विनिर्माण नायलॉन के बारे में सब कुछ

परिचय

नायलॉन विश्व स्तर पर सबसे उपयोगी सिंथेटिक सामग्री है। हम कई कारणों से हर दिन नायलॉन पर निर्भर रहते हैं। चड्डी या स्टॉकिंग्स जैसे खिंचाव वाले कपड़ों के आइटम के लेबल पर शायद नायलॉन होता है।

आप टूथब्रश ब्रिसल्स, छाता, निट, स्विमवियर, एक्टिववियर, अंडरवियर और होजरी में नायलॉन पा सकते हैं। आप हवाई जहाज से कूदने के बाद सुरक्षित रूप से उतरने के लिए नायलॉन पैराशूट का उपयोग कर सकते हैं! लेकिन आप शायद ही कभी जानते हैं कि नायलॉन कैसे बनता है, भले ही आप रोजाना बातचीत करते हों।

इस लेख में नायलॉन की निर्माण प्रक्रिया की खोज करें।

क्या आप जानते हैं? 

1935 में, वालेस ह्यूम कैरोथर्स ने ड्यूपॉन्ट के प्रायोगिक स्टेशन, ड्यूपॉन्ट की शोध सुविधा में नायलॉन 66 को संश्लेषित किया।

नायलॉन के इतिहास का अवलोकन

नायलॉन के आविष्कार ने सिंथेटिक युग की शुरुआत को चिह्नित किया, क्योंकि यह पूरी तरह से प्रयोगशालाओं में बनाया गया पहला कपड़ा था।

द्वितीय विश्व युद्ध के आसपास, नायलॉन आम जनता के लिए आसानी से उपलब्ध हो गया। युद्धकाल के दौरान, नायलॉन ने दो महत्वपूर्ण भूमिकाएँ निभाईं।

नायलॉन की ताकत और स्थायित्व ने इसे पैराशूट, रस्सियों, टेंट और टायर जैसे सैन्य उत्पादों के लिए एक उत्कृष्ट सामग्री बना दिया।

इसके अतिरिक्त, जैसा कि एशिया से रेशम के आयात में भारी कमी और कीमतों में उतार-चढ़ाव का सामना करना पड़ा, नायलॉन ने रेशम से बनी हर चीज को बदल दिया, जिसमें रेशम का मोजा भी शामिल था।

नायलॉन क्या है?

पॉलिमर, जैसे नायलॉन, लंबे, भारी अणुओं से बने प्लास्टिक होते हैं, जो भारी धातु श्रृंखलाओं जैसे परमाणुओं के छोटे, कभी-कभी दोहराए जाने वाले खंड होते हैं। नायलॉन एक ही पदार्थ के बजाय पॉलियामाइड नामक समान सामग्रियों के पूरे परिवार को संदर्भित करता है।

पहला सिंथेटिक फाइबर नायलॉन था। ड्यूपॉन्ट ने 1928 में एक मौलिक अनुसंधान कार्यक्रम की स्थापना की। किसी भी खोज से कंपनी को लाभ होगा - अपने व्यवसाय में विविधता लाने के साधन के रूप में।

एक पॉलिएस्टर स्टिल से एक कांच की छड़ को हटाने के बाद, समाधान का पालन करने वाला एक ठोस रेशा देखा गया।

इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि आप फिलामेंट को कितनी दूर तक खींचते हैं, यह अपनी प्रारंभिक लंबाई में कभी वापस नहीं आएगा। नतीजतन, समूह ने कपड़ा फाइबर पर ध्यान केंद्रित करने का फैसला किया। इसे कई वर्षों तक चमत्कारी फाइबर कहा जाता था, और इसका वर्णन करने के लिए नायलॉन शब्द को चुना गया था।

पहले नायलॉन को टाइप 6,6 कहा जाता था। इस प्रकार का नायलॉन दो रसायनों से बना होता है, जिनमें छह कार्बन परमाणु होते हैं। नायलॉन के प्रकार 6 और 10 भी एक साथ विकसित किए गए थे, जिसमें एक रसायन में छह कार्बन परमाणु प्रति अणु और दूसरे में दस कार्बन परमाणु प्रति अणु होते हैं।

नायलॉन 6 और 6 से बने परिधान और घरेलू सामान को वांछनीय माना गया; नाइलोन 10 का उपयोग ब्रुश तथा अन्य सामान बनाने में किया जाता है। पॉलियामाइड कई देशों में नायलॉन को दिया जाने वाला नाम है।

