Proses Produksi Nylon: Dari Polimer hingga Serat Tahan Lama

Nylon dibuat melalui proses kimia dan manufaktur dua langkah yang kompleks yang pertama membuat polimer kuat serat, lalu mengikatnya bersama untuk membuat serat tahan lama. Istilah ini biasanya digunakan untuk merujuk pada rentang luas poliamida, atau polimer sintetik, dan mencakup rentang produk yang sering sangat berbeda. Pakaian, tali, bagian mekanis plastik keras, penutup payung payung, dan ban adalah semua contoh bahan sintetik dalam tindakan. Dalam sebagian besar kasus proses manufaktur berbeda untuk item-item ini, tetapi bagian kimia dari penciptaan mereka cenderung sangat mirip.

Polymerisasi

Hal pertama yang harus dilakukan produsen adalah menggabungkan dua himpunan molekul. Satu himpunan memiliki grup asam di setiap ujung dan himpunan lainnya memiliki grup amine, yang terdiri dari senyawa organik dasar, di setiap ujung. Ada sedikit ruang untuk variasi, tetapi menggunakan monomeren hexamethylene diamina dan asam adipat adalah kombinasi yang umum. Ketika dua zat ini digabungkan, "garam nylon" kristal kental dihasilkan. Ini biasanya dikenal sebagai nylon 6, 6 atau semplicemente 6-6. Nama ini berdasarkan jumlah atom karbon antara dua grup asam dan dua grup amine.

Bahan ini juga dapat dibuat secara kimia dengan cara yang berbeda, yaitu dengan membentuk molekul yang sama ke dalam struktur yang berbeda. Dalam metode alternatif ini, molekul asam semua berada di satu ujung struktur, dan molekul amine semua berada di ujung yang lain. Senyawa ini kemudian digabungkan menjadi rantai atom karbon. Dalam kedua kasus, kristal yang dihasilkan harus direndam dalam air untuk melarutkannya, lalu diasamkan dan dipanaskan untuk membuat rantai yang hampir tidak bisa dipecahkan pada tingkat kimia.

Pemanasan dan Spinning

Produsen biasanya menggunakan mesin yang dirancang khusus untuk memanaskan polimer ke suhu yang tepat, lalu menggabungkan molekul untuk membentuk zat cair panas yang dipaksa melalui spinneret, memisahkannya menjadi benang tipis dan mengeksposnya ke udara untuk pertama kalinya. Udara menyebabkan benang mengeras segera, dan setelah keras mereka dapat dililit pada gulungan. Serat diregangkan untuk menciptakan kekuatan dan elastisitas, yang merupakan salah satu manfaat utama bahan.

Dari sini filamen dibuka dan kemudian dililit kembali pada gulungan lain yang lebih kecil. Proses ini disebut drawing dan digunakan untuk menyelaraskan molekul ke dalam struktur paralel. Benang yang dihasilkan adalah benang serbaguna yang dapat digunakan untuk berbagai tujuan berbeda. Mereka dapat dijalin atau diikat seperti yang ada, atau dapat digabungkan dan dilelehkan lebih lanjut.

Proses Manufaktur

Setelah bahan dililit pada gulungan yang lebih kecil, ia siap diubah menjadi produk apapun yang menjadi nasibnya. Dari sudut pandang teknis ini adalah nylon pada titik ini, tetapi tidak dalam bentuk yang akan dikenali oleh konsumen, dan biasanya perlu pemurnian lebih lanjut agar berguna di pasar.

Kebanyakan produk dibuat dengan menjalin atau memelat filamen bersama. Ketika berkaitan dengan bahan dan kain sintetik, semakin padat tenunannya, semakin kuat dan tahan air bahan akan menjadi; untuk plastik dan item cetak keras lainnya, semakin panas suhu untuk meleleh, semakin mulus dan mengkilat produk akhir. Tali dan tali biasanya bergantung pada pelitupan dan pemelatan yang kompleks, dan kebanyakan sebenarnya terdiri dari ratusan jika tidak ribuan benang individu yang diikat bersama untuk menciptakan produk akhir yang sangat kuat.

Nylon juga dapat dicampur dengan serat lain untuk membuat bahan kombinasi. Saat dicampur dengan kapas, ia menghasilkan jenis kain yang tahan lentur yang memelihara bentuknya tetapi lembut disentuh. Ia juga dapat dijalin ke dalam pola untuk memperkuat kekuatan, meningkatkan penampilan, atau memenuhi persyaratan desain lainnya. Dalam penggunaan industri dan militer, ia dapat dicurahkan ke dalam cetakan dan digunakan untuk bagian mesin, pengunci ban, dan wadah penyimpanan makanan, baik secara terisolasi atau dalam kombinasi dengan plastik dan bahan sintetik lainnya.

Sejarah

Produk-produk semacam ini pertama kali menjadi populer pada awal Perang Dunia Kedua sebagai alternatif yang lebih murah dan lebih efisien daripada sutra dan tali tenun, yang keduanya adalah bahan standar payung payung pada saat itu. Ia juga berguna dalam upaya perang ketika berkaitan dengan produksi ban; ban yang terbuat dari polimer yang terikat kimia cenderung lebih tahan lama dan kurang mudah aus daripada yang terbuat dari karet standar.

Sejak saat itu bahan ini telah menemukan berbagai penggunaan sehari-hari, meskipun masih umum dalam sejumlah usaha industri dan militer. Pakaian sintetik sangat populer di banyak tempat, khususnya untuk olahraga; dengan tenunan yang lebih ringan ini juga standar dalam stoking dan hosiery. Ia digunakan dalam tali dan tali, dan dalam segala macam sepatu dan aksesori; properti menyerap airnya juga membuatnya populer untuk digunakan dalam hal-hal yang berbeda seperti payung dan sweter wol sintetis. Meskipun produk-produk ini semuanya terlihat sangat berbeda dari awal, cara mereka dibuat — setidaknya pada awalnya — biasanya cukup seragam.

Keselamatan Lingkungan

Selain cukup kompleks, proses manufaktur juga telah menimbulkan sejumlah kes lingkungan. Banyak produsen menggunakan minyak bumi untuk mengisolasi polimer, yang dapat menyebabkan kehabisan bahan bakar fosil dan polusi lingkungan karena air limbah. Produksi kimia asam adipat juga sering menghasilkan nitrus oksida, gas rumah kaca yang diketahui, sebagai produk sampingan. Gas ini memiliki potensi untuk merusak lapisan ozon dan mempromosikan polusi udara.