ナイロンはどのようにして作られるのでしょうか？ナイロン66の製造工程を解説

ナイロン 66 の製造方法を段階的に説明

ステップ 1: ナイロン塩の形成

ヘキサメチレンジアミンとアジピン酸をメタノールまたは水に別々に溶解し、制御された温度で混合して生成します。 アジピン酸ヘキサメチレンジアンモニウム 、一般にナイロンソルトまたは「66ソルト」として知られています。この中間化合物は摂氏 190 ～ 192 度付近の鋭い融点を持っており、メーカーは次の段階に進む前の純度チェックとして使用します。塩は通常、反応器に入る前に濾過、洗浄、乾燥されて白色の結晶性粉末になります。

ステップ 2: 濃縮および予備重合

ナイロン塩溶液は、過剰な溶媒を蒸発させることによって濃縮され、その後中程度の圧力、通常約 1.5 ～ 1.8 メガパスカル下で加熱されて、縮合反応が始まります。アミン基と酸基が結合してアミド結合を形成すると水が放出され、この段階でオリゴマーと呼ばれる短いポリマー鎖が形成され始めます。この段階では圧力は一定に保たれ、揮発性ジアミンが完全に反応する前に失われるのを防ぎます。

ステップ 3: 高温重縮合

反応混合物をさらに加熱し、通常は摂氏 250 度から 280 度の間で、圧力を徐々に解放して残留水を追い出し、反応をより長い鎖の形成に向けて推進します。 この溶融重縮合段階でナイロン 66 樹脂の最終分子量が決まります。 、それによって機械的特性が制御されます。最後の微量の水を除去することでチェーンが平衡状態で停止するのではなく成長を続けることができるため、このステップの終わり近くで真空ステージが適用されることがよくあります。

ステップ 4: 押し出しとチップ形成

目標の粘度に達したら、溶融ポリマーをダイからストランドに押し出し、水浴で急速に冷却し、小さなペレットまたはチップに切断します。これらのチップは、繊維に紡績したり、プラスチック部品に射出成形したりするために下流メーカーに出荷される標準的な原材料の形態です。チップの水分は通常、パッケージング前に 0.1 パーセント未満まで乾燥されます。これは、残留水分が後の溶融処理中に加水分解やチェーンの破壊を引き起こす可能性があるためです。

ステップ 5: 溶融紡糸または成形

繊維用途の場合、チップは再溶融され、紡糸口金を通して押し出されて連続フィラメントを形成し、その後延伸されてポリマー鎖を整列させ、引張強度を高めます。この分子配列がナイロン 66 繊維に特有の強度と弾性を与えるため、元のフィラメントの長さの 4 ～ 5 倍の延伸倍率が一般的です。エンジニアリング プラスチックの用途では、同じチップが溶解され、最終コンポーネントに直接射出成形されます。場合によっては、剛性を高めるためにガラス繊維や鉱物フィラーが追加されます。