폴리 아미드 원사는 무엇으로 만들어 졌습니까?

현대 섬유 및 산업 재료 환경의 초석 인 폴리 아미드 원사는 창립 이래 혁신적인 발견이었습니다. 강도, 내구성 및 다양성으로 널리 인식 된 폴리 아미드 원사는 고성능 스포츠웨어부터 무거운 산업용 로프 및 의료 기기에 이르기까지 모든 분야의 응용 분야를 발견했습니다. 그 특성과 잠재력을 완전히 이해하려면 그 구성과 생산에 들어가는 원료를 이해하는 것이 필수적입니다.

석유 화학 기원

빌딩은 석유에서 차단합니다

폴리 아미드 원사주로 석유 화학에서 파생됩니다. 탄화수소의 복잡한 혼합물 인 석유는 폴리 아미드 합성에 사용되는 단량체의 기본 원으로서 작용한다. 석유의 정제 과정은 긴 체인 탄화수소를 더 작고 관리하기 쉬운 구성 요소로 분해합니다. 이 중에서, 벤젠, 톨루엔 및 자일 렌과 같은 특정 화합물이 폴리 아미드 생산에 특히 중요합니다.

예를 들어 벤젠은 주요 출발 물질입니다. 일련의 화학 반응을 통해 벤젠은 시클로 헥산으로 변형 될 수 있습니다. 이 전환은 종종 수소화 공정을 통해 달성되는데, 여기서 수소 가스는 촉매의 존재하에 벤젠에 첨가된다. 이어서, 생성 된 시클로 헥산은 추가로 가공하여 폴리아이드 6,6의 중요한 단량체 중 하나 인 아 디프 산을 수득한다.

단량체 생산

아디 피산 생산

아 디프 산은 시클로 헥산의 산화를 통해 대규모로 생산됩니다. 전형적인 산업 공정에서, 사이클로 헥산은 먼저 촉매, 일반적으로 코발트 기반 촉매의 존재 하에서 공기로 산화된다. 이 산화 반응은 시클로 헥사 놀 및 시클로 헥사 논의 형성을 초래 한 후, 아 디프 산으로 추가로 산화된다. 반응은 다음과 같이 표현 될 수 있습니다.

아 디프 산의 생산은 높은 수율과 순도를 달성하기 위해 온도, 압력 및 반응물의 비율을 포함한 반응 조건을 신중하게 제어해야합니다.

디아민 생산

폴리 아미드 6,6의 경우, 다른 필수 단량체는 헥사 메틸렌 디아민이다. 이 디아민은 전형적으로 아디포 니트릴로부터 생성되며, 이는 또 다른 석유 화학적 유도체 인 부타디엔으로부터 합성 될 수있다. 부타디엔은 수소 시안화물과 반응하여 아디포니트릴을 형성하기 위해 하이드로 시아화로 알려진 과정에서 반응한다. 이어서, 아디포 니트릴은 수소화되어 헥사 메틸렌 디아민을 생성한다. 화학 반응은 다음과 같습니다.

다음 표는 주요 석유 화학 - 유래 된 단량체와 폴리 아미드 6,6의 생산 경로를 요약합니다.

단위체	석유 화학 시작	주요 생산 단계
아 디프 산	벤젠 (사이클로 헥산을 통해)	시클로 헥사 놀/시클로 헥사 논으로의 시클로 헥산의 산화, 그리고 아 디프 산으로의 추가 산화
헥사 메틸렌 디아민	부타디엔 (Adiponitrile을 통해)	부타디엔의 아디 포니 니트릴로의 수소화, 아디포니트릴의 수소화

 

 

폴리 아미드 6 - 다른 단량체 소스

단량체로서 카프로 락탐

폴리 아미드 6은 폴리 아미드 6,6에 비해 상이한 단량체 공급원을 갖는다. 카프로 락탐에서 생산됩니다. 카프로 락탐은 사이클로 헥사 논으로부터 합성 될 수 있는데, 앞에서 언급했듯이 아디 빅 산의 생산 중간체이다. 시클로 헥사 논은 하이드 록 실 아민과의 반응을 통해 먼저 사이클로 헥사 논스 옥시임으로 전환된다. 이어서, 사이클로 헥사 논스 옥시 미스는 산 촉매의 존재하에 카프로 락탐을 형성하는 경우 Beckmann 재 배열로 알려진 재 배열 반응을 겪는다. 화학 반응은 다음과 같습니다.

카프로 락탐이 얻어지면, 폴리 아미드 6을 형성하기 위해 중합 될 수있다. 중합 과정은 락탐 고리를 열고 긴 사슬 폴리머를 형성하는 것을 포함한다. 이것은 고리 - 개방 중합 반응을 통해 달성 될 수 있으며, 일반적으로 촉매의 존재하에 높은 온도에서 수행됩니다.

폴리 아미드와 비교 6,6

다음 표는 폴리 아미드 6과 폴리아 미드 6,6의 단량체 공급원과 일부 기본 특성을 비교합니다.

폴리 아미드 유형	단량체 소스	일반적인 속성
폴리 아미드 6	카프로 락탐	좋은 내마모성, 높은 탄성, 비교적 빠른 수분 흡수
폴리 아미드 6,6	아 디프 산 및 헥사 메틸렌 디아민	융점이 높고 화학 저항이 향상, 탁월한 인장 강도

 

폴리 아미드 원사 조성에서 첨가제 및 그들의 역할

안정제

가공 중 폴리아이드 원사의 안정성을 향상시키고 결국 적용을 사용하려면 다양한 안정제가 추가됩니다. 특정 금속 염 및 산화 방지제와 같은 열 안정제는 회전과 같은 고온 가공 동안 폴리 아미드 중합체의 분해를 방지하는 데 사용됩니다. 자외선 (UV) 안정제는 햇빛의 유해한 효과로부터 폴리 아미드 원사를 보호하기 위해 첨가된다. UV 방사선은 중합체에서 사슬 절단을 유발하여 기계적 특성을 감소시킬 수 있습니다. UV 안정제를 추가함으로써 실은 실외 조건에 노출 될 때 무결성을 유지할 수 있습니다.