नायलॉन के गुण

नायलॉन पॉलिमर के लिए कई व्यावसायिक अनुप्रयोगों में कपड़े, फाइबर, आकार और फिल्म शामिल हैं।

नायलॉन की चमक, क्षति प्रतिरोध, लोच, शक्ति, नमी प्रतिरोध और जल्दी सुखाने वाले गुणों को नीचे सूचीबद्ध किया गया है।

• नायलॉन की ताकत और लोच: नायलॉन बहुलक आम तौर पर एक दृढ़, कठिन और टिकाऊ थर्मोप्लास्टिक होता है (जो लगभग 260 डिग्री सेल्सियस या 500 डिग्री फारेनहाइट तक गर्म होने पर पिघला देता है और बहता है)।
  
  यह लोचदार है, क्योंकि यह अपने गलनांक से ऊपर के तापमान पर एक अनाकार ठोस या चिपचिपा द्रव है।
   
• नायलॉन की चमक: नायलॉन की चमकदार फिनिश होती है, जिसका अर्थ है कि यह चमकता है। इसके विभिन्न उपयोगों के परिणामस्वरूप, प्लास्टिक चमकदार, अर्ध-चमकदार या दिखने में सुस्त हो सकता है।

इसलिए, इसे अक्सर कपड़े के रूप में प्रयोग किया जाता है।

• नमी प्रतिरोध: सिंथेटिक होने के बावजूद, यह मोल्ड, कीड़े और कवक जैसे प्राकृतिक बुराइयों से हमलों के लिए अत्यधिक प्रतिरोधी है। यह पहनने और अपक्षय के लिए यथोचित प्रतिरोधी भी है।
   
• जल्दी सूखने वाला पॉलीमर: इस कपड़े की बाहरी सतह को पानी के अणुओं (कॉटन या ऊन जैसे प्राकृतिक कपड़ों के विपरीत) द्वारा आसानी से नहीं भेदा जा सकता है, इसलिए यह वाटरप्रूफ और तेजी से सूखने वाला है।
  
  पानी को अवशोषित करने की अपनी क्षमता के कारण, यह तेजी से सूखने वाले सिंथेटिक्स की तुलना में स्विमवीयर में कम प्रचलित है।
• क्षति प्रतिरोध: फिनोल, एसिड और अन्य कठोर रसायनों के अलावा, नायलॉन कई रोजमर्रा के पदार्थों के लिए यथोचित प्रतिरोधी है।

नायलॉन निर्माण प्रक्रिया

डायमाइन और डाइकार्बोक्सिलिक एसिड को ध्यान से और धीरे-धीरे मिलाकर नायलॉन फाइबर का उत्पादन किया जाता है। नायलॉन निर्माण प्रक्रिया में शामिल चरणों की सूची नीचे दी गई है।

चरण 1: डायमाइन एसिड निष्कर्षण

नायलॉन के कपड़े पॉलिमर होते हैं, जो उन्हें कार्बन-आधारित अणुओं से बनाते हैं जिन्हें मोनोमर्स कहा जाता है। नायलॉन एक ऐसी सामग्री है जो विभिन्न प्रकारों में आती है। फिर भी, अधिकांश कच्चे तेल से निकाले गए पॉलियामाइड मोनोमर से बनते हैं, जिसे पेट्रोलियम भी कहा जाता है।

नायलॉन के निर्माण के दौरान, हेक्सामेथिलीनडायमाइन नामक एक मोनोमर का अक्सर उपयोग किया जाता है, जिसे कभी-कभी डायमाइन एसिड कहा जाता है। इन अवशेषों का अन्य प्रयोजनों के लिए उपयोग करना या उन्हें त्यागना संभव है। इस मोनोमर को निकालने के लिए कच्चे तेल का इस्तेमाल किया जाता है।

चरण 2: संयोजन और ताप

नायलॉन को बहुलक बनाने के लिए एडिपिक एसिड और डायमाइन एसिड को प्रतिक्रिया करने के लिए मजबूर किया जाता है। नायलॉन के कपड़े को सबसे पहले इस प्रकार के बहुलक से बनाया गया था, जिसे पीए 6,6 कहा जाता है। पीए 6,6 गर्म होने पर अपने क्रिस्टलीकृत रूप से पिघले हुए पदार्थ में परिवर्तित हो जाता है।

