Какими свойствами обладает капрон

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 11 октября 2020; проверки требует 1 правка.

Капрон (поли-ε-капроамид, найлон-6, полиамид 6)— синтетическое полиамидное волокно, получаемое из нефти, продукт полимеризации капролактама. Формула полимера имеет вид: [—HN(CH2)5CO—]n[1].

История[править | править код]

Впервые поликапролактам как полимер для формования полиамидного волокна (под названием перлон) был синтезирован в 1938 году в Германии Паулем Шлаком (нем. Paul Schlack), работавшим в компании I.G. Farben[2]. В 1990 году в Германии было создано промышленное производство поликапролактама мощностью 3,5 тысячи тонн в год с использованием в качестве исходного сырья фенола, сначала производилось грубое капроновое волокно, применявшееся в качестве искусственной щетины, затем на основе поликапролактамовых волокон стали производить парашютный шёлк, корд для авиационных шин и буксировочные тросы для планеров[3].

В СССР Юлия Рымашевская, Иван Кнунянц и Захар Роговин в 1942 году показали возможность полимеризации ε-капролактама в линейный полимер и осуществили (в 1947 году) серию работ по синтезу волокнообразующих полиамидов, в ходе которых изучили условия бекмановской перегруппировки оксимов циклогексана в капролактам, определили оптимальные условия полимеризации лактамов и очистки полиамида от мономера, первое производство поликапролактама в СССР было запущено в 1948 году в городе Клин, Московской области.

Капрон — название, принятое для данного полиамидного волокна в России (и ранее в СССР), другим распространённым полиамидным волокном является собственно нейлон, называемый в России (и ранее называвшийся в СССР) анидом, который близок капрону по свойствам и имеет сходное применение.

Получение[править | править код]

Для получения капрона сначала при пониженном давлении и температуре фенол путём гидрирования превращают в циклогексанон[4]:139-140[5][6]. Другим, принципиально отличным методом получения циклогексанона стал разработанный позже фенольного процесс гидрирования и последующего окисления бензола[7][8]. Затем циклогексанон действием гидроксиламина переводят в циклогексаноноксим (1→2 на рисунке ниже), а из него в ходе бекмановской перегруппировки под действием серной кислоты получают капролактам (2→3 на рисунке)[4]:139-140:

Синтез поликапролактама (то есть капрона) проводится гидролитической полимеризацией расплава капролактама по механизму «раскрытие цикла — присоединение»:

Свойства и применение[править | править код]

Капрон или капроновое волокно — бело-прозрачное, очень прочное вещество. Эластичность капрона намного выше шёлка. Прочность капрона зависит от технологии и тщательности производства. Капроновая нить диаметром 0,1 миллиметра выдерживает вес 0,55 кг.

За рубежом синтетическое волокно типа капрон именуется перлон и нейлон. Капрон вырабатывается нескольких сортов; хрустально-прозрачный капрон более прочен, чем непрозрачный с мутно-желтоватым или молочным оттенком.

Наряду с высокой прочностью капроновые волокна характеризуются устойчивостью к истиранию, действию многократной деформации (изгибов).

Капроновые волокна не впитывают влагу, поэтому не теряют прочности во влажном состоянии. Но у капронового волокна есть и недостатки. Оно малоустойчиво к действию кислот — макромолекулы капрона подвергаются гидролизу по месту амидных связей. Сравнительно невелика и теплостойкость капрона. При нагревании его прочность снижается, при 215 °С происходит плавление.

Из капрона изготавливают канаты, рыболовные сети, леску, гитарные струны, фильтровальные материалы, кордную ткань (например, для автомобильных шин), а также штапельные ткани, чулки и другие бытовые товары. Изделия из капрона, и в сочетании с капроном, широко используются в быту. Из капроновых нитей шьют одежду, которая стоит намного дешевле, чем одежда из натуральных природных материалов. Из кордной ткани делают каркасы авто- и авиапокрышек.

Будучи термопластичной, капроновая смола используется и в качестве пластмассы для изготовления деталей машин и механизмов — зубчатых колёс, втулок, подшипников и тому подобного, отличающихся большой прочностью и износостойкостью. В обувной промышленности СССР из капроновой смолы изготавливались износостойкие подмётки и подошвы под торговым названием перлон (Perlon).

Широкое применение капрон получил в изготовлении парашютов. Он пришёл на смену натуральному шёлку. В отличие от шёлка, капрон не слёживается (не склонен к «запоминанию» формы), не гниёт, обладает большей прочностью, что при той же требуемой прочности купола, позволяет сделать ткань тоньше и существенно снизить массу.

Примечания[править | править код]

  1. Харитонов В. М. Полиамидные волокна // Краткая химическая энциклопедия / Ред. кол. И. Л. Кнунянц (отв. ред.) и др. — М.: Советская Энциклопедия, 1965. — Т. 4. Пирометаллургия—С.

