domingo, 7 de abril de 2013

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sábado, 6 de abril de 2013

USOS Y APLICACIONES

Las aplicaciones más importantes de los homopolímeros se encuentran en el campo de la ingeniería mecánica. Aplicaciones bien establecidas son las siguientes: asientos de válvulas, engranajes en general, excéntricas, cojinetes, rodamientos, etc.. Además de las propiedades ventajosas señaladas en líneas anteriores, las piezas de nylon pueden funcionar frecuentemente sin lubricación, son silenciosas, pudiendo en muchos casos moldearse en una sola pieza evitándose el ensamblado de las diferentes piezas metálicas o el uso de máquinas caras con la consiguiente pérdida de material.
 
         
Bajo condiciones medias de humedad, los nylons son superiores en resistencia al impacto y en resistencia a la abrasión. Cuando se considera que un nylon es apropiado para una determinada aplicación, es necesario antes de elegir el tipo de poliamida, tener en cuenta las propiedades mecánicas, la resistencia al agua y la facilidad de procesado de los mismos. Así, el nylon 6,6 presenta las mejores propiedades mecánicas, pero, por otra parte, es el que presenta mayores dificultades de procesado y tiene un valor de absorción de agua alto.
En medicina y farmacia se utilizan objetos moldeados y esterilizables fabricados con poliamidas. Debido a su durabilidad, y a pesar de su mayor costo, los peines de nylon para el cabello han encontrado una amplia aceptación.
Las películas de nylon se emplean cada vez más en aplicaciones de embalaje para productos alimenticios y farmacéuticos. El valor del nylon para estas aplicaciones estriba en la posibilidad de hervir la bolsa con los alimentos dentro y en la baja transmisión del olor.
 
 
        
Aunque los nylons no se consideran generalmente como aislantes, debido a su tenacidad, y en cierto grado a su resistencia a la temperatura, se han abierto camino en este sector (arrollamientos y bobinas, y bloques terminales). Las ventajas que presentan en ciertos aspectos las resinas acetálicas y los policarbonatos han mermado considerablemente la aplicabilidad del nylon en este campo del aislamiento eléctrico.

NOMBRES COMERCIALES



       
Nailon 6 o PA 6 y nailon 6-6 o PA 66.
Trogamid de Evonik Industries, Amodel de Solvay.
Kevlar y Nomex de DuPont, Teijinconex, Twaron y Technora de Teijin, Kermel de Kermel.


PRODUCCIÓN Y CONSUMO

Du Pont comenzó la producción experimental del nylon en 1938 y la primer planta comercial comenzó su producción en 1939 en Seaford, Delaware (EE.UU). Las primeras medias de nylon se introdujeron en el mercado en 1940 y fueron un inmediato éxito comercial. En EE.UU. una segunda planta de Du Pont comenzó a producir en 1941, una tercera en 1947, una cuarta en 1954, y una quinta en 1967 utiiizando un avanzado proceso de spinning (hilado). La producción comercial de NYLON-6 en EE.UU. comenzó con la disponibilidad a gran escala de caprolactama, producida por primera vez en 1955 por Allied Chemical Corporation. Desde entonces la producción de fibras poliamidicas se ha expandido ampliamente alrededor del mundo.

La segunda guerra ayudó a incorporar en vestimenta, parachoques y cubiertas al nylon 6,6 con un impacto indescriptible.
 
 

PRUEBA DE COMBUSTIÓN

Permite identificar la composición química de la fibra y al grupo que la misma pertenece; aunque tiene la desventaja de no poder ser aplicada cuando se presenta una mezcla de fibras . Incluye las pruebas seriadas:

1-Acercamiento de la fibra a la llama: Tomar unas pocas fibras con pinzas, y sin tocarlas acercarla a una llama no luminosa. Observar si se funden o se contraen.

2-En la placa caliente: Colocar la fibra en un cristal de nitrato potásico en una placa metálica, que pueda calentarse hasta fundir el cristal. Observar si las fibras se funden o se carbonizan, después de separarlas con una aguja.

