Капрон

Капрон

Капрон (полі-ε-капраамід, нейлон-6, поліамід 6) — сінтэтычнае поліаміднае  (руск.) валакно, якое атрымліваецца  (руск.) з нафты, прадукт полімерызацыі капралактама  (руск.). Формула палімера мае выгляд [- HN (CH₂)₅CO−]_n^[1].

Гісторыя

Упершыню полікапралактам як палімер для фармавання поліаміднага валакна (пад назвай перлон) быў сінтэзаваны ў 1938 годзе ў Германіі Паулем Шлакам (ням.: Paul Schlack), якія працавалі ў кампаніі IG Farben  (руск.). У 1943 годзе ў Германіі была створана прамысловая вытворчасць полікапралактама магутнасцю 3500 тон у год з выкарыстаннем у якасці зыходнай сыравіны фенолу. Спачатку выраблялася грубае капронавае валакно, якое ўжывалася ў якасці штучнага шчаціння, затым на аснове полікапралактамавых валокнаў сталі вырабляць тканіну для вырабу парашутаў (якая замясціла ў гэтай сферы натуральны шоўк), корд  (руск.) для авіяцыйных шын і буксіровачныя тросы для планёраў^[2].

У СССР Юлія Рымашэўская, Іван Кнунянц  (руск.) і Захар Раговін у 1942 годзе паказалі магчымасць полімерызацыі ε-капралактаму ў лінейны палімер і выканалі (у 1947 годзе) серыю работ па сінтэзe валакноўтваральных поліамідаў, падчас якіх вывучылі ўмовы бекманаўскай перагрупіроўкі  (руск.) аксімаў  (руск.) цыклагексану ў капралактам, вызначылі аптымальныя ўмовы полімерызацыі лактамаў і ачысткі поліаміду ад манамера. Першая вытворчасць полікапралактама ў СССР была запушчана ў 1948 годзе ў горадзе Клін Маскоўскай вобласці.

Капрон — назва, прынятая для дадзенага поліаміднага валакна ў Расіі (і раней у СССР), іншым распаўсюджаным поліамідным валакном з’яўляецца ўласна нейлон, званы ў Расіі (і раней у СССР) анідам. Ён блізкі капрону па ўласцівасцях і мае падобнае прымяненне.

Атрыманне

Для атрымання капрону спачатку пры паніжаным ціску і тэмпературы фенол шляхам гідрыравання  (руск.) ператвараюць у цыклагексанон^{[3]:139-140[4][5]}. Іншым, прынцыпова выдатным метадам атрымання цыклагексанона стаў распрацаваны пазней фенольнага працэс гідрыравання  (руск.) і наступнага акіслення бензола^[6][7]. Затым цыклагексанон дзеяннем гідраксіламіна  (руск.) пераводзяць у цыклагексананаксім (1→2 на малюнку ніжэй), а з яго ў ходзе бекманаўскай перагрупіроўкі  (руск.) пад дзеяннем сернай кіслаты атрымліваць капралактам  (руск.) (2→3 на малюнку)^[3]:139-140:

Сінтэз полікапралактама (гэта значыць капрону) праводзіцца гідралітычнай полімерызацыяй расплаву капралактаму па механізме «раскрыццё цыклу — далучэнне»:

Уласцівасці і прымяненне

Капрон або капронавае валакно — бела-празрыстае, вельмі трывалае рэчыва. Эластычнасць капрону нашмат вышэй, чым у шоўка. Трываласць капрону залежыць ад тэхналогіі і дбайнасці вытворчасці. Капронавая нітка дыяметрам 0,1 міліметра вытрымлівае груз масай 0,55 кг.

За мяжой сінтэтычнае валакно тыпу капрон называецца перлон і нейлон. Капрон выпрацоўваецца некалькіх гатункаў; крыштальна-празрысты капрон больш трывалы, чым непразрысты з мутна-жаўтлявым або малочным адценнем.

Нароўні з высокай трываласцю капронавыя валокны характарызуюцца устойлівасцю да ізаляцыі, дзеяння шматразовай дэфармацыі (выгібаў).

Капронавыя валокны не ўбіраюць вільгаць, таму не губляюць трываласці ў вільготным стане. Але ў капронавага валакна ёсць і недахопы. Яно малаўстойлівае да дзеяння кіслот — макрамалекулы капрону падвяргаюцца гідролізу па месцы амідных сувязяў. Параўнальна невялікая і цеплаўстойлівасць капрону. Пры награванні яго трываласць зніжаецца, пры 215 °C адбываецца плаўленне.

З капрону вырабляюць ліны, рыбалоўныя сеткі, леску, гітарныя струны, фільтравальныя матэрыялы, кордную тканіну (напрыклад, для аўтамабільных шын), а таксама штапельныя  (руск.) тканіны, панчохі і іншыя бытавыя тавары. Вырабы з капрону і ў спалучэнні з капронам шырока выкарыстоўваюцца ў побыце. З капронавых нітак шыюць вопратку, якая нашмат танней, чым адзенне з натуральных прыродных матэрыялаў. З корднай тканіны робяць каркасы аўта- і авіяпакрышак.

Будучы тэрмапластычнай, капронавая смала выкарыстоўваецца і ў якасці пластмасы для вырабу дэталяў машын і механізмаў — зубчастых колаў, утулак  (руск.), падшыпнікаў і т. п., якія адрозніваюцца вялікай трываласцю і зносастойкасцю  (руск.). У абутковай прамысловасці СССР з капронавай смалы вырабляліся зносастойкія падноскі і падэшвы пад гандлёвай назвай перлон (Perlon).

Шырокае прымяненне капрон атрымаў у вырабе парашутаў, прыйшоўшы на змену натуральнаму шоўку. У адрозненне ад шоўку, капрон ня злежваецца (не схільны да «запамінання» формы), не гніе, валодае большай трываласцю, што пры той жа патрабаванай трываласці купала дазваляе зрабіць тканіну танчэй і істотна знізіць масу.

Зноскі

1. Харитонов В. М. Полиамидные волокна // Краткая химическая энциклопедия / Ред. кол. И. Л. Кнунянц (отв. ред.) и др. — М.: Советская энциклопедия, 1965. — Т. 4. Пирометаллургия—С.
2. Производство капролактама / Под ред. В. И. Овчинникова и В. Р. Ручинского. — М.: Химия, 2001.
3. Платэ А. Ф. Современная нефтехимия // Книга для чтения по органической химии. Пособие для учащихся. — М.: Просвещение, 1975. — С. 129—147.
4. Вольф 1977, с. 7.
5. Кларе 1966, с. 70.
6. Владимиров С. Капрон из бензола // Химия и жизнь. — 1965. — № 1. — С. 28—29.
7. Вольф 1977, с. 8.

Літаратура

• 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.