  2. Hutten, Irwin Marshall. Handbook of nonwoven filter media. — Elsevier, 2007-03-23. — ISBN 9781856174411.
  3. ↑ Производство капролактама /Под ред. В. И. Овчинникова и В. Р. Ручинского. «Химия», М. 2001
  4. 1 2 Платэ А.Ф. Современная нефтехимия // Книга для чтения по органической химии. Пособие для учащихся. — М.: Просвещение, 1975. — С. 129—147.
  5. ↑ Вольф, 1977, с. 7.
  6. ↑ Кларе, 1966, с. 70.
  7. Владимиров С. Капрон из бензола // Химия и жизнь. — 1965. — № 1. — С. 28—29.
  8. ↑ Вольф, 1977, с. 8.
Читайте также:  Какие свойства у камфорного масла

Литература[править | править код]

  • Вольф Л. А., Хайтин Б. Ш. Производство поликапроамида. — М.: Химия, 1977. — 207 с.
  • Кларе Г., Фрицше Э., Гребе Ф. Синтетические полиамидные волокна. — М.: Мир, 1966. — 683 с.

Источник

Многие не знают, что такое капрон. Капрон — это одна из основных тканей, необходимых для каждой женщины. Сразу на ум приходят колготки и чулочно-носочные изделия. Чем же еще выделяется эта материя и из чего получают капрон — подробности ниже.

История создания

Капрон — тип волокна, полученный в результате эксперимента немецких ученых. Изначально был выведен поликапролактам. В 1938 году появились первые положительные результаты по синтезу, а через 5 лет наладилось промышленное производство.

Материал крупным планом

Капроновое волокно имело серьезный недостаток – оно было грубым. Из-за этого материал использовался больше как вспомогательный элемент при производстве. Затем советские ученые дополнили эксперимент некоторыми разработками. Так был синтезирован этот полиамид.

Благодаря открытию, стало выпускаться волокно поликапроамида, а затем к нему была добавлена аминокапроновая кислота. В Германии же был разработан продукт с похожими характеристиками, получивший название перлон. Также в других странах ткань известна под названиями нейлон или дедерон.

Промышленное производство материала

Это интересно. Изготовить капрон обойдется в несколько раз дешевле, чем выработать хлопок.

Капрон или копрон — поскольку речь идет о реакции капролактама, правильно говорить капрон.

Из чего делают капрон

Главный процесс производства – гидрирование фенола. Наиболее часто используется формула окисления изопропилбензола. Окисление делают возможным два элемента: пропилен и бензол. Сырьем служат продукты нефтепереработки, из которых вырабатывается капролактам. Из капролактама, в свою очередь, поликапроамид. Затем из продукта и изготавливаются волокна, из которых затем и получают капрон. Технический процесс направлен на непрерывную работу.

Технический процесс непрерывен

Получение капроновой ткани

Многие люди задаются вопросом, к каким волокнам относится капрон. Он имеет синтетическое происхождение. В результате полимеризации капролактама образуется густой гель. Гель – вещество взрывоопасное, поэтому предприятия по выработке капроновых нитей относятся к объектам с повышенным уровнем риска.

Полимеризация проходит при температуре 270 °С. Через специальное оборудование из геля продавливаются нити. Через некоторое время нити превращаются в волокно.  Перед передачей в руки ткачей нити растягиваются производственным способом.

Нити на производстве

Технологически различают 2 вида. Отличие их в способе плетения при изготовлении.

Типы переплетения:

  • полотняной;
  • саржевый.

В первом случае изделие будет иметь большую прочность и будет тоньше. Во втором случае толщина будет шире, но при этом увеличится износостойкость.

Если сложить нити в несколько раз, перекрутив, то получится кордная нить.

Капрон: свойства и применение

На вид капрон представляет собой материю от прозрачного до желтоватого оттенка. Материалу присущ легкий блеск. Это тонкая, но плотная ткань.

Капроновая кордная нить

Капрон имеет такие свойства, как прочность, износоустойчивость и легкость. К нему не пристает грязь, не изменяется под воздействием воды, легкий и неприхотливый в уходе. Предметы, изготовленные из капронового волокна, можно подвергать физическому воздействию. Например, сжимать. Но при царапании острым предметом, волокно легко повреждается.

Плавление нитей

Состав не поддается патогенному воздействию микроорганизмов. Из капрона волокно не впитывает влагу, но при стирке при слишком высоких температурах может потерять форму. Плотность капрона может быть разной. Гореть материал не может: просто плавится, образуя смолянистое вещество.

Интересный факт. После выпуска получил «звание» самого крепкого материала, вытеснив оттуда шелк.

