Nylon
Erstes kommerziell erfolgreiches synthetisches thermoplastisches Polymer.
Nylon ist eine Gruppe synthetischer Polymere, die durch Amidbindungen definiert sind, welche meist aliphatische oder halbaromatische Gruppen verbinden. Diese Materialien sind meist bräunlich, können sich weich anfühlen und einige Arten sehen seidig aus. Da es sich um Thermoplaste handelt, können Nylons geschmolzen und zu Fasern, Folien und verschiedenen Formen verarbeitet werden. Ihre Eigenschaften werden oft durch die Zugabe von Additiven angepasst. Es gibt verschiedene Arten von Nylon. Eine Art, genannt Nylon-XY, wird aus Diaminen und Dicarbonsäuren hergestellt, wobei X und Y die Kohlenstoffkettenlängen dieser Komponenten sind. Nylon-6,6 ist ein bekanntes Beispiel. Eine andere Art, Nylon-Z, wird aus Aminocarbonsäuren mit einer Kohlenstoffkettenlänge Z hergestellt, wie zum Beispiel Nylon-6. Nylons werden häufig in Textilien und Fasern verwendet – für Kleidung, Bodenbeläge und Gummiarmierungen – sowie in Formteilen für Autos und Elektronik und in Folien, meist für Lebensmittelverpackungen. DuPonts Arbeit an Nylon entwickelte sich aus seiner früheren Entwicklung von zellulosebasierten Fasern, insbesondere Rayon. Das Projekt begann 1927, als Charles Stine bei DuPont eine neue Struktur vorschlug: kleine Forschungsteams, die sich auf „Pionierforschung“ konzentrierten, die zu praktischen Anwendungen führen könnte. Wallace Hume Carothers, ein Dozent in Harvard, wurde eingestellt, um die Polymergruppe zu leiten. Zunächst konzentrierte er sich auf reine Forschung und testete die Theorien des deutschen Chemikers Hermann Staudinger. Seine Arbeit erweiterte das Verständnis von Polymeren erheblich. Nylon war das erste kommerziell erfolgreiche synthetische thermoplastische Polymer. Carothers und sein Team hatten bis zum Frühjahr 1930 bereits zwei neue Polymere entwickelt: Neopren, einen später im Zweiten Weltkrieg stark genutzten Synthesekautschuk, und eine elastische Paste, die zu einem starken Material aushärtete – dies sollte Nylon werden. Nach diesen Entdeckungen verlagerte sich das Team von der reinen Forschung zu einem praktischen Ziel: eine für die Industrie geeignete chemische Kombination zu finden. Anfang 1935 wurde schließlich ein Polymer namens „Polymer 6-6“ hergestellt. Carothers‘ Kollege Julian W. Hill hatte 1930 eine Kaltverstreckungsmethode an einem Polyester angewendet, und Carothers wandte diese Methode 1935 an, um Nylon vollständig zu entwickeln. Das erste Nylon, Nylon 6,6, wurde am 28. Februar 1935 in DuPonts Versuchsstation synthetisiert. Es hatte die gewünschte Elastizität und Festigkeit, erforderte jedoch einen komplexen Herstellungsprozess. DuPont patentierte das Polymer im September 1938 und erlangte schnell ein Monopol auf die Faser. Carothers starb 16 Monate vor der Ankündigung von Nylon und sah es nie.
Quick Facts
- Density
- 1.15 g/cm; 3
- Thermal conductivity
- 0.25 W/(m, K)
- Melting point
- 463–624 K
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Hintergrund
Forscher bei DuPont begannen mit der Entwicklung von zellulosebasierten Fasern, was in der Synthesefaser Rayon gipfelte. DuPonts Erfahrung mit Rayon war ein wichtiger Vorläufer für die Entwicklung und Vermarktung von Nylon. Der Harvard-Dozent Wallace Hume Carothers wurde eingestellt, um die Polymerforschungsgruppe zu leiten. Zunächst durfte er sich auf reine Forschung konzentrieren, aufbauend auf und testend die Theorien des deutschen Chemikers Hermann Staudinger. Er war sehr erfolgreich, da die von ihm durchgeführte Forschung das Wissen über Polymere erheblich verbesserte und zur Wissenschaft beitrug. Carothers starb 16 Monate vor der Ankündigung von Nylon, sodass er seinen Erfolg nie sehen konnte. Der Name 'Nylon' entstand aus der Abwandlung von norun (kein Lauf) zu einem einzigartigen Namen, der zur Vermarktung des Produkts verwendet werden konnte, aber nicht markenrechtlich geschützt wurde. Während des Zweiten Weltkriegs wurde fast die gesamte Nylonproduktion für das Militär zur Verwendung in Fallschirmen und Fallschirmleinen umgeleitet.
Leserleitfaden
Die Bedeutung von Nylon liegt in seiner Rolle als erstes kommerziell erfolgreiches synthetisches thermoplastisches Polymer, das die Textil- und Kunststoffindustrie revolutionierte. Seine Erfindung durch DuPont demonstrierte die Bedeutung der chemischen Verfahrenstechnik in der Industrie, trug zur Schaffung von Arbeitsplätzen bei und förderte den Fortschritt chemischer Verfahrenstechniken. Die Produktion von Nylon erforderte eine abteilungsübergreifende Zusammenarbeit zwischen drei Abteilungen bei DuPont: der Abteilung für chemische Forschung, der Ammoniakabteilung und der Abteilung für Rayon. Die Reaktanten von Nylon machten bald die Hälfte des Umsatzes der Ammoniakabteilung aus und halfen ihnen, die Zeit der Großen Depression durch die Schaffung von Arbeitsplätzen und Einnahmen bei DuPont zu überstehen. Die frühe Begeisterung verursachte jedoch Probleme, darunter unrealistische Erwartungen und öffentliches Misstrauen, das durch ein Gerücht geschürt wurde, Nylon könne aus aus Leichen gewonnenem Cadaverin hergestellt werden. DuPont änderte seine Kampagnenstrategie, betonte, dass Nylon aus 'Kohle, Luft und Wasser' hergestellt werde, und konzentrierte sich auf persönliche und ästhetische Aspekte. Das Vermächtnis von Nylon umfasst seine umfangreichen kommerziellen Anwendungen in Textilien, Fasern, Formteilen und Folien, und sein Einsatz im Krieg für Fallschirme und Fallschirmleinen erweiterte den Markt für neue Materialien erheblich.
Häufig gestellte Fragen
Was ist Nylon?
Nylon ist eine Familie synthetischer Polymere, die auf Amidbindungen aufbaut, die aliphatische oder halbaromatische Segmente miteinander verbinden. Es debütierte als erstes kommerziell erfolgreiches synthetisches thermoplastisches Polymer und kommt heute in Textilien, Fasern, Formteilen und Folien vor.
Wer ist der Erfinder von Nylon?
Wallace Hume Carothers, der in den DuPont-Forschungslaboren arbeitete, wird die Erfindung von Nylon zugeschrieben. Das Projekt erstreckte sich über etwa elf Jahre Entwicklung, bevor das Material schließlich der Öffentlichkeit vorgestellt wurde.
Warum gilt Nylon als Meilenstein in der Materialwissenschaft?
Als erstes synthetisches thermoplastisches Polymer, das echten kommerziellen Erfolg erzielte, bewies Nylon, dass im Labor entwickelte Makromoleküle in großem Maßstab hergestellt und in Alltagsprodukten vertrauensvoll eingesetzt werden können. Seine Geschichte öffnete die Tür für die gesamte moderne Kunststoff- und Technikpolymerindustrie.
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