3-En la llama: Colocar en una llama débil las fibras. Observar si arden y anotar el olor producido.

La reacción de la poliamida, se generaliza en las siguientes características:
-Se inflama con dificultad
-Se reblandece a 235ºC.
-Funde a 260ºC
-Forma bolas duras
-Olor de apio.

IDENTIFICACIÓN DE SOLUBILIDAD

Solubilidad: en general, los homopolímeros de poliamidas alifáticas son insolubles en solventes orgánicos comunes a temperatura ambiente. Sin embargo, sí lo son en ácido fórmico, fenoles, ácido clorhídrico, ácidos minerales y alcoholes fluorados. Los copolímeros de poliamidas alifáticas son más solubles.
 

Hidrólisis

Es la reacción inversa a la amidación. Como consecuencia, si el agua no es removida desde la masa de la reacción, la reacción de la poliamida eventualmente llega a un equilibrio y el peso molecular del polímero es limitado. En algunos procesos de polimerización, el vacío es aplicado para la mezcla y el peso molecular puede continuar creciendo. La reacción de hidrólisis generalmente es lenta a temperatura ambiente, pero es acelerada a altas temperaturas y es catalizada por ácidos o bases.

PUNTO DE FUSIÓN DE LA POLIAMIDA

Aunque el punto de fusión generalizado en tablas resulta ser una temperatura de 260°.
 
El nylon 66 se caracteriza por un punto de fusión más alto (255-260 ° C).
 
El Nylon 6 tiene la eficiencia de costos por varias razones: es más fácil de trabajar, tiene un punto de fusión de 217-223 ° C.
 
Las Copoliamidas 66/6 y 6/66 fundamentalmente reproducen las propiedades de sus homopolímeros equivalentes, excepto por el hecho de que tienen un punto de fusión más bajo. En relación con el porcentaje de los monómeros iniciales, es posible obtener copoliamidas con un punto de fusión que es significativamente menor que el equivalente homopolímero.
 

VISTA LONGITUDINAL Y TRNASVERSAL

Dependiendo de su uso final, a la poliamida y a cualquier fibra sintetica, se le da la forma desedada.
En prácticas de laboratorio, se obtuvo la siguiente imagen.

VISTA TRANSVERSAL




Se observa una forma perfectamente circular de las fibras.
Tambien puede ser forma ovalada e incluso trilobal.

VISTA LONGITUDINAL


Se observa una coloración más oscura en los bordes, esta característica es propia de las fibras sintéticas.

domingo, 31 de marzo de 2013

PROPIEDADES QUÍMICAS

La desorientación de las poliamidas en presencia de temperaturas de vulcanización en neumáticos es un problema de significante importancia. Esta desorientación es producida durante el tiempo en el cual los hilados para neumáticos son expuestos a la humedad en baja carga durante la vulcanización, o cuando se libera la presión luego de la vulcanización. El problema puede ser parcialmente solucionado manteniendo algo de tensión en la cuerda al final de cese de la presión. También puede evitarse parcialmente minimizando el contenido de humedad de las fibras para neumáticos antes de la vulcanización.

Estabilización contra la degradación por calor y humedad.
 
Son polímeros de una mayor cristalinidad molecular. Los productos semielaborados de colada se conforman mediante un proceso de colada sin presión, mediante el cual la materia prima  se polimeriza mediante una reacción química controlada.

Con la ayuda de aditivos como aceites, lubricantes sólidos o estabilizadores térmicos, la características típicas de la poliamida colada puede ajustarse específicamente para cada caso pudiendo abrir un amplio abanico de posibles aplicaciones.
 
