Капрон - удивительный полимер с уникальными характеристиками. Узнайте любопытные факты о формуле и свойствах этого материала, который мы используем повсеместно в повседневной жизни.
История открытия капрона
Впервые формула капрона была синтезирована в 1938 году немецким химиком Паулем Шлаком, который работал в компании I.G. Farben. Он получил полимер под названием перлон.
Перлон, а также нейлон ошибочно считают альтернативными названиями капрона. Между тем нейлон – более широкое семейство полиамидов.
В 1943 году в Германии запустили первое промышленное производство поликапролактама мощностью 3500 тонн в год. Сырьем служил фенол. Сначала выпускали грубое капроновое волокно для искусственной щетины.
- Позже стали использовать для производства:
- ткани для парашютов вместо натурального шелка
- авиационных шин
- буксировочных тросов
В СССР пионерами в исследовании капрона стали Юлия Рымашевская, Иван Кнунянц и Захар Роговин. В 1942 году они показали возможность синтеза поликапролактама и изучили оптимальные условия для этого.
Первое промышленное производство капрона в СССР запустили в 1948 году в городе Клин Московской области.
Химическое строение и формула капрона
Общая химическая формула капрона:
[-NH-(CH2)5-CO-]n
Это формула одного звена поликапролактама. В зависимости от условий полимеризации таких звеньев в цепочке может быть до 200.
Благодаря наличию амидной связи -C-N-H капрон относится к классу полиамидных волокон. По прочности он сходен с белковыми волокнами шерсти и шелка, в составе которых тоже есть амидные связи.
| Нейлон-6 | Капрон |
| Полиамид 6 | Поли-ε-капроамид |
| Поликапролактам | Поликапролактам |
Иногда капрон путают с другими видами нейлона. Но только поли-ε-капроамид называют капроном.
Технология производства капрона
В промышленности капрон получают поэтапно из нефтехимического сырья. Сначала синтезируют капролактам.
- Получение циклогексанона из фенола
- Перевод циклогексанона в оксим
- Бекмановская перегруппировка с образованием капролактама
Затем капролактам подвергают полимеризации с образованием поликапролактама. Этот процесс проводят при 240-270°С в присутствии воды-активатора. Получается полимерная смола, из которой формуют нити.
Условия синтеза влияют на структуру и свойства капрона. Чем он прозрачнее, тем выше механическая прочность.
Уникальные свойства капрона
Благодаря особенностям структурной формулы капрона, этот полимер обладает уникальным комплексом полезных свойств.
- Высокая механическая прочность.
- Эластичность, сопоставимая с натуральным шелком.
- Стойкость к истиранию и многократной деформации.
- Негигроскопичность, сохранение свойств во влажных условиях.
Капроновая нить диаметром 0,1 мм выдерживает груз 550 грамм. Это в несколько раз выше, чем у хлопка или вискозы.
Особенности химических свойств капрона
Несмотря на многие достоинства, у капрона есть и недостатки, обусловленные его химической формулой.
Он чувствителен к воздействию кислот, которые вызывают гидролиз по амидным связям мономера капрона. Концентрированные растворы щелочей тоже оказывают разрушающее действие.
Капрон нестоек при нагревании выше 190°С и плавится при 215°С. Поэтому гладить изделия из него можно только через влажную ткань при 120-150°С.
Применение капрона
Благодаря своим уникальным характеристикам, капрон широко применяют в разных областях:
- Текстильная промышленность
- Производство технических изделий
- Медицина
Из капрона выпускают прочные нити, канаты, сетки. Используют в смесовых тканях с хлопком, шерстью.
В технических целях капрон незаменим для изготовления высоконагруженных деталей, подшипников, шестерен. Он лег в основу производства авиационных шин.
Правила ухода за изделиями из капрона
Чтобы продлить срок службы вещей из капрона, важно соблюдать несколько простых правил:
- Правила стирки капрона. Капроновые ткани рекомендуется стирать в теплой воде при температуре не выше 60°С с использованием мягких моющих средств. Нельзя применять отбеливатели, так как красители для капрона часто неустойчивы.
- Особенности сушки. После стирки вещи из капрона желательно не отжимать в центрифуге, а сушить в расправленном виде, чтобы избежать образования заломов и складок, которые потом сложно выровнять.
- Правила глажки. Из-за низкой термостойкости капрона гладить изделия из него можно только через влажную ткань при температуре утюга не выше 150°С. Использование более высоких температур приведет к разрушению волокон.
- Хранение капроновых вещей. Для длительного хранения изделий из капрона рекомендуется использовать матерчатые чехлы в темном, сухом и прохладном месте вдали от источников тепла и света. Это позволит избежать потери механической прочности со временем.
- Уход за смесовыми тканями. Если изделие содержит капрон в составе смесовых тканей, при уходе также следует учитывать его особенности: избегать отбеливателей, соблюдать допустимые температурные режимы стирки и глажки.
Ассортимент капроновых изделий
Ассортимент товаров из капрона очень широк – от тончайших капроновых чулок до прочнейших канатов и сетей. Рассмотрим основные виды изделий из этого материала.
- Капроновые нити и ткани. Одно из самых массовых применений капрона – производство разнообразных текстильных нитей и тканей. Это чулочно-носочные изделия, белье, верхняя одежда, головные уборы, перчатки. Капрон широко используют в смеси с другими волокнами.
- Технический капрон. В промышленных целях капрон применяют для изготовления тросов, канатов, сетей, лент. Используют в производстве резинотехнических изделий, подшипников и других ответственных деталей, работающих в условиях высоких нагрузок.
- Медицинский капрон. Благодаря своей химической инертности, капрон нашел применение для изготовления хирургических нитей, имплантатов, искусственных сухожилий, сердечных клапанов.
- Спортивный капрон. В спортивной сфере капрон ценят за легкость, прочность, устойчивость к истиранию. Из него производят форму для экстремальных видов спорта, альпинизма, туризма, рыбалки.
