Nylon
商業的に成功した最初の合成熱可塑性ポリマー。
ナイロンは、アミド結合によって脂肪族または半芳香族の基が連結された合成ポリマーの一群です。これらの材料は一般的に褐色がかっており、柔らかな感触を持ち、一部の種類は絹のような外観を呈します。熱可塑性プラスチックであるため、ナイロンは溶融して繊維、フィルム、および様々な形状に成形できます。その特性は、添加剤を混ぜることで調整されることがよくあります。ナイロンにはいくつかの種類があります。ナイロンXYと呼ばれる一種は、ジアミンとジカルボン酸から作られ、XとYはそれらの成分の炭素鎖長を示します。ナイロン6,6はその代表例です。別の種類であるナイロンZは、炭素鎖長Zのアミノカルボン酸から作られ、例えばナイロン6があります。ナイロンは、衣料品、床材、ゴム補強材などの繊維製品に広く使用されるほか、自動車や電子機器の成形部品、そして主に食品包装用のフィルムにも利用されています。デュポン社のナイロン開発は、同社によるセルロース系繊維、特にレーヨンの先行開発から発展しました。このプロジェクトは1927年、チャールズ・スタインがデュポン社内に新たな組織を提案したことから始まりました。それは、実用化につながる可能性のある「先駆的研究」に焦点を当てた小規模な研究チームでした。ハーバード大学の講師であったウォレス・ヒューム・カロザースが、ポリマーグループを率いるために採用されました。当初、彼は純粋研究に専念し、ドイツの化学者ヘルマン・シュタウディンガーの理論を検証していました。彼の研究はポリマーに対する理解を大きく前進させました。ナイロンは、商業的に成功した最初の合成熱可塑性ポリマーでした。カロザースと彼のチームは、1930年の春までにすでに2つの新しいポリマーを生み出していました。それは、後に第二次世界大戦で多用される合成ゴムであるネオプレンと、硬化すると強力な材料になる弾性ペーストであり、これが後にナイロンとなりました。これらの発見の後、チームは純粋研究から実用的な目標へと方向転換し、工業に適した化学的組み合わせを探求しました。1935年初頭、ついに「ポリマー6-6」と呼ばれるポリマーが作られました。カロザースの同僚であるジュリアン・W・ヒルは、1930年にポリエステルに対して冷延伸法を用いており、カロザースは1935年にその方法を応用してナイロンを完全に開発しました。最初のナイロンであるナイロン6,6は、1935年2月28日にデュポン社の実験ステーションで合成されました。それは望ましい弾性と強度を備えていましたが、複雑な製造工程を必要としました。デュポン社は1938年9月にこのポリマーの特許を取得し、すぐにその繊維の独占を確立しました。カロザースはナイロンが発表される16ヶ月前に亡くなり、その成功を目にすることはありませんでした。
Quick Facts
- Density
- 1.15 g/cm; 3
- Thermal conductivity
- 0.25 W/(m, K)
- Melting point
- 463–624 K
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背景と経緯
デュポン社の研究者たちはセルロース系繊維の開発を開始し、最終的に合成繊維であるレーヨンを生み出しました。デュポン社のレーヨンに関する経験は、ナイロンの開発と販売における重要な前身となりました。ハーバード大学の講師であったウォレス・ヒューム・カロザースが、ポリマー研究グループを率いるために採用されました。当初、彼は純粋研究に専念することを許され、ドイツの化学者ヘルマン・シュタウディンガーの理論に基づき、それを検証していました。彼は非常に成功し、彼が行った研究はポリマーに関する知識を大幅に向上させ、科学に貢献しました。カロザースはナイロン発表の16ヶ月前に亡くなったため、彼の成功を目にすることは決してありませんでした。「ナイロン」という名称は、「ノーラン」(norun)を製品販売に使用できる独自の名前に変更したことに由来しますが、商標登録はされませんでした。第二次世界大戦中、ナイロンの生産量のほぼすべてが軍需用に転用され、パラシュートやパラシュートコードに使用されました。
読者ガイド
ナイロンの重要性は、商業的に成功した最初の合成熱可塑性ポリマーとしての役割にあり、繊維産業とプラスチック産業に革命をもたらしました。デュポン社によるその発明は、産業における化学工学の重要性を示し、雇用を創出し、化学工学技術の進歩を促進しました。ナイロンの生産には、デュポン社内の3つの部門、すなわち化学研究部門、アンモニア部門、レーヨン部門間の部門横断的な協力が必要でした。ナイロンの反応原料はすぐにアンモニア部門の売上の半分を占めるようになり、デュポン社に雇用と収益をもたらし、大恐慌の時代を乗り越える助けとなりました。しかし、初期の熱狂は問題も引き起こし、非現実的な期待や、ナイロンは死体から抽出したカダベリンから作られるという噂によって引き起こされた国民の不信感などがありました。デュポン社はキャンペーン戦略を変更し、ナイロンは「石炭、空気、水」から作られていると強調し、個人的かつ美的な側面に焦点を当てました。ナイロンの遺産には、繊維、繊維製品、成形部品、フィルムにおける広範な商業的用途、そして戦時中のパラシュートやパラシュートコードへの使用が含まれ、これにより新材料の市場が大幅に拡大しました。