Buenas propiedades mecánicas

Alta resistencia al impacto

Buenas propiedades de amortiguamiento

Buenas resistencia a la abrasión

Densidad: 1,14 g/cm3

Calor específico: 1,67 J/(mol*K)

Conductividad térmica: 0,43 W/(m*K)

Resistividad eléctrica: 6*1014 W*cm

Tensión de tracción en el punto de fluencia:11500 lbf/pul2

Módulo de tracción: 4.3*105 lbf/pul2

Dureza Rockwell: R118
 
Coeficiente cinético de fricción: 0,45



 
 

PROPIEDADES FÍSICAS

Estructurales: Las poliamidas son polímeros lineales y, por consiguiente, materiales termoplásticos. Dichos polímeros cristalizan y mantienen una alta atracción intermolecular. Estos compuestos también contienen segmentos de cadena alifáticos, los cuales en función de su longitud, dan mayor o menor flexibilidad a la región amorfa.
De esta forma, la combinación de, por una parte alta atracción intermolecular en las zonas cristalinas y, de otra, la flexibilidad impartida por los segmentos hidrocarbonados en las zonas amorfas, confieren a los polímeros una alta tenacidad por encima de la temperatura de transición vítrea aparente.

Cristalinidad: Los homopolímeros de poliamida lineal consisten en fases cristalinas y amorfas. Comercialmente se estima una mezcla del 40 al 50 % en peso de fase cristalina. La medida promedio del cristal de poliamida ha sido determinada por escaneo de rayos X de pequeño ángulo y de ángulo amplio y depende de la historia térmica y mecánica del polímero. La macroestructura de volúmenes de poliamidas son usualmente no orientadas y esféricas.

Solubilidad: en general, los homopolímeros de poliamidas alifáticas son insolubles en solventes orgánicos comunes a temperatura ambiente. Sin embargo, sí lo son en ácido fórmico, fenoles, ácido clorhídrico, ácidos minerales y alcoholes fluorados. Los copolímeros de poliamidas alifáticas son más solubles.
Su viscosidad de fundido es muy baja, lo cual puede acarrear dificultades en la transformación industrial, y su exposición a la intemperie puede causar una fragilización y un cambio de color salvo si hay estabilización o protección previa.
Al nailon se le puede agregar fibra de vidrio para proporcionar un incremento en la rigidez.
 
Es un polímero cristalino ya que se le da un tiempo para que se organice y se enfríe lentamente, siendo por esto muy resistente.
 
Las cadenas de nailon con un número par de átomos de carbono entre los grupos amida son más compactas y sus puntos de fusión serán más altos que los nailons con un número impar de átomos de C. El punto de fusión disminuye y la resistencia al agua aumenta a medida que aumenta el número de grupos metileno entre los grupos amida.
 

Densidad lineal

Tex es el peso en gramos de 1000 m. de hilado.
Denier es el peso en gramos de 9000 m de hilado.

Tenacidad

Es la resistencia a la tensión en la rotura. Se expresa como fuerza por unidad de densidad lineal, por ejemplo, N/tex o gf/den.

Tenacidad de la ligadura

Es la resistencia a la tensión requerida para la rotura de una hebra simple de hilado en la cual se ata un nudo entre las mordazas de prueba. Se expresa como fuerza por unidad de densidad lineal y es una medida aproximada de la fragilidad del hilado.

Resistencia a la rotura

Es la carga máxima en gramos requerida para la rotura de una fibra.

Resistencia a la tensión

Es el máximo esfuerzo por unidad de área expresado en kPa o MPa. Se calcula como:
Resistencia a la tensión (MPa) = Tenacidad (N/tex) x Gravedad específica x 1005

Elongación en la rotura

Es el incremento en longitud durante una prueba de tensión. Se expresa como porcentaje de la longitud original.

Módulo de elasticidad

Es la carga requerida para estirar una muestra de una unidad de área de sección transversal por unidad de cantidad. Se expresa como el cociente incremental de la carga en la porción recta inicial de la curva tensión - elongación extrapolada al 100 % de elongación de la muestra. El creep primario y secundario, el grado de cristalinidad y orientación, las condiciones de producci6n y proceso, temperatura y humedad tienen una influencia notoria en el módulo de elasticidad.

Modulo de estiramiento

Se calcula como:
Módulo de estiramiento = Módulo de elasticidad /100

Trabajo para la rotura

Es el trabajo requerido para la rotura del material. Es proporcional al área total bajo la curva de tensión - elongación.

