תוכן עניינים:
Luanda, capital of Angola, important city, primary port, major industrial centre, cultural ,travel, (מאי 2024)
פוליאמידים
פוליאמיד הוא פולימר המכיל קבוצות אמיד חוזרות (R ― CO ― NH ― R ′) כחלקים אינטגרליים משרשרת הפולימרים הראשית. פוליאמידים סינתטיים מיוצרים על ידי תגובה עיבוי בין מונומרים, בהם הצמדת המולקולות מתרחשת דרך היווצרות קבוצות האמיד. הם עשויים להיות מיוצרים על ידי האינטראקציה של diamine (א אמינו השני המכיל תרכובת [NH 2] קבוצות - למשל, hexamethylenediamine) וחומצה דיקרבוקסילית (המכילה שתי קבוצות קרבוקסיל [CO ― OH] - למשל, חומצה אדיפית), או שהן עשויות להיווצר על ידי עיבוי עצמי של חומצת אמינו או נגזרת של חומצת אמינו. הפולימרים החשובים ביותר באמיד הם הניילונים, סוג רב-תכליתי של חומר שהוא סיב ופלסטיק הכרחיים. בחלק זה מתוארים גם הארמידות, "פוליאמידים ארומטיים" המכילים טבעות בנזן במנות החומצה הקרבוקסילית שלהם.
ניילון
באוקטובר 1938 הודיעה דופונט על המצאת הסיב הסינטטי הראשון שהופק אי פעם. בהתחשב בשם המסחרי ניילון (שהפך כיום למונח גנרי), החומר היה למעשה polyhexamethylene adipamide, הידוע גם בשם ניילון 6,6 לנוכחותם של שישה אטומי פחמן בכל אחד משני המונומרים שלו. הייצור המסחרי של הסיבים החדשים החל בשנת 1939 במפעל של דופונט בסיפורד, דל., ארה"ב, שבשנת 1995 כונה נקודת ציון היסטורית על ידי החברה הכימית האמריקאית. זמן קצר לאחר שיווק סיבי הדופונט נוצר באירופה ניילון 6 (polycaprolactam) על בסיס פילמור של קפרולקטם. לניילון 6 ולניילון 6,6 כמעט אותם מבנים ותכונות דומות והם עדיין סיבי הפוליאמיד החשובים ביותר בעולם. ליחידות החוזרות שלהם יש את המבנה הבא:
ניילון 6,6 סונתז לראשונה בדופונט בשנת 1935 על ידי האחים וואלאס יומה על ידי תגובת העיבוי של חומצה אדיפית ו 1,6-hexamethylenediamine:
כפי שפותח על ידי קארדרס, ג'וליאן היל ועמיתים לעבודה, תהליך הייצור כלל שימוש בתמיסה מולקולרית, שאפשרה לפולימריזציה להמשיך קרוב יותר לסיום על ידי ביטול מים שיוצרו בתגובת העיבוי. ניילון הגיעה למקום בדיוק בזמן להחליף משי (פוליאמיד טבעי), שמקורות האספקה של מזרח אסיה נותקו על ידי יפן הקיסרית. גרבי נשים העשויות מהסיב החדש הוצגו בתערוכה הבינלאומית של גולדן גייט בסן פרנסיסקו וביריד העולמי של ניו יורק בשנת 1939. בשנה שלאחר מכן הם יצאו למכירה ברחבי ארצות הברית, כשהם נוגעים במאניה של ניילון ששרדה את הסטת ה סיבים לשימוש צבאי במלחמת העולם השנייה והמשיכו לאחר המלחמה בעוצמה כזו שהניילון הקים למעשה את תעשיית הסיבים הסינתטיים. חוזק גבוה, גמישות, עמידות בפני שחיקה, התנגדות לטחב, ברק, גמישות ותכונות החזקת צורה של החומר הפכו אותו לאידיאלי לאינספור יישומים בביגוד, ריהוט לבית, מכוניות ומכונות. בנוסף, חלקי פלסטיק שחולקו ועצובים עשויים מניילון הציגו נקודות התכה גבוהות, קשיחות, קשיחות, חוזק ואי-כושר כימי; הם מצאו שימוש מיידי כגלגלי הילוכים, אטמי שמן, מיסבים וסרט אריזה עמיד בטמפרטורה.
