ไนลอน 11
ไนลอน 11หรือโพลีอะไมด์ 11 (PA 11) เป็นโพลีอะไม ด์ พลาสติกชีวภาพและเป็นสมาชิกของตระกูลโพลีเมอร์ไนลอนที่ผลิตโดยการพอลิเมอไรเซชันของกรด 11- อะมิโนอันเดคาโนอิกผลิตจากเมล็ดละหุ่งโดยArkemaภายใต้ชื่อทางการค้าRilsan [ 1 ]
ไนลอน 11 นำไปใช้ในด้านน้ำมันและก๊าซการบินและอวกาศ ยานยนต์ สิ่งทอ อิเล็กทรอนิกส์ และอุปกรณ์กีฬาบ่อยครั้งในท่อปลอกสายไฟและการเคลือบโลหะ[ 2 ]
ประวัติศาสตร์
ในปี พ.ศ. 2481 โจเซฟ เซลต์เนอร์ ผู้อำนวยการฝ่ายวิจัยของ Thann & Mulhouse ได้คิดค้นแนวคิดเกี่ยวกับไนลอน 11 ขึ้นเป็นครั้งแรก ซึ่งได้รับแรงบันดาลใจจากผลงานของวอลเลซ คาโรเธอร์ส [ 3 ] Thann & Mulhouse ได้มีส่วนร่วมในการแปรรูปน้ำมันละหุ่งเพื่อ ผลิต กรด 10-อันเดเซโนอิกซึ่งต่อมาได้ถูกแปลงเป็นกรด 11-อะมิโนอันเดคา โนอิกเป็นครั้งแรก ในปี พ.ศ. 2483 โดยความช่วยเหลือจากเพื่อนร่วมงานอย่างมิเชล เจนาส และมาร์เซล คาสต์เนอร์ ในปี พ.ศ. 2487 คาสต์เนอร์ได้ปรับปรุง กระบวนการ โมโนเมอร์ ให้ดีขึ้น และสิทธิบัตรฉบับแรกสำหรับไนลอน 11 ได้ถูกยื่นจดในปี พ.ศ. 2490 [ 4 ]เส้นใยไนลอน 11 เส้นแรกถูกสร้างขึ้นในปี พ.ศ. 2493 และการผลิตในระดับอุตสาหกรรมอย่างเต็มรูปแบบได้เริ่มต้นขึ้นเมื่อเปิด โรงงานผลิต ในเมืองมาร์เซย์ในปี พ.ศ. 2498 ซึ่งยังคงเป็นผู้ผลิตกรด 11-อะมิโนอันเดคาโนอิกเพียงรายเดียวในปัจจุบัน
ปัจจุบัน Arkema สังเคราะห์ไนลอน 11 ในBirdsboro, PA , ChangshuและSerquigny [ 5 ]
เคมี
กระบวนการทางเคมีในการสร้างไนลอน 11 เริ่มต้นด้วยกรดริซิโนเลอิกซึ่งเป็นส่วนประกอบ 85-90% ของน้ำมันละหุ่ง กรดริซิโนเลอิกจะ ถูกทรานส์เอสเตอริฟิ เคชันกับเมทานอล ก่อน เพื่อสร้างเมทิลริซิโน เลเอต จากนั้นจึงแตกตัวเพื่อสร้างเฮปทัลดีไฮด์และเมทิลอันเดซิลีเนต สารเหล่านี้จะผ่านกระบวนการไฮโดรไลซิสเพื่อสร้างเมทานอล ซึ่งจะถูกนำกลับมาใช้ใหม่ในกระบวนการทรานส์เอสเตอริฟิเคชันเริ่มต้นของกรดริซิโนเลอิก และกรดอันเดซิลีนิกที่เติมลงในไฮโดรเจนโบร ไมด์ หลังจากไฮโดรไลซิส ไฮโดรเจนโบรไมด์จะผ่านกระบวนการแทนที่แบบนิวคลีโอฟิลิกกับแอมโมเนียเพื่อสร้างกรด 11-อะมิโนอันเดคาโนอิก ซึ่งจะถูกพอลิเมอไรซ์เป็นไนลอน 11 [ 5 ]
คุณสมบัติ
