Капрон

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

Капрон

ИсторияПравить

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. В 1943 году в Германии было создано промышленное производство поликапролактама мощностью 3500 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.

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.

ПолучениеПравить

Для получения капрона сначала при пониженном давлении и температуре фенол путём гидрирования превращают в циклогексанон. Другим, принципиально отличным методом получения циклогексанона стал разработанный позже фенольного процесс гидрирования и последующего окисления бензола. 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):

 

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

 

Свойства и применениеПравить

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 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.

ЛитератураПравить

• Андреева Р. П. Капрон // Энциклопедия моды. — СПб.: Издательство «Литера», 1997. — С. 188. — ISBN 5-86617-030-2.
• 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.