Где используют капрон

Капроновая ткань имеет широкое применение и распространена в текстильной промышленности. Обычно круг выпускаемой одежды расширяется с помощью изготовления смесовой ткани. Достигается это путем добавления к основной ленте ткани других материалов, таких, как шелк или вискоза (плащевой вариант).

Капрон — полимер, использующийся при производстве автомобильных и спортивных товаров, например, всем известных покрышек. Необходимые в производстве фильтровальные ткани также производят, используя капрон-ткань.

Читайте также:  На каких химических свойствах хлора основано его использование на практике

Капроновая сетка

Из него изготавливается большое количество необходимых в быту товаров. Применение капрона отражено в следующих изделиях: тросы, сети, лески, веревки, шторы, тюли и медицинские расходники. Медицинская одежда и профессиональная форма зачастую также выпускается, благодаря составам из капрона. Самое большое распространение получили капроновые колготки, аксессуары, а также элементы в одежде, где нужно сделать прозрачным какой-либо участок тела.

Дополнительная информация. Сейчас занавески из капронового волокна не пользуются популярностью. Основная роль материала при производстве штор сводится к внешней отделке.

Уход

Для капрона, как и для любой другой ткани, важен правильный уход:

  • Не рекомендуется стирать этот вид ткани при высоких температурах. Для стирки используется деликатный режим. Хозяйки рекомендуют использовать температуру не более 30 °С. Но при 40 °С капроновые вещи также не теряют своих положительных качеств.
  • Не следует при стирке применять отбеливатель, при необходимости, достаточно замочить вещь в мыльной воде.
  • Обязательно следить, чтобы порошок максимально растворился.
  • Вещь должна быть хорошо прополосканной, иначе изделие потеряет цвет и яркость.
  • Отжим и глажка ткани не осуществляются. В случае необходимости погладить материал используют низкие температуры.
  • Если вещь запылилась, то лучше всего использовать пылесос.
  • Следует избегать прикосновения вещей с острыми предметами.

Капроновые колготки

Достоинства и недостатки

Помимо основных характеристик ткани к достоинствам относят эластичность и недорогую стоимость. Примечательно, что материал не гниет и устойчив к химическим воздействиям.

Недостатки:

  • Низкая экологичность. Связана она с тем, что ткань тяжело поддается утилизации.
  • Выгораемость. На солнце материал может быстро выгореть.
  • Низкая теплоустойчивость. Материал слабо защитит от холода.
  • Отсутствие гидроскопичности. Ткань не подходит для ношения в жару, так как обладает низкими гигиеническими свойствами. Такая ткань вызовет потливость, не будет впитывать лишнюю влагу.
  • Ткань неудобна при ношении на голое тело. При таком способе носки многие изделия могут вызвать дискомфорт.
  • Низкая устойчивость к кислотам.

Капли воды на капроне

Благодаря своим качествам, капрон является незаменимым в быту материалом. Несмотря на некоторые недостатки, выпуск этой уникальной синтетической ткани существенно облегчил человеческую жизнь.

Источник

Капрон – это синтетический материал, который используется не только для изготовления одежды, но и в технических целях. Он обладает массой положительных качеств, но не лишен недостатков. Чтобы капроновые изделия служили как можно дольше, необходимо правильно за ними ухаживать, избегая негативных условий.

Что собой представляет капрон и как он был изобретен?

Что такое капрон? Этот материал изготавливается из полиамида, полученного путем переработки нефтепродуктов и каменного угля с применением бензола, толуола, фенола. Процесс производства материала наносит вред экологии, поэтому технология его изготовления сегодня пересматривается.

Впервые синтез полимеров группы амидов был произведен американскими учеными в 1935 г. Открытие совершил химик У. Карозерс, который являлся сотрудником компании «Дюпон». Его эксперимент заключался в поликонденсации адипиновой кислоты с гексаметилендиамином, в результате чего был создан нейлон. В 1938 г. в Германии из фенола был синтезирован поликапролактам, который назвали «перлон». Этот материал послужил сырьем для получения полиамидных нитей.

Спустя 4 года советские ученые синтезировали поликапроамид путем нагревания аминокапроновой кислоты под давлением. Затем расплавленное вещество соединили с нейлоном, в результате чего получился прочный, легкий, хорошо растяжимый полимер. Массовое производство капрона было запущено в 1948 г. после изучения данных о перлоне, попавших в СССР из архивов фирмы «IG Farben» в качестве репарационных платежей. Название «капрон» применяется только в странах бывшего СССР. Оно связано с составом полимера, который представлен преимущественно аминокапроновой кислотой.

Свойства капронового волокна и тканей из него

Неокрашенная капроновая ткань прозрачна или имеет молочный либо мутно-желтоватый оттенок. Прозрачные нити полиамида обладают более высокими показателями прочности. Волокно капрона обладает довольно маленьким диаметром (всего 0,1 мм), но при этом способно выдерживать груз массой до 0,5 кг.

