เส้นใยไนลอน (Nylon)

ประวัติความเป็นมาของเส้นใยไนลอน

    ผู้ค้นพบวิธีในการผลิตเส้นใยไนลอน คือ Wallac H. Carothers ในปี ค.ศ. 1928 เป็นอาจารย์ผู้เคยสอน อยู่ที่มหาวิทยาลัย Harvard เป็นผู้ที่มีความสนใจทฤษฎีโพลิเมอร์ที่มีโมเลกุลต่อกันเป็นโซ่ยาว โดยพบว่าสารประกอบระหว่างกรดไดเบสิดเเละโพลีไฮดริกแอลกอฮอล์ เมื่อได้รับความร้อนจะรวมตัวกันเข้าเป็นโพลีเอสเตอร์ (Polyester) มีโมเลกุลใหญ่ยึดเกี่ยวกันเป็นเส้นใยได้ แต่เส้นใยที่ค้นพบนั้นยังไม่อยู่ในสภาพที่จะใช้กันเป็นเส้นใยผ้าได้ จึงมีการปรับปรุงจนสามารถผลิตเป็นสิ่งทอในปี ค.ศ. 1939

    ไนลอน ชนิดแรกที่ผลิตออกใช้ได้คือ Nylon 6.6 โดยผลิตออกจำหน่ายเป็นถุงเท้าไนลอนได้รับความนิยมแพร่หลายและผลิตไนลอนชนิดอื่น ๆ อีก เช่น ไนลอน 6,10 ไนลอน 6 เป็นต้น

    ไนลอน หมายถืง ชื่อเส้นใยทั่วไปที่สังเคราะห์จากโมเลกุลใหญ่ของอะไมด์ (Amide) จับกันเป็นโซ่ยาว หมอะไมด์นี้ต้องรวมตัวเข้าเป็นหนึ่งของโมเลกุล และต้องมีคุณสมบัติทำเป็นเส้นใยได้ ดังนั้นไนลอนจึงมิใช่ชื่อของเส้นใยโดยเฉพาะเจาะจง แต่รวมเป็นชื่อของวัตถุที่สังเคราะห์มาจาก สารประกอบอะไมด์ทั้งสิ้น

 

การผลิตเส้นใยผ้าไนลอน

    วัตถุพื้นฐานในการผลิตเส้นใยไนลอน คือ ถ่านหิน อากาศและน้ำ โดยเอาสิ่งเหล่านี้รวมกัน ในหม้ออัดที่ใช้ความดันสูง เกิดปฎิกริยารวมตัวกันเป็นกรดไดปิค และเฮกซาเมทิลีนไดอามีน แยกสารแต่ละชนิดออกมาแล้วนำมารวมกันในอัตราส่วนเท่ากัน ทำให้เกิดปฏิกริยาร่วมกันเป็น เเกลือไนลอน (Nylon Salt) จับกันเป็นโซ่ยาวและเป็นโมเลกุลใหญ่ ปฎิกริยาจะเกิดจากหม้ออัดความดัน หมุนตัวโดยรอบ โดยควบคุมความร้อนเเละความดันจนรวมกันเป็นโมเลกุลใหญ่ช้อนพอดี การหลอมละลายนี้เรียกว่า Melt Spinning

    เส้นใยไนลอนที่ผลิตได้จะมีความมันเงามากและโปร่งแสง เมื่อจะนำมาผลิตผ้าต้องทำให้เส้นใย ขุ่นโดยเติมไททาเนียมไดออกไซด์ลงไปในสารละลายไนลอนที่เป็นของเหลว แล้วกดออกมาเป็นเส้นแบนคล้ายริบบิ้น เมื่อแห้งแข็งจึงนำไปบดให้เป็นผง แล้วทำให้ร้อนจะละลายและกดออกเป็นเส้นใย เพื่อปัองกันไม่ให้ไนลอนเสื่อมคุณสมบัติ ในขั้นตอนการละลายต้องเอาก๊าซอ๊อกซิเจนออกจากถังละลายให้หมด

    เส้นใยไนลอนที่ได้ในขั้นตอนนี้นั้นมีความเนียวต่ำ มีความเหนียวประมาณ 1.0-1.3 กรัมต่อดิเนียร์ เท่านั้น และเส้นใยยังขุ่นทึบจะต้องนำไปผ่านขบวนการดึงยืดเรียกว่า cold drawn โดยดืงยืดออก 400% จะทำให้เส้นใยใส มีความเหนียวเพิ่มขึ้นเป็น 5.8 กรัมต่อดิเนียร์ และมีการยืดได้ 17%

    ไนลอนเป็นเส้นใยที่มีโมเลกุลยาว และเป็นสายตรงของ polymide โพลิเมอร์ที่จะทำเป็น เส้นใยได้จะต้องมีน้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ย 12,000-20,000 ถ้าต่ำกว่า 6,000 จะทำเป็นเส้นไม่ได้ เพราะ เส้นใยจะเปราะแต่ถ้าสูงกว่า 20,000 ก็จะหลอมละลายซื่งทำให้ไม่เหมาะที่จะนำมาทำเป็นเส้นใย

