé dans les cordes et les cordages, et dans toutes sortes de chaussures et d'accessoires; ses propriétés d'évacuation de l'eau le rendent également populaire pour une utilisation dans des choses aussi différentes que les parapluies et les pulls en laine synthétique. Bien que ces produits semblent tous très différents dès le départ, leur fabrication – du moins au début – est généralement assez uniforme.

Préoccupations environnementales

En plus d'être quelque peu complexe, le processus de fabrication a également soulevé un certain nombre de préoccupations environnementales. De nombreux producteurs utilisent du pétrole brut pour isoler les polymères, ce qui peut entraîner l'épuisement des combustibles fossiles et la pollution de l'environnement due au ruissellement. La production chimique d'acide adipique crée également fréquemment de l'oxyde nitreux, un gaz à effet de serre connu, comme sous-produit. Ce gaz a le potentiel d'éroder la couche d'ozone et de favoriser la pollution de l'air.