Tenacidad de rotura

Es el trabajo requerido por unidad de densidad lineal para la rotura del material, Se calcula dividiendo el trabajo para la rotura por tex (denier).

Limite elástico

Es el punto sobre la curva de tensión - elongación donde la carga y la elongación dejan de ser directamente proporcionales.

Creep

Es el cambio en la forma del material sujeto a esfuerzo y depende del tiempo. El creep primario es la componente recuperable, y el creep secundario es la componente irrecuperable.

Elasticidad

Es la capacidad del material de recuperar su tamaño y forma luego de la deformación.
 

OBTENCIÓN

Las poliamidas son generalmente sintetizadas a partir de diaminas, ácidos dicarboxílicos, aminoácidos o lactamas. Los tipos de nylon comerciales incluyen:

  • nylon 4 - polímero formado por 2-pirrolidone [CH2CH2CH2C(O)NH]
  • nylon 6 - generado a partir de la policondensación de la caprolactama [CH2(CH2)4NHCO]
  • nylon 66 – fabricado por condensación de la hexametilenodiamina [H2N(CH2)6NH2] con ácido adípico [COOH(CH2)4COOH]
  • nylon 69 - fabricado por condensación de la hexametilenodiamina [H2N(CH2)6NH2] con ácido azelaico [COOH(CH2)7COOH]
  • nylon 610 - fabricado por condensación de la hexametilenodiamina con ácido sebácico [COOH(CH2)8COOH]
  • nylon 6/12 - fabricado a partir de la hexametilenodiamina y el ácido dibásico
  • nylon 11- producido por policondensación del ácido amino-undecanoico [NH2CH2(CH2)9COOH]
  • nylon 12 - fabricado a partir de la polimerización de la laurolactama [CH2(CH2)10CO]
  • ciclododecalactama, con unidades metilenos

Los nylons son unos de los polímeros más comunes usados como fibra. En todo momento encontramos nylon en nuestra ropa, pero también en otros lugares, en forma de termoplástico.
Los nylons también se llaman poliamidas, debido a los característicos grupos amida en la cadena principal. Las proteínas, tales como la seda a la cual el nylon reemplazó, también son poliamidas. Estos grupos amida son muy polares y pueden unirse entre sí mediante enlaces por puente de hidrógeno. Debido a ésto y a que la cadena de nylon es tan regular y simétrica, los nylons son a menudo cristalinos, y forman excelentes fibras.
El nylon se llama nylon 6.6, porque cada unidad repetitiva de la cadena polimérica, tiene dos extensiones de átomos de carbono, cada una con una longitud de seis átomos de carbono. Otros tipos de nylon pueden tener diversos números de átomos de carbono en estas extensiones.
Los nylons se pueden sintetizar a partir de las diaminas y los cloruros de diácido. El nylon 6.6 se hace con los monómeros cloruro del adipoilo y hexametilén diamina
 
 
NYLON 6,6

El Nylon 6,6 es producto de la reacción de ácido adípico y hexametilenediamina. La fabricación de los productos intermedios para las poliamidas es sumamente importante, no sólo es la calidad del polímero, como color, el grado de polimerización, y linealidad fuertemente dependiente de la calidad del ingrediente, sino también el éxito económico del productor es a menudo determinado por los rendimientos y el costo de fabricación de los ingredientes.