윤활제

윤활제는 폴리 아미드 원사의 제조 공정에서 중요한 역할을합니다. 회전하는 동안, 중합체 용융물은 스피너 렛을 통해 부드럽게 흐를 필요가있다. 윤활제는 중합체와 스피너 레트 벽 사이의 마찰을 감소시켜 실의 일관되고 균일 한 압출을 보장합니다. 또한 윤활제는 원사의 표면 평활도를 향상시킬 수 있으며, 이는 직조 또는 뜨개질과 같은 추가 처리 단계에 유리합니다. 폴리 아미드 원사 생산에 사용되는 일반적인 윤활제에는 지방산 에스테르 및 왁스가 포함됩니다.

안료와 염료

착색 된 폴리 아미드 원사의 경우, 안료 또는 염료가 첨가된다. 안료는 중합체 매트릭스에 분산 된 불용성 착색제이다. 그들은 탁월한 색상을 제공하며 종종 야외 섬유와 같이 높은 내구성이 필요한 응용 분야에 사용됩니다. 반면에, 염료는 중합체 또는 용매에 용해되어 섬유 구조에 침투 할 수있다. 그들은 일반적으로 섬유 응용 분야에서 생생하고 균일 한 색상을 생산하는 데 사용됩니다. 안료와 염료 사이의 선택은 원하는 색상 강도, 색상 속도 요구 사항 및 폴리 아미드 원사의 가공 방법과 같은 인자에 따라 다릅니다.

불꽃 지연자

산업 작업복 및 가정용 가구와 같은 화재 안전이 우려되는 응용 분야에서 불꽃 지연자는 폴리 아미드 원사에 추가됩니다. 화염 지연제는 중합체의 연소 과정을 방해함으로써 작용한다. 그들은 원사 표면에 보호 숯 층을 형성하거나, 가연성 가스를 방출하여 연소 물질 주위의 산소를 희석 시키거나 연소 중에 발생하는 자유 - 라디칼 반응을 억제하는 등 여러 가지 방법으로 작용할 수 있습니다. 폴리 아미드 원사에 사용되는 일반적인 불꽃 지연 제는 할로겐 - 기반 화합물, 인 - 기반 화합물 및 금속 수산화물을 포함합니다. 그러나 일부 할로겐 기반 화염 지연제와 관련된 환경 및 건강 문제로 인해 인 - 질소 기반 화염 지연제와 같은보다 환경 친화적 인 대안을 사용하는 데 대한 경향이 증가하고 있습니다.

 

재활용 및 지속 가능한 출처

재활용 폴리 아미드 원사

지속 가능성에 대한 초점이 높아짐에 따라 폴리 아미드 원사의 재활용이 크게 중요해졌습니다. 포스트 - 중고 의류 및 산업용 폐기물과 같은 소비자 폴리 아미드 제품은 새로운 폴리 아미드 원사를 생산하기 위해 재활용 할 수 있습니다. 재활용 공정은 일반적으로 기계적 및 화학적 방법을 포함합니다. 기계적 재활용에서, 폴리 아미드 생성물은 파쇄, 청소 및 용융되어 원사에 다시 압출 될 수있는 펠릿을 형성한다. 반면에 화학적 재활용은 가수 분해 또는 아미 분해와 같은 공정을 통해 폴리 아미드 중합체를 단량체 또는 올리고머로 분해하는 것을 포함한다. 그런 다음 이들 단량체를 정제하고 새로운 폴리 아미드를 합성하는데 사용될 수있다.

지속 가능한 공급 원료

재활용 외에도 폴리 아미드 원사 생산을위한 지속 가능한 공급 원료를 개발하려는 노력이 이루어지고 있습니다. 한 가지 방법은 바이오 기반 단량체를 사용하는 것입니다. 예를 들어, 바이오 매스와 같은 재생 가능한 자원으로부터 아디 피산을 생산하기위한 지속적인 연구 개발 노력이 있습니다. 일부 회사는 식물에서 아디 빅 산으로 유래 된 설탕을 발효시키는 미생물의 사용을 탐구하고 있습니다. 마찬가지로, 바이오 기반 소스에서 디아민을 생산하려는 시도가 있습니다. 지속 가능한 공급 원료를 사용함으로써 폴리 아미드 원사 생산의 환경 영향을 크게 줄일 수있어 장기적으로보다 친환경적인 옵션이됩니다.

 

결론

폴리 아미드 원사는 석유 화학 - 유래 된 단량체, 첨가제 및 경우에 따라 재활용 재료 또는 지속 가능한 공급 원료의 조합으로 만들어집니다. 석유의 정제에서 특정 단량체의 생산 및 다양한 첨가제의 첨가에 이르기까지 복잡한 합성 공정은 광범위한 특성을 갖는 다목적 재료를 초래한다. 폴리 아미드 원사의 구성을 이해하는 것은 제조업체가 생산 공정 및 제품 성능을 최적화하는 데 중요 할뿐만 아니라 소비자와 산업이 사용에 대한 정보에 근거한 결정을 내리는 데 중요합니다. 업계가보다 지속 가능한 관행으로 계속 발전함에 따라, 새로운 단량체 공급원과 재활용 기술의 개발은 폴리 아미드 원사 생산의 미래에서 점점 더 중요한 역할을 할 것입니다.