Капроновые волокна имеют высокие показатели износостойкости и эластичности. Они хорошо сжимаются и растягиваются как в сухом, так и в мокром состоянии. Полиамид устойчив к воздействию щелочей и влаги. При этом его нити растворяются в крезоле и феноле, становятся мягкими при температуре 175°С и плавятся при 215°С. Другие характеристики капрона:

Читайте также:  Какое свойство имеет обсидиан

  • прочность (он прочнее шелка);
  • легкость;
  • антибактериальность (в нем не заводятся патогенные микроорганизмы, моль не откладывает личинки);
  • долговечность;
  • устойчивость к загрязнениям.

За изделиями из этой эластичной материи достаточно просто ухаживать. При большом количестве достоинств капрон не лишен недостатков. Как и все синтетические материалы, он склонен накапливать статическое электричество, практически не держит тепло. При этом он не гигроскопичен, плохо пропускает воздух, поэтому одежду из этой ткани не рекомендуется носить в жаркую погоду. Капроновое волокно не любит УФ-излучения, поэтому его следует беречь от длительного нахождения в солнечном месте. Полотно может быть как однотонным, так и узорчатым (см. фото).

Применение капроновых материалов в технических и других целях

Капроновая лента

Изначально сырьевой капрон изготавливали с целью применения в авиастроении, производстве автомобилей, морском деле. В настоящее время технический материал используют при производстве канатов, шнуров, рыболовных снастей. Пленочный капрон, как и другие полиамиды, применяется в машиностроении (при производстве подшипников). В строительстве техническую капроновую ткань используют при прокладывании трубопровода, запорно-регулирующей арматуры, установке гибких ограждений.

Капроновую нить применяют в пищевой и химической промышленности, медицине для изготовления фильтров. Такое волокно способно останавливать мельчайшие частицы жидкостей и газов.

В СССР из капроновой ткани изготавливали различные предметы одежды: блузы, юбки, нижнее белье, чулочно-носочные изделия. В середине 1960-х гг. на основе капрона была создана ткань под названием «болонья», также ставшая популярной. Мода на эти материалы со временем прошла, т. к. капрон не впитывал влагу, не позволял коже дышать и электризовался. Синтетические ткани уступили место натуральным.

В настоящее время из этого материала изготавливают носки, колготки, аксессуары, а также сценические наряды. При пошиве одежды материю сочетают с другими тканями. В чистом виде капрон применяется при производстве фильтров, упаковок, штор.

Как ухаживать за изделиями из капрона?

На предметах одежды обычно указано, как за ними ухаживать (информация о составе, стирке, возможности химчистки располагается на ярлычке). Изделия из тонкой эластичной материи требуют деликатной стирки при температуре не более 30°С. Предпочтительна стирка вручную. При машинной стирке функцию отжима следует отключить, при ручной – слегка отжать вещь, не выкручивая. В качестве моющего средства лучше выбирать гели (жидкие или в капсулах), т. к. они хорошо растворяются в прохладной воде, полностью вымываются из волокон ткани.

Если на капроновом изделии появилось загрязнение, оно легко отмоется с помощью хозяйственного мыла. Для этого нужно намочить вещь, застирать ее и при необходимости оставить на несколько минут. После этого смыть пену чуть теплой водой, хорошо прополоскав изделие.

Капроновые изделия имеют свойство быстро высыхать, т. к. практически не впитывают влагу. Сушить их следует вдали от отопительных приборов и солнечных лучей, чтобы капрон не потерял своих первоначальных свойств.

Капроновые занавески со временем могут стать приобрести серый или желтоватый оттенок. Это связано с тем, что синтетическое волокно склонно притягивать к себе пыль. Чтобы этого избежать, необходимо регулярно стирать тюль, а в промежутках между стирками пылесосить со специальной насадкой на малой мощности. После стирки занавески можно не гладить, достаточно высушить их, хорошо расправив складки. Если есть желание погладить изделие, необходимо установить минимальную температуру на утюге и прогладить вещь через марлю.

Если капроновое изделие впитало в себя неприятный запах, достаточно вывесить его на свежий воздух. Спустя несколько часов оно перестанет неприятно пахнуть.

Чего следует избегать, используя капроновые вещи?

Капрон – прочный материал, но он чувствителен к воздействию кислот. Разрушить ткань могут не только серная или соляная кислоты, но и муравьиная, поэтому следует избегать хранения капроновых сеток и шнуров в местах, в которые могут проникнуть эти насекомые. Кроме того, капрон истончается и выгорает под открытым солнцем, поэтому его следует хранить в темном месте и не использовать под УФ-лучами. Учитывая небольшую температуру плавления, такую материю нельзя гладить утюгом на полной мощности.

Источник