Ácido adípico
Ácido adípico

Hexametilenediamina
Hexametilenediamina

Nylon 66Nylon-6,6

El ácido adípico tiene una amplia variedad de usos comerciales además de la fabricación del nylon 6,6, y así es un químico industrial común. Muchos caminos para su fabricación se han desarrollado durante los últimos años, pero la mayoría de los procesos en uso comercial procede a través de una oxidación de dos pasos del ciclohexano o uno de sus derivados. El ciclohexano normalmente se oxida con aire a temperaturas elevadas en presencia de un catalizador conveniente, se produce una mezcla de ciclohexanona y ciclohexanol en el primer paso, ketona-alcohol normalmente abreviado KA o aceite de KA:
En el segundo paso, el KA es oxidado por ácido nítrico a ácido adípico que está separado, normalmente purificado a través de la cristalización y secado.
Virtualmente todas las hexametilenediaminas fabricadas se usan en la producción de nylon-6,6, con una cantidad pequeña para producir diisocianatos Éste se produce vía la reducción de adiponitrilo (ADN).
La reacción de reducción es exotérmica generalmente se lleva a cabo en un proceso de alta o baja presión. En el proceso de presión alta, el catalizador es cobalto o hierro se usa a 20-35 MPa (3000-5000 psi) y una temperatura de 100-150 ’C. El proceso de baja presión usa un catalizador de níquel Raney que contiene hierro o cromo activado por sodio o hidróxido de potasio en solución y opera a una presión de 2-3.5 MPa (300-500 psi) y una temperatura de 60-100 ºC (Raney es una marca de fábrica registrado de W. R. Grace Co.). Aunque la temperatura y rangos de presión están sustancialmente reducidos en el proceso de baja presión y así la inversión importante también es reducida, la productividad es más baja y los costos del catalizador son más altos que para los procesos de presión alta.

Existen tres caminos comerciales con ADN en uso. El primer método, hidrocianacion directa de 1,3-butadieno, ha reemplazado un proceso más viejo, cianacion vía la reacción de cianuro de sodio con 1,4-diclorobutano debido al costo más bajo y menos productos desechados del nuevo proceso. Durante los pasos iniciales del proceso de hidrocianacion directo; una mezcla de dos isómeros se genera, pero el isómero echado se convierte prontamente a lineal 3-pentenonitrilo.
En el paso final, el dinitrilo se forma de la adicion antiMarcovnicov de cianuro de hidrógeno a la presión atmosférica y 30-150 ºC en la fase líquida con un catalizador de Ni(0). El derivado principal, 2-metilglutaronitrilo, cuando es hidrogenado usando un proceso similar que para la conversión de ADN a hexametilenediamina, produce 2-metil-1,5-pentanediamina o 2-metilpentametilene-diamina (MPMO) que también se usa en la fabricación de poliamidas como un comonomero. En el segundo método para producir ADN, conocido como electrohidrodimerizacion, dos moles de acrilonitrilo se combina e hidrogena en una célula electroquímica donde las dos medio - celdas están separadas por una membrana.
En el proceso de la segunda generación, la membrana no se necesita para separar las dos reacciones en las medio - celdas; en cambio, una finamente dividida emulsión de las dos fases que consiste en una fase orgánica que contiene acrilonitrilo y ADN se suspende en la fase acuosa que contiene Na2HPO4, una sal del tetraalkilamonio, y acrilonitrilo. Los electrodos pueden ser grafito y magnetita o más recientemente, cadmio y hierro. En el tercero, el ácido adípico se convierte a ADN vía la dehidroaminacion con NH3 (gas) o en fase líquida; se usa un catalizador para la deshidratación, normalmente ácido fosfórico.
 
