Нейлон: необычные способы применения и мифы

❋ 4.6

24 октября — День нейлоновых чулок. Эта дата символизирует настоящую революцию в мире моды и технологий: в 1939 году в США состоялся первый массовый выпуск этой продукции. Благодаря прочности и стойкости нейлона к истиранию, его применяют в самых неожиданных сферах жизни. Ученый Пермского Политеха рассказал, где его используют сегодня, и какие мифы существуют об этом материале.

ПНИПУ

# история

# материалы

# нейлон

# нефть

# полимер

# технологии

Нейлоновые колготы © Пресс-служба ПНИПУ

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.

Процесс впервые успешно осуществили химики в лаборатории, и в итоге появился материал с уникальными характеристиками — крепкий, эластичный и износостойкий. Это 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 выдерживают перепады температуры горячей воды.

Даже современные пластиковые окна содержат скрытые нейлоновые элементы. Прокладки из этого материала спрятаны между стальным усилителем и пластиком. Они 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. Тонкие, но невероятно прочные полиамидные материалы 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 незаменим 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.

По пути от чулочных изделий до компонентов передовых технологий вокруг нейлона появилось несколько устойчивых заблуждений.

Первый в мире синтетический полимер

— На самом деле это не так. Первенство принадлежит бакелиту — полимеру на основе фенол-формальдегидной смолы, который изобрели и запустили в производство в 1909 году. 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 повторяет структуру репейника или поезд-стрела имитирует клюв птицы. Нейлон 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, производят 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. Это гипоаллергенный материал, 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. 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.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.

Пермский национальный исследовательский политехнический университет (национальный исследовательский, прошлые названия: Пермский политехнический институт, Пермский государственный технический университет) — технический ВУЗ Российской Федерации. Основан в 1960 году как Пермский политехнический институт (ППИ), в результате объединения Пермского горного института (организованного в 1953 году) с Вечерним машиностроительным институтом. В 1992 году ППИ в числе первых политехнических вузов России получил статус технического университета.