 

คุณสมบัติของใยผ้าไนลอน (ไนลอน 6.6, ไนลอน 6)

คุณสมบัติของเส้นใยด้านกายภาพ

1. รูปร่าง
    เส้นใยไนลอนเรียบและเป็นมัน ดูภาคตัดขวางจะกลม ยกเว้นไนลอน 6.6 ที่มี ชื่อการค้าว่า Antron จะมีลักษณะสามเหลี่ยมมุมมน ดูความยาวจะเห็นเป็นเส้นเรียบเสมอกันตลอดทั้งเส้น ค่อนข้างใส และจะมีจุดเล็ก ๆ กระจายอยู่ทั่วไป
2. ความเหนียว
    แตกต่างกันตามจุดประสงค์ที่ผลิตเพื่อการใช้งานในเเต่ละด้าน ถ้าใช้ใน งานอุตสาหกรรมที่ต้องการความเหนียวสูงมาก การยืดตัวจะลดลง เช่น ค่าความเหนียว 8.8 กรัมต่อดิเนียร์ การยืดตัว 18% ค่าความเหนียว 4.3 กรัมต่อดิเึีนียร์ การยืดตัว 45% ความเหนียวเมื่อเปียกจะลดลง เล็กน้อย ประมาณ 80-90% ของความเหนียวเมื่อแห้ง ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่ดี
3. การยืดหยุ่นและการยืดออกได้
    ไนลอนเป็นเส้นใยที่มีการยืดหยุ่นดีมาก เช่น ถ้ายืืดออก 8% จะหดกลับได้ 100% ถ้ายืดออก 16% จะหดกลับได้ 91% และไนลอนสามารถยืดตัว ได้มากถึง 22% ก่อนถึงจุดขาด คุณสมบัตนี้มีประโยชน์ในงานที่ต้องการความยืดหยุ่น เช่น งาน อุตสาหกรรมและเสื้อผ้าที่ต้องการให้เกิดความกระชับรูปทรง
4. การดูดความชื้น
    ไนลอนดูดความชื้นได้ึน้อยมาก เมื่อเปรียบเทียบกับเิ้ส้นใยธรรมชาติ แต่ในกลุ่มเส้นใยสังเคราะห์ด้วยกัน เส้นใยไนลอนนั้นเป็นเส้นใยที่ดูดความชื้นได้ดีที่สุด ที่สภาวะมาตรฐาน คือไนลอน 6.6 ดูดความชื้นได้ 4.2-4.5% ไนลอน 6 ดูดความชื้นได้ 3.5-5.0%
5. การทนความร้อน
    เส้นใยไนลอนจัดเป็นเส้นใยในกลุ่ม Thermoplastic fiber (หลอมละลายก่อนการลุกไหม) ไนลอน 6.6 หลอมละลายที่อุณหภูมิ 250C ไนลอน 6 หลอมละลายที่อณหภูมิประมาณ 210 c

 

คุณสมบัติของเส้นใยด้านเคมี
    เส้นใยไนลอนทนได้ดีต่่อสารจำพวกด่างมากกว่ากรด กรดแร่ เช่น HCL, HNO3, H2SO2 จะละลายไนลอนได้ในสารอินทรีย์บางชนิด เช่น ฟีนอล เมตาครีซอล กรดฟอร์มิค ละลายเส้นใยได้
น้ำยาซักแห้งหรือสา์รละลายทีใช้ลบรอยเปื้อนผ้า้จะไม่ทำให้ผ้าไนลอนเสียหาย

 

คุณสมบัติของเส้นใยด้านชีวภาพ
    ไนลอนทนต่อเชื้อรา และแบคทีเรียได้พอสมควร ถ้าตกแต่งผ้าไนลอนด้วยการลงเเปังจะทำให้เชื้อราขื้นได้ ตัวแมลงและมอดไม่กินผ้าไนลอน แต่ถ้าพับเก็บไว้นาน ๆ อาจทำให้มดหรือเเมลงกัดกินตามรอยพับได้

 

 

เส้นใยไนลอนกับประโยชน์ในการใช้สอย

 

 