Se usan tres procesos para producir nylon-6,6. Dos de éstos empiezan con la sal de nylon 6,6, la combinación de ácido adípico y hexa metilenediamina en agua, ellos son procesos batch o en autoclave o procesos de polimerización continuos. El tercero, el proceso de polimerización de fase sólida, comienza con pellets de bajo peso molecular normalmente hechos vía autoclave, y continúa aumentando el peso molecular del polímero en un gas inerte calentado, a temperatura tal que nunca alcance el punto de fusión del polímero.
La sal de nylon 6,6, adipato de hexametilenediamonio, es hecho agregando ácido adípico a una solución de hexametilenediamina en agua. La diamina normalmente se guarda a aproximadamente 85% de la concentración en agua para guardarlo en el estado líquido para la facilidad de manejo y cubierto con un gas inerte, N2, para prevenir la oxidación y la formación de color. La diamina se diluye antes de la reacción para que la concentración final de sal tenga casi 50 %. A esta solución, con un ligero exceso de diacido se agrega y completamente se disuelve y neutraliza; entonces, en un segundo reactor, el resto se agrega para alcanzar el deseado equilibrio estequiometrico. El punto final es determinado con mucha precisión vía la medida del pH en una muestra diluida. En el pasado la solución de sal se filtraba entonces; a través del carbón de leña activado para quitar color e impurezas, pero en los años noventa la calidad de los materiales de arranque y el grado de mando del proceso ha eliminado la necesidad por este paso. Esta solución de sal se mantiene bajo gas inerte hasta que se envíe al proceso de polimerización. La dilución de los ingredientes y la reacción exotermica (110 kJ/mol (26.4 kcal/mol)) genera calor que puede recuperarse y puede usarse en otros pasos en el proceso. Si la sal seca será aislada de la solución, puede ser precipitado por la adicion de metanol, lavado, filtrado, y secado, ya que su solubilidad en alcohol es baja (0.4% a las 25’C). Un método alternativo se ha desarrollado para producir sal seca en un proceso continuo usando una solución saturada de sal de nylon-6,6 de la sal sólida puede ser precipitada ajustando la temperatura y concentración. El ácido adípico esta disuelto en el reciclado, solución acuosa saturada de sal de nylon a aproximadamente 60 ºC bajo nitrógeno. Cuando la diamina se agrega como una solución acuosa al 85%, la sal adicional se forma la mayoría que precipita fuera de la solución, y los aumentos de temperatura. La mezcla es enfriada y precipita la máxima cantidad de sal. Esto es separado por centrifugacion; la sal aislada se lava entonces y se seca. El licor madre se recalienta y recicla. La sal seca es bastante estable; puede usarse para transportar ingredientes para nylon-6,6 en distancias largas, y no exige una atmósfera inerte para prevenir degradación. Sin embargo, nunca se usa internamente para la producción de nylon-6, 6, porque el diacido-diamina puro o la solución de sal tienen un costo industrial más bajo.
En el primer paso del proceso del autoclave, la solución de sal se concentra a aproximadamente 75% normalmente hirviendo en un vaso llamado evaporador. El calor contenido en el vapor generado en este paso puede recuperarse en un intercambiador de calor y puede usarse en otra parte en el proceso. Después de que la sal se concentra, se alimenta en un autoclave que son grandes y a veces agitados bajo presión, donde la polimerización tiene lugar. A menudo los aditivos, como TiO2, los estabilizadores, etc., se inyectan a estas alturas en el proceso. Durante la polimerización, se ajustan la temperatura y presión y controlan la pérdida de diamina y vapor. En el primer paso del ciclo del autoclave el vaso está cerrado y la temperatura se aumenta, que permite aumentar la presión a 1.75 MPa (250 psig). Durante este paso, la mayoría de la diamina y el diacido reacciona para formar oligomeros. Después de que la masa hirviente se sostiene a presión durante un tiempo suficiente para que la reacción llegue al equilibrio, el vapor en exceso se extrae y la reacción de la polimerización provoca un aumento de peso molecular. Como resultado del equilibrio entre la diamina ligada y la no ligada, la diamina libre se pierde con el vapor pero puede recuperarse y puede reciclarse. En el paso final, la temperatura se eleva a 275ºC mientras la presión se sostiene a presión atmosférica. La polimerización entonces se aproxima al equilibrio. Un vacío adicional, es el paso de acabado y puede agregarse si todavía se desea un polímero de peso molecular más alto; sin embargo, este paso del proceso puede llevar a complicaciones como descoloracion, que es el resultado de la oxidación, degradación térmica y la dificultad de agotar la masa del polímero del vaso que tiene la viscosidad más alta. Después de que la polimerización se completa, el polímero se extrae del autoclave a través de un dado que forma una serie de cuerdas del polímero continuas. Éstos se alimentan en una máquina que modela y refresca el polímero en agua, se corta en pellets cilíndricas pequeñas, y se separan del agua. Los pellets están, entonces, secos y se guardan para un proceso posterior o venta. Las ventajas del proceso del autoclave son inversión relativamente baja, flexibilidad, y el funcionamiento relativamente simple. Las desventajas son bajas producciones, costos de mano de obra altos, la variación de propiedades del polímero a través del lote y del lote al lote, y las dificultades para obtener el polímero de peso molecular alto.
 