चरण 3: बाहर निकालना और लोड हो रहा है

इस पदार्थ को बाहर निकालने के लिए एक स्पिनरनेट, एक शॉवरहेड जैसा दिखने वाले दर्जनों छोटे छिद्रों वाला एक उपकरण का उपयोग किया जाता है। स्पिनरनेट के माध्यम से नायलॉन एक्सट्रूज़न तुरंत कठोर हो जाता है, और परिणामी फाइबर लोड करने के लिए तैयार होते हैं।

चरण 4: स्ट्रेचिंग

"ड्राइंग" इन तंतुओं को खींचने के बाद अपनी ताकत और लोच बढ़ाने के लिए एक और स्पूल पर घुमा रहा है। पॉलिमर-संरचित अणुओं की समानांतर व्यवस्था पूरी हो जाने के बाद, रेशे कपड़ों या अन्य प्रकार के रेशों में कातने के लिए तैयार होते हैं।

चरण 5: ड्राइंग और स्पिनिंग

ड्राइंग प्रक्रिया के दौरान फिलामेंट्स को उनकी मूल लंबाई से चार से पांच गुना खींचा जाता है। नतीजतन, मैक्रोमोलेक्यूल्स खुद को सबसे अधिक कुशलता से संरेखित करते हैं। उच्चतम समानांतरवाद का अभिविन्यास यार्न तन्य शक्ति और तप को निर्धारित करता है।

ड्राइंग प्रक्रिया के दौरान गोडेट्स के रूप में जाने वाले गर्म घूर्णन सिलेंडरों पर विभिन्न युगल के बीच तंतुओं का आरेखण होता है।

ड्राइंग के बाद निरंतर वायु जेट फिलामेंट्स (आमतौर पर 140 और 280 के बीच) को मिलाते हैं। जब तंतुओं को आपस में जोड़ा जाता है, तो वे आपस में उलझ जाते हैं, जिससे ग्राहक सूत के साथ कुशलता से काम कर पाता है।

स्पूल को सीधे तैयार सूत से लपेटा जाता है। इस आकार के धागे के स्पूल का वजन लगभग 9.0 किलोग्राम होता है। स्पिन-ड्रा के दौरान घुमावदार गति 2000 से 4000 मीटर प्रति मिनट तक होती है। स्वचालित वाइंडर्स का उपयोग करके एक खाली ट्यूब से पूरी ट्यूब में एक नया बोबिन लपेटा जा सकता है।

निरंतर कताई नायलॉन बनाने की प्रक्रिया है और नायलॉन उत्पादन असेंबली में कोई रुकावट नहीं है।

नायलॉन 6 निर्माण प्रक्रिया

कैप्रोलैक्टम में छह कार्बन परमाणु होते हैं, जो नायलॉन 6 का मुख्य घटक है। उच्च तन्यता ताकत होने के साथ-साथ नायलॉन के छह फाइबर में लोच और चमक होती है।

रिंकल-प्रूफ होने के अलावा, वे घर्षण और क्षार और एसिड जैसे रसायनों के प्रति अत्यधिक प्रतिरोधी भी हैं। फाइबर 2.4% पानी को अवशोषित कर सकते हैं, लेकिन उनकी तन्य शक्ति प्रभावित होती है।

नायलॉन 6 में 47 डिग्री सेल्सियस कांच का संक्रमण तापमान होता है। नायलॉन 6 निर्माण प्रक्रिया में निम्नलिखित चरण होते हैं:

1. पॉलिमराइजेशन

कैप्रोलैक्टम में छह कार्बन परमाणु होते हैं और "रिंग-ओपनिंग पोलीमराइजेशन" द्वारा नायलॉन 6 में परिवर्तित हो जाते हैं। 4-5 घंटे के लिए कैप्रोलैक्टम को लगभग 533 केल्विन तक गर्म करने के बाद, अक्रिय नाइट्रोजन वातावरण में वलय टूटना शुरू हो जाता है।

हाइड्रोलिसिस वह प्रक्रिया है, जिसके द्वारा वलय खुलता है। कम दबाव पर नाइट्रोजन वातावरण में आणविक श्रृंखलाएं बढ़ती रहती हैं। कैप्रोलैक्टम द्रव से शहद जैसी चिपचिपाहट में बदल जाता है। इसका परिणाम गर्म पिघला हुआ बहुलक होता है।