ดังที่แสดงในตารางด้านล่าง ไนลอน 11 มีค่าความหนาแน่น ค่าการดัดงอ และค่าโมดูลัสของยัง การดูดซับน้ำ รวมถึงอุณหภูมิหลอมเหลวและอุณหภูมิเปลี่ยนสถานะแก้วที่ต่ำกว่า ไนลอน 11 มีเสถียรภาพทางมิติที่เพิ่มขึ้นเมื่อมีความชื้นเนื่องจากมีความเข้มข้นของอะไมด์ ต่ำ ไนลอน 11 มีการเปลี่ยนแปลงความยาว 0.2-0.5% และการเปลี่ยนแปลงน้ำหนัก 1.9% หลังจากแช่น้ำเป็นเวลา 25 สัปดาห์ เมื่อเทียบกับการเปลี่ยนแปลงการยืดตัว 2.2-2.7% และการเปลี่ยนแปลงน้ำหนัก 9.5% สำหรับไนลอน 6 [ 2 ]
เมื่อจัดเรียงเป็นพิเศษในเฟส δ' ไนลอน 11 11 สามารถแสดงคุณสมบัติเพียโซอิเล็กทริก ได้ [ 6 ]
| ความหนาแน่น[ 7 ] | โมดูลัสของยัง[ 2 ] [ 8 ] | โมดูลัสการดัดงอ[ 2 ] | การยืดตัว ในช่วงพัก[ 7 ] | การดูดซับน้ำ หนา 0.32 เซนติเมตร และ 24 ชั่วโมง[ 7 ] | จุดหลอมเหลว[ 7 ] | กระจก การเปลี่ยนผ่าน อุณหภูมิ[ 7 ] | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ไนลอน 11 | 1.03-1.05 กรัม/ซม³ | 335 เมกะปาสคาล | 1200 เมกะปาสคาล | 300-400% | 0.4% | 180-190 องศาเซลเซียส | 42 องศาเซลเซียส |
| ไนลอน 6 | 1.13 - 1.16 กรัม/ซม³ | 725 - 863 เมกะปาสคาล | 2400 เมกะปาสคาล | 300% | 1.3-1.9% | 210 - 220 องศาเซลเซียส | 48-60 องศาเซลเซียส |
แอปพลิเคชัน
ท่อ
เนื่องจากมีการดูดซับน้ำต่ำ มีเสถียรภาพทางมิติเพิ่มขึ้นเมื่อสัมผัสกับความชื้น ทนต่อความร้อนและสารเคมี มีความยืดหยุ่น และมีความแข็งแรงในการแตก ไนลอน 11 จึงถูกนำไปใช้ในงานท่อต่างๆ ในด้านยานยนต์ การบินและอวกาศ ระบบนิวแมติกส์ การแพทย์ และน้ำมันและก๊าซ ไนลอน 11 ถูกนำมาใช้ในท่อส่งเชื้อเพลิงท่อไฮดรอลิก ท่ออากาศ ท่อสะดือ สายสวนและท่อเครื่องดื่ม[ 2 ]
ไฟฟ้า
ไนลอน 11 ใช้ในการหุ้มสายเคเบิลและสายไฟ รวมถึงตัวเรือนไฟฟ้า ตัวเชื่อมต่อ และคลิป[ 2 ]
สารเคลือบ
ไนลอน 11 ใช้ในการเคลือบโลหะเพื่อลดเสียงรบกวนและป้องกันรังสี UV รวมถึงทนต่อสารเคมี การเสียดสี และการกัดกร่อน[ 9 ]
สิ่งทอ
ไนลอน 11 ใช้ในสิ่งทอผ่านขนแปรงชุดชั้นในตัวกรอง รวมถึงผ้าทอและผ้าเทคนิค[ 2 ] [ 10 ]
อุปกรณ์กีฬา
ไนลอน 11 ใช้ในพื้นรองเท้าและชิ้นส่วนกลไกอื่นๆ ของรองเท้า นอกจากนี้ยังพบเห็นได้ในกีฬาแร็กเก็ต เช่น เอ็นแร็กเก็ต รูร้อยเชือก และลูกแบดมินตัน ไนลอน 11 ใช้สำหรับชั้นบนสุดของสกี[ 2 ]