El nylon 6 no se comporta de manera diferente al nylon 6.6. La única razón por la que se fabrican los dos tipos, es porque DuPont patentó el nylon 6.6 y otras compañías tuvieron que inventar el nylon 6 para poder entrar en el negocio del nylon.
 
NYLON 6
 
El nylon 6 se obtiene a partir de una sola clase de monómero, llamado caprolactama.
 
El nylon 6 se obtiene calentando caprolactama a unos 250° C en presencia de aproximadamente 5-10% de agua. El oxígeno del carbonilo toma uno de los átomos de hidrógeno del agua.
 
El oxígeno del carbonilo cede un par de electrones al átomo de hidrógeno del agua, robándole ese hidrógeno al agua. Esto nos conduce a un carbonilo protonado y a un grupo hidroxilo libre. Pero primero, recordemos que ese oxígeno del carbonilo ahora tiene una carga positiva. Lo cual desestabiliza al oxígeno, de modo que toma un par de electrones del doble enlace del carbonilo, dejando la carga positiva sobre el átomo de carbono del carbonilo.
 
 
Pero los carbocationes no son estables. El carbocatión atrae a los nucleófilos con el fin de compensar la carga negativa. Es entonces que, el ión hidróxido que se había formado cuando la caprolactama le robó un protón a una molécula de agua, ataca al carbocatión.
 
 
La molécula que se forma ahora es un gem diol inestable. Es decir que a continuación se produce un reordenamiento de electrones. El átomo de nitrógeno dona un par de electrones a un átomo de hidrógeno de uno de los grupos hidroxilo tomándolo para sí. Los electrones que compartía el hidrógeno con su oxígeno, pasan a formar un doble enlace entre el oxígeno y el átomo de carbono. Y por último, los electrones compartidos por el carbono y el nitrógeno se mudan hacia el nitrógeno, rompiendo el enlace carbono-nitrógeno.
 
El anillo se rompió y no hay más caprolactama! Ahora nos quedamos con un aminoácido lineal. Ese aminoácido lineal puede reaccionar con otra molécula de caprolactama, de forma muy parecida a como hizo el agua. La molécula de caprolactama se apoderará del hidrógeno ácido del aminoácido lineal. El oxígeno del carbonilo dona un par de electrones a ese hidrógeno, separándolo del aminoácido.
 
 
Tal como se esperaba, los electrones se reordenan para formar el carbocatión, igual que antes:
 
Este carbocatión es susceptible al ataque de un nucleófilo. En este caso el aminoácido que acaba de perder su hidrógeno ácido reacciona con el carbocatión.
Esto nos da un derivado de amonio y éste en particular es sumamente inestable. Por lo tanto los electrones hacen su “juego”. El nitrógeno del anillo toma un hidrógeno del nitrógeno del amonio. Además, el enlace entre el carbono y el nitrógeno se rompe, abriendo el anillo.
 
Ese grupo carboxilato en el extremo de la molécula va a robar el hidrógeno del alcohol.
 
Esto origina un nuevo grupo carbonilo en la mitad de la molécula y regenera el ácido carboxílico. (Un pequeño secreto: nadie sabe realmente el orden de los dos últimos pasos. Podrían ocurrir en sentido inverso. Sólo sabemos que los dos ocurren antes de que termine todo.) Es una polimerización por crecimiento de cadena. Ahora que tenemos otra vez el ácido, es seguro que reaccionará con otra molécula de caprolactama, y luego con otra y otra, hasta que obtengamos largas cadenas de nylon 6.
 
