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Nylon

Primo polimero termoplastico sintetico di successo commerciale.

Il nylon è un gruppo di polimeri sintetici definiti da legami ammidici che solitamente collegano gruppi alifatici o semiaromatici. Questi materiali sono generalmente brunastri, possono risultare morbidi al tatto e alcuni tipi hanno un aspetto setoso. Essendo termoplastici, i nylon possono essere fusi e modellati in fibre, film e varie forme. Le loro proprietà vengono spesso regolate aggiungendo additivi. Esistono diversi tipi di nylon. Un tipo, chiamato nylon-XY, deriva da diammine e acidi dicarbossilici, dove X e Y indicano la lunghezza della catena carboniosa di questi componenti. Il nylon-6,6 è un esempio ben noto. Un altro tipo, il nylon-Z, è ottenuto da acidi amminocarbossilici con una catena carboniosa di lunghezza Z, come il nylon-6. I nylon sono ampiamente utilizzati in tessuti e fibre — per abbigliamento, pavimentazioni e rinforzo della gomma — nonché in parti stampate per automobili ed elettronica, e in film, principalmente per l'imballaggio alimentare. Il lavoro della DuPont sul nylon è nato dal suo precedente sviluppo di fibre a base di cellulosa, in particolare il rayon. Il progetto iniziò nel 1927, quando Charles Stine propose una nuova struttura alla DuPont: piccoli team di ricerca focalizzati su una "ricerca pionieristica" che potesse portare a usi pratici. Wallace Hume Carothers, un insegnante di Harvard, fu assunto per guidare il gruppo sui polimeri. Inizialmente si concentrò sulla ricerca pura, testando le teorie del chimico tedesco Hermann Staudinger. Il suo lavoro fece progredire notevolmente la comprensione dei polimeri. Il nylon fu il primo polimero termoplastico sintetico di successo commerciale. Carothers e il suo team avevano già creato due nuovi polimeri nella primavera del 1930: il neoprene, una gomma sintetica poi ampiamente utilizzata nella Seconda Guerra Mondiale, e una pasta elastica che si induriva in un materiale resistente — questo sarebbe diventato il nylon. Dopo queste scoperte, il team passò dalla ricerca pura a un obiettivo pratico: trovare una combinazione chimica adatta all'industria. All'inizio del 1935, un polimero chiamato "polimero 6-6" fu finalmente realizzato. Il collega di Carothers, Julian W. Hill, aveva utilizzato un metodo di stiro a freddo su un poliestere nel 1930, e Carothers applicò quel metodo nel 1935 per sviluppare completamente il nylon. Il primo nylon, il nylon 6,6, fu sintetizzato il 28 febbraio 1935 presso la Stazione Sperimentale della DuPont. Aveva l'elasticità e la resistenza desiderate, ma richiedeva un processo di produzione complesso. La DuPont brevettò il polimero nel settembre 1938 e ottenne rapidamente un monopolio sulla fibra. Carothers morì 16 mesi prima dell'annuncio del nylon, senza mai vederlo.

Quick Facts

Density
1.15 g/cm; 3
Thermal conductivity
0.25 W/(m, K)
Melting point
463–624 K

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Contesto e storia

I ricercatori della DuPont iniziarono a sviluppare fibre a base di cellulosa, culminando nella fibra sintetica rayon. L'esperienza della DuPont con il rayon fu un importante precursore dello sviluppo e della commercializzazione del nylon. L'insegnante di Harvard Wallace Hume Carothers fu assunto per dirigere il gruppo di ricerca sui polimeri. Inizialmente gli fu permesso di concentrarsi sulla ricerca pura, basandosi sulle teorie del chimico tedesco Hermann Staudinger e mettendole alla prova. Ebbe molto successo, poiché la ricerca che intraprese migliorò notevolmente la conoscenza dei polimeri e contribuì alla scienza. Carothers morì 16 mesi prima dell'annuncio del nylon, quindi non poté mai vedere il suo successo. Il nome 'Nylon' derivò dalla modifica di 'norun' (senza smagliature) in un nome unico che potesse essere utilizzato per commercializzare il prodotto, ma non fu registrato come marchio. Durante la Seconda Guerra Mondiale, quasi tutta la produzione di nylon fu dirottata verso l'esercito per l'uso in paracaduti e corde per paracadute.

Guida alla lettura

L'importanza del nylon risiede nel suo ruolo di primo polimero termoplastico sintetico di successo commerciale, che rivoluzionò l'industria tessile e delle materie plastiche. La sua invenzione da parte della DuPont dimostrò l'importanza dell'ingegneria chimica nell'industria, contribuì a creare posti di lavoro e favorì il progresso delle tecniche di ingegneria chimica. La produzione del nylon richiese una collaborazione interdipartimentale tra tre dipartimenti della DuPont: il Dipartimento di Ricerca Chimica, il Dipartimento dell'Ammoniaca e il Dipartimento del Rayon. I reagenti del nylon costituirono presto la metà delle vendite del Dipartimento dell'Ammoniaca e li aiutarono a uscire dal periodo della Grande Depressione, creando posti di lavoro e entrate alla DuPont. Tuttavia, l'entusiasmo iniziale causò problemi, tra cui aspettative irrealistiche e sfiducia pubblica alimentata da una voce secondo cui il nylon poteva essere prodotto dalla cadaverina estratta da cadaveri. La DuPont cambiò la sua strategia di campagna, sottolineando che il nylon era fatto di 'carbone, aria e acqua', e si concentrò sugli aspetti personali ed estetici. L'eredità del nylon include le sue vaste applicazioni commerciali in tessuti, fibre, componenti stampati e film, e il suo uso bellico in paracaduti e corde per paracadute aumentò notevolmente il mercato per i nuovi materiali.

Domande frequenti

Cos'è il nylon?

Il nylon è una famiglia di polimeri sintetici costruiti attorno a legami ammidici che uniscono segmenti alifatici o semiaromatici. Ha debuttato come il primo polimero termoplastico sintetico di successo commerciale e oggi si trova in tessuti, fibre, parti stampate e film.

Chi è il creatore del nylon?

Wallace Hume Carothers, che lavorava nei laboratori di ricerca della DuPont, è accreditato come l'inventore del nylon. Il progetto durò circa undici anni di sviluppo prima che il materiale fosse finalmente presentato al pubblico.

Perché il nylon è considerato una pietra miliare nella scienza dei materiali?

In quanto primo polimero termoplastico sintetico a raggiungere un vero successo commerciale, il nylon dimostrò che le macromolecole progettate in laboratorio potevano essere prodotte su larga scala e utilizzate con fiducia in prodotti di uso quotidiano. La sua storia aprì la strada all'intera moderna industria delle materie plastiche e dei polimeri ingegneristici.

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