ניילון הוא עדיין סיב חשוב מאוד, והשוק שלו צמח מאוד מאז הקמתו. עם זאת, היא הניבה נתח שוק מסוים לסיבים של פוליאתילן טרפטלט (ראה פרק על פוליאסטר), הזולים יותר לייצור ולהציג תכונות מעולות רבות. בביגוד וריהוט לבית, ניילון הוא סיב חשוב, במיוחד בבגדי הלבשה, הלבשה תחתונה, בדי מתיחה ובגדי ספורט, מזוודות רכות לצדדים, ריפוד רהיטים ושטיחים. (לשטיחים סיבי הניילון מיוצרים בחוטים בקוטר גדול.) שימושים תעשייתיים בסיבי ניילון כוללים צמיגי רכב ומשאיות, חבלים, חגורות בטיחות, מצניחים, מצעים לבדים מצופים כמו עור מלאכותי, צינורות אש וגינה, בדים לא ארוגים שכבות שטיחים, ובגדים חד פעמיים לתעשיית הבריאות. כפלסטיקה הניילונים עדיין מוצאים עבודה כפלסטיק הנדסי - למשל במיסבים, גלגלות, הילוכים, רוכסנים ולהבי מאוורר לרכב.
בניגוד לרזון ואצטט, סיבי ניילון מועברים להמסה - תהליך המתואר במאמר הסיבים מעשה ידי אדם. פוליאמידים אחרים בעלי חשיבות מסחרית כוללים ניילונים 4,6; 6,10; 6,12; ו- 12,12 - כל אחד מהם מוכן מדיאמינים וחומצות דיקרבוקסיליות; 11 ניילון, שהוכן על ידי פילמור צעד-צמיחה מן חומצת אמינו H 2 N (CH 2) 10 COOH; וניילון 12, המיוצר על ידי פילמור הפותח טבעת של אמיד מחזורי.
ארמידות
בעקבות הצלחתם של ניילונים, הוכנו ארמידות (ניילונים ארומטיים) על ידי עיבוי של דימין וחומצה טרפתלית, חומצה קרבוקסילית המכילה טבעת בנזן משושה במולקולות שלה. האריזה הצמודה של שרשראות הפולימר הארומטיות הניבה סיבים חזקים, קשוחים ונוקשים בעלי התכה גבוהה לצמיגים רדיאליים, בדים עמידים בפני חום או להבה, ביגוד חסין כדורים וחומרים מרוכבים מחוזקים בסיבים. דופונט החלה לייצר את נאומקס (סימן ההיכר שלה עבור פולי-מטא-פנילן איזופטלמיד) בשנת 1961 ואת Kevlar (שמו המסומן המסחרי של פולי-פארה-פניל טרנטלמיד) בשנת 1971. שני תרכובות אלה נבדלות על ידי מבנה שרשראות הפולימר שלהם, Kevlar המכיל טבעות פניל מונחות-פארא וטבעות נאומקס המכילות טבעות מכוונות מטא:
נומקס וארמידות דומות המשווקות על ידי חברות אחרות בדרך כלל מתייבשות מהפתרון בו מכינים את הפולימר. הפולימר המשמש לקבלר ותרכובות קשורות, לעומת זאת, טווה רטוב מתמיסה חמה ומוצקה גבוהה של חומצה גופרתית מרוכזת. בגלל המבנה דמוי המוט של הארמידות הפארא-מוכוונות, מתקבל פיתרון "גבישי-נוזלי" שמסמיך את המולקולות עוד לפני שהן מסתובבות, מה שמוביל לסיבים מוגזמים בעלי חוזק אולטרה-גבוה וקשיחות אולטרה-גבוהה. קבלר, שהיא חזקה פי חמישה למשקל מאשר פלדה והיא ידועה בעיקר בזכות השימוש בה באפודים חסרי כדורים, פותחה ב- DuPont על ידי סטפני קווולק, הרברט להבים ופול וו מורגן. בשנת 1978 קווולק ייצר מארמידות גם את הגבישים הנוזלים הפולימריים הראשונים.
ארמידות לא מיוצרות בנפח גבוה כמו סיבי הסחורות כמו ניילון ופוליאסטר, אך בגלל מחיר היחידה הגבוה שלהם הם מייצגים עסק גדול. השימושים הסופיים לארמידות בבית מעטים (סיבים מסוג נומקס נעשו לכיסויי קרש גיהוץ), אך השימושים התעשייתיים הולכים וגוברים (במיוחד לארמידות משכבת Kevlar) כאשר מעצבי מוצרים לומדים כיצד לנצל את המאפיינים שמציעה חומרים יוצאי דופן אלה.
מלבד האפודים המוגנים לעיל נגד כדורים, קבלאר ומתחרותיה משמשים בחגורות לצמיגים רדיאליים, כבלים, מרוכבים מחוזקים לפאנלים של מטוסים ולספינות סירה, בגדים עמידים בפני להבה (במיוחד בתערובות עם נומקס), ציוד ספורט כמו מועדון גולף פירים ואופניים קלים, והחלפות אסבסט במצמד ובבלמים. סיבים מסוג נומקס מיוצרים לשקיות פילטר לגזים חמים בערימה; בגדים למכבשות העוסקים בגימור-קבע על בדים; חגורות מייבש לייצור נייר; נייר בידוד וצמה למנועים חשמליים; ביגוד מגן עמיד בפני להבה ללוחמי אש, טייסים צבאיים ונהגי מכוניות מירוץ; וחגורות V וצינורות.