 
 KEVLAR

La síntesis de este polimero se lleva a cabo en solución N-metil-pirrolidona y cloruro de calcio, a través de una polimerización por pasos a partir de la p-fenilendiamina y el dicloruro del ácido tereftálico o cloruro de tereftaloílo. La reacción se lleva a cabo a temperaturas bajas debido a su gran exotermicidad. Posteriormente el polímero se hace precipitar y se disuelve en ácido sulfúrico concentrado en el cual Kevlar (y otras poliarilamidas) forma una solución cristalina que se emplea para precipitar o coagular las fibras a la vez que se estiran mediante un sistema de hilado.
En otras variantes de síntesis de poli(aril)amidas, otros autores emplean otros disolventes como la dimetilacetamida (DMAc).

La reacción de 1,4-fenil-diamina (para-fenilendiamina) con cloruro de tereftaloílo dando Kevlar.
La síntesis química de Kevlar a partir de (para-fenilendiamina) y cloruro de tereftaloílo.
La poli(arilamida) así obtenida (se trata de una aramida) tiene un alto grado de orientación molecular a la vez que hay se dan un gran número de interacciones por puentes de hidrógeno entre los grupos amida. Por estas interacciones y este empaquetamiento, las fibras obtenidas presentan unas altas prestaciones.
 
 
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HISTORIA POLIAMIDAS

El descubridor del nailon y quien lo patentó por primera vez fue Wallace Hume Carothers. El descubrimiento fue el día 28 de febrero de 1935, pero no fue patentado hasta el 20 de septiembre de 1938 (U.S. Patents 2130523, 2130947 y 2130948). A la muerte de éste, la empresa DuPont conservó la patente. Los Laboratorios DuPont, en 1938, produjeron esta fibra sintética fuerte y elástica, que reemplazaría en parte a la seda y el rayón.
 
El nailon es una fibra textil elástica y resistente, no la ataca la polilla, no precisa planchado y se utiliza en la confección de medias, tejidos y telas de punto, también cerdas y sedales. El nailon moldeado se utiliza como material duro en la fabricación de diversos utensilios, como mangos de cepillos, peines, etc.
 
Du Pont comenzó la producción experimental del nylon en 1938 y la primer planta comercial Comenzó su producción en 1939 en  Seaford, Delaware (EE.UU). Las primeras medias  de nylon se introdujeron en el mercado en 1940 y fueron un inmediato éxito comercial. En EE.UU. una segunda planta de Du Pont comenzó a producir en 1941, una tercera en 1947, una cuarta en 1954, y una quinta en 1967 utiiizando un avanzado proceso de spinning (hilado). La producción comercial de NYLON-6 en EE.UU. comenzó con la disponibilidad a gran escala de caprolactama, producida por primera vez en 1955 por Allied Chemical Corporation.
 
Desde entonces la producción de fibras poliamidicas se ha expandido ampliamente alrededor del mundo. La segunda guerra ayudó a incorporar en vestimenta, parachoques y cubiertas al nylon 6,6 con un impacto indescriptible.
 
File:Nylon 6 and Nylon 6-6.png
 

INTRODUCCIÓN POLIAMIDAS (NAILON)


Una poliamida es un tipo de polímero que contiene enlaces de tipo amida. Las poliamidas se pueden encontrar en la naturaleza, como la lana o la seda, y también ser sintéticas, como el nailon o el Kevlar.
Las primeras poliamidas fueron sintetizadas por la empresa química DuPont Corporation, por el equipo dirigido por el químico Wallace Hume Carothers, que comenzó a trabajar en la firma en 1928.
La poliamida es una fibra versátil que puede ser usada en una amplia gama de aplicaciones, como: Prendas para la moda, ropa deportiva funcional, ropa de descanso, calcetería femenina, ropa interior de alta calidad, hilos para coser, alfombras, tapicería y hasta aplicaciones técnicas como globos, seda para paracaídas, tela para veleros y telas de uso automotriz.

La poliamida y la mezcla de fibras de poliamida tienen una posición firme en la ropa exterior femenina y masculina porque son de cuidado fácil y tienen buenas propiedades de uso. La demanda en la tendencia de textiles funcionales ha aumentado mucho más.