Нейлон — это особый вид пластика, который начинается с обычной нефти. Сначала из нее получают углеводороды, которые в результате нескольких химических превращений становятся мономерами — словно строительными бусинами для ожерелья. Эти частицы соединяются в длинные, прочные цепочки — полиамиды. Свое название они получили благодаря амидным группам — особым молекулярным «связкам», которые и скрепляют составляющие в одну нить. Ее структуру составляют атомы углерода, кислорода, водорода и азота.
— рассказывает Сергей Котельников, доцент кафедры «Технология полимерных материалов и порохов» ПНИПУ, кандидат технических наук.
Такой процесс был впервые успешно осуществлен химиками в лаборатории, что позволило создать материал с уникальными характеристиками — крепкий, эластичный и износостойкий, что и объясняет его дальнейшее широкое применение в самых разных областях.
Струны гитары
В отличие от металлических струн, нейлон дает более мягкое и глубокое звучание с богатыми обертонами — дополнительными призвуками, которые придают ему объем и сложность.
Самое удивительное применение нейлона в музыке — это смычки для скрипки и виолончели, но не во всей их конструкции, а только в ключевой детали — наконечнике. Он регулирует натяжение волоса и создает идеальное скольжение по струнам, обеспечивая равномерное трение и помогая музыканту извлекать чистый звук. Материал достаточно мягкий, но при этом обладает выдающейся стойкостью, выдерживая многолетние интенсивные нагрузки.
— комментирует Сергей Котельников.
Трубопроводы и оконные блоки
Особенно ценятся нейлоновые трубы в системах отопления и водоснабжения. В отличие от металлических аналогов, они не ржавеют изнутри, не зарастают известковым налетом и уверенно выдерживают горячую воду с ее постоянными перепадами температур.
Даже современные пластиковые окна содержат скрытые нейлоновые элементы. Прокладки из этого материала спрятаны между стальным усилителем и пластиком и не дают конструкции разбухать или сжиматься от перемен погоды, а в механизмах фурнитуры износостойкие шестерни и направляющие обеспечивают плавное движение створок без скрипа и износа.
Колбасные изделия
Не само мясо, конечно, речь идет о современных оболочках для колбас, сосисок и сыров. Эти тонкие, но невероятно прочные полиамидные покрытия создают идеальный барьер — они не пропускают кислород и влагу, защищают от быстрой порчи и сохраняют свежесть товара. Во время термической обработки нейлоновая «кожура» плотно «усаживается» вокруг продукта, принимая идеально ровную форму, не растрескиваясь и сохраняя эластичность.
— объясняет эксперт.
3D-печать
В сфере 3D-печати этот материал стал незаменимым благодаря двум основным технологиям. Метод SLS (селективное лазерное спекание) использует лазер для сплавления нейлонового порошка, позволяя создавать сложные детали с внутренними полостями и подвижными элементами — такие, как легкие авиационные компоненты. Более доступная технология FDM (послойное наплавление) плавит нить из этого полимера в печатающей головке, идеально подходя для производства функциональных прототипов, корпусов оборудования и прочных шарниров.
Мышцы для современных роботов
Настоящим прорывом стало применение нейлона в робототехнике. Ученые создали из него волокна, способные сокращаться при нагреве. Они стали основой для искусственных мышц в роботах-хирургах, протезах нового поколения и исследовательских аппаратах. Такие механизмы способны аккуратно брать хрупкие биологические образцы, подобно тому, как человек берет яйцо, не раздавив его, или с легкостью менять положение крыльев у дрона (беспилотного летательного аппарата) при сильном ветре.
— сообщает кандидат технических наук Сергей Котельников.
Пройдя путь от чулочных изделий до компонентов передовых технологий, с этим материалом связано несколько устойчивых заблуждений.Первый в мире синтетический полимер
На самом деле это не так. Первенство принадлежит бакелиту — полимеру на основе фенол-формальдегидной смолы, который был изобретен и запущен в производство еще в 1909 году. Более того, до нейлона существовали и искусственные волокна, такие как вискоза.
— опровергает ученый ПНИПУ.
Технологию производства нейлона скопировали с создания паутины
В действительности нет доказательств, что материал создавался по принципам биомимикрии — направления, где технологии копируют природные решения (например, липучка, повторяющая структуру репейника, или поезд-стрела, имитирующий клюв птицы). Он стал результатом фундаментального химического синтеза: его разрабатывали в лаборатории как полностью синтетический продукт, без подражания биологическим аналогам.
Используется для повышения прочности банкнот
Это заблуждение. Пластиковые банкноты, например, те, что уже много лет используются в Австралии и других странах, производятся из особых модификаций полипропилена. Этот материал лучше подходит для задач печати денег и их защиты.
Вызывает аллергию и раздражение кожи
Чистый нейлон не вступает в химические реакции и является гипоаллергенным материалом, который широко используется в производстве нижнего белья и спортивной одежды. Он проходит строгую сертификацию и абсолютно безопасен для потребителя. Потенциальное раздражение могут вызывать вспомогательные компоненты: агрессивные красители, специальные пропитки для придания ткани определенных свойств или статическое электричество, накапливающееся на синтетических волокнах.
— объясняет эксперт.
Вреден для экологии и практически не разлагается
Это утверждение верно лишь отчасти. Да, традиционный нейлон производится из нефти и может разлагаться веками. Однако современная промышленность предлагает экологичные альтернативы. Уже существует регенерированная версия, создаваемая из переработанных материалов, включая старые рыболовные сети. Также развивается производство бионейлона на основе возобновляемого сырья, такого как касторовое масло. Эти решения значительно сокращают экологический след материала.
— добавляет Сергей Котельников, доцент кафедры «Технология полимерных материалов и порохов» ПНИПУ, кандидат технических наук.
Материалы: Пресс-центр ПНИПУ.