2. पानी में शमन

जैसा कि बहुलक को एक प्रकार के स्पिनरनेट के माध्यम से दबाया जाता है, यह ठंडा हो जाता है और एक ठोस आकार बनाता है, जिससे एक किनारा बनता है। ग्रेन्युल बनाने वाली मशीन में पॉलिमर स्ट्रैंड्स को काटकर नायलॉन 6 के ग्रैन्यूल्स का निर्माण किया जाता है। यहाँ पूरी प्रतिक्रिया के लिए रासायनिक समीकरण है:

3. पिघलना-कताई

नायलॉन 6 को "मेल्ट स्पिनिंग" प्रक्रिया का उपयोग करके काटा जाता है। इस प्रक्रिया के हिस्से के रूप में, बहुलक को 250 डिग्री सेल्सियस-270 डिग्री सेल्सियस (इसके पिघलने बिंदु से 30 डिग्री सेल्सियस-50 डिग्री सेल्सियस ऊपर) के तापमान पर हवा के बहिष्करण के तहत पिघलाया जाता है। एक एक्सट्रूडर बहुलक को सजातीय रूप से पिघला देता है।

फीडिंग पंप और एक्सट्रूडर स्पिनरसेट्स को गर्म और पिघला हुआ बहुलक खिलाते हैं। स्पिनरनेट में एक छोटा सा छेद पिघला हुआ बहुलक प्रसारित करता है। इस प्रकार, एक नायलॉन 6 फिलामेंट बनता है। तंतुओं को स्पिनरनेट के निचले सिरे पर शमन वाहिनी में प्रवेश किया जाता है।

2-4 मीटर तक स्थिर तंतुओं को बुझाने के लिए वायु का उपयोग किया जाता है। यदि आप तंतुओं को आपस में चिपकने से बचाना चाहते हैं, तो कोमल और स्थिर वायु प्रवाह बनाए रखना आवश्यक है।

4. आरेखण

आरेखण में तंतुओं को उनकी मूल लंबाई से चार से पांच गुना खींचना शामिल है। ड्राइंग प्रक्रिया के दौरान, अलग-अलग गति से चलने वाले गोडेट्स कहे जाने वाले सिलिंडर को घुमाकर अलग-अलग जोड़े के बीच तंतु खींचे जाते हैं।

तंतुओं के खींचे जाने के बाद, उन पर एक निरंतर वायु जेट लगाया जाता है (आमतौर पर 140 और 280 के बीच)। तंतुओं के बीच एक उलझन पैदा करने से ग्राहक को रेशों के आपस में मिलने के कारण सूत को आसानी से संभालने की अनुमति मिलती है।

स्पूल को सीधे तैयार सूत से लपेटा जाता है। नायलॉन 6 लगातार घूमता है। विधानसभाएं बिना किसी रुकावट के चलती हैं।

नायलॉन 6,6 पर नायलॉन 6 के कुछ फायदे हैं। हेक्सामेथिलीन डायमाइन और एडिपिक एसिड की तुलना में कैप्रोलैक्टम को संश्लेषित करना आसान है। इसलिए, नायलॉन 6 बनाना नायलॉन 6,6 बनाने से सस्ता है। इसके अलावा, नायलॉन 6, नायलॉन 6,6 की तुलना में एसिड रंगों के प्रति अधिक सहिष्णु है।

निष्कर्ष

कच्चे तेल से प्राप्त प्लास्टिक को नायलॉन कहा जाता है। एक गहन रासायनिक प्रक्रिया के बाद, यह प्लास्टिक नायलॉन नामक मजबूत, खिंचाव वाला कपड़ा बन जाता है। विधि में कैप्रोलैक्टम और हाइड्रोलिसिस का पोलीमराइजेशन, एक प्रकार के स्पिनरनेट के माध्यम से पानी की शमन, एक एक्सट्रूडर का उपयोग करके पिघलना, तंतुओं को खींचना और नायलॉन प्राप्त करने के लिए इसे लगातार कताई करना शामिल है। फिर इसे नायलॉन फाइबर बनाने के लिए पॉलीथीन से ढकी गांठों में दबाया जाता है।

नवीनतम अपडेट, समाचार ब्लॉग, और सूक्ष्म, लघु और मध्यम उद्यमों (MSMEs) से संबंधित लेख, व्यावसायिक टिप्स, आयकर, GST, वेतन और लेखा के लिए Khatabook को फॉलो करें।