    ผ้าไนลอนมีคุณสมบัติที่ดี สำหรับให้ทำเสื้อผ้าเครื่องให้หลายชนิดใช้ได้ทนทานไม่ขาด ง่าย มักใช้ผสมกับเส้นใยชนิดอื่น ๆ เพื่อให้เกิดคุณสมบัติที่ดีมากยิ่งขึ้น ทั้งในด้านคงขนาดและรูปร่าง ทนต่อการขัดสี แต่ไนลอนคุณสมบัติดูดความชื้นได้นัอย ดังนั้นถ้าต้องการดำมาตัดเสื้อผ้า ควรเลือกเนื้อผ้าที่ทอถักเนื้อหลวมไม่แน่นมากนัก เพื่อให้มีการระเหยอากาศเเละความชื้นจากร่างกายได้สะดวก เมื่อสวมใส่แล้วจะได้ไม่รู้สึกอับและร้อนมากนัก ผ้าไนลอนถักเป็นผ้าที่ใช้ได้ทนทาน มีการยืดหยุ่นรักษาูรูปร่าง ได้ดี เคลื่อนไหวร่างกายได้สะดวก จึงเหมาะสำหรับตัดชุดกีฬา สำหรับผ้าไนลอนที่ทอเนื้อเรียบแน่น เหมาะที่จะให้ทำผ้าร่มกันน้ำได้และถ้าตกแต่งเพื่อปัองกันน้ำซึมผ่านจะใช้ประโยชน์ได้ดี เส้นใยไนลอนเหมาะใช้้ทำพรม หรือบุเครื่องเรือนทำเชือก การดูแลรักษาเส้นใยไนลอนทำได้ง่าย ไม่ว่าจะผลิตเป็นผ้าหรือสิ่งอื่น ๆ สามารถใช้ได้กับสบู่่ ผงซักฟอก สารฟอกขาว ซักด้วยวิธีการซักเปียกแบบธรรมดา แต่ไม่ควรตากผ้าไนลอนกับแสงแดดนาน ๆ เพราะสีจะซีดง่ายและเสื้อผ้าจะลดความแข็งแรงลง

ในปัจจุบันเส้นใยไนลอนได้รับการผลิตออกมามากชนิด เพื่อสนองความต้องการของผู้ใชในรูปแบบต่าง ๆ กัน เช่น

ไนลอน 4 ผลิตด้วย Polymerizing 2 pyrrolidone โดยเพิ่มคุณสมบัติของเส้นใยธรรมชาติ คือ การดูดซึมความชื้นได้ดี ทนความร้อนได้สูงกว่าไนลอน 6
ไนลอน 5 Polyvalerolactum มีคุณสมบัติคล้ายไนลอน 6.6 ผลิตในอเมริกา
ไนลอน 7 polyheptanoamide มีชืเอการค้าว่า Enant มีคุณสมบัติคล้ายไนลอน 6.6 และไนลอน 6 แต่ทนความร้อนหรือมีจุดหลอมเหลวสูงกว่า แต่ดูืืดความชื้นได้น้อยกว่า ผลิตในรัสเซีย
ไนลอน 6 T หรือ Nomex มีจุดหลอมเหลวสูง (370C) มีความหนาแน่นมากกว่าไนลอน 6 และไนลอน 6.6 แต่ยึดได้น้อยกว่า
ไนลอนQiana มีปริมาณน้อยราคาแพง เนื้อผ้าและผิวสัมผัสหรูหรา คล้ายไหม ทนยับได้ ดีมาก ย้อมและพิมพ์ดอกได้สวยงาม สีไม่ตกจาง ผลิตเป็นด้ายถักนิตดีที่สุด
ไนลอน 6, 10 มักใช้ทำพรม วัตถุหรือผ้าขนหรือผ้าที่ต้องการผิวสัมผัสพิเศษ
ไนลอน 11 ชื่อ Rilsan คล้ายไนลอน 6 และไนลอน 6, 6 ดูดความชื้นได้น้อย หลอม เหลวที่อุณหภูมิต่ำ มีความหนาแน่นน้อย มักผลิตเป็นเส้นด้ายนุ่มฟู
ไนลอน 22 มีคุณสมบัติไม่สะสมประจุไฟฟัาสถิต เป็นมันคล้ายไหม ยืดหดได้ดีมาก ไม่สกปรกง่าย ผ้าขาวจะคงความขาวได้ดีเยี่ยม

    ในกลุ่มของเส้นใยโพลิอะไมด์ ยังมีเส้นใยที่ค้นพบใหม่ผลิตขึ้นโดยบริษัทดูปอง เมื่อปี ค.ศ 1963 โดยใช้ชื่อว่า Nomex nylon ต่อมาในปี ค.ศ. 1973 ได้ผลิตขึ้นมาอีกชนิดหนึ่งเรียกชื่อว่า Kevlar ทั้งสองชนิดนี้ใช้ชื่อ generic name ว่า อะรามิค ใยอะรามิคมีคุณสมบัติดีกว่าเส้นใยไนลอนหลายประการคือไม่ไหม้ไฟ เหนียวทนทานมาก เนื้อผ้าค่อนข้างเบาความถ่วงจำเพาะประมาณ 1.38-1.44 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร ดูดความชื้น 4.5-7. เส้นใยทนต่อกรด ด่าง และสารอินทรีย์ได้ดี แต่ไม่ทนเเสงแดด ใยอะรามิคใช้ตัดเสื้อผ้าเครื่องใช้ของนักบินอวกาศ ทำผ้าม่าน หมอน ผ้าปูที่นอน เชือก พรม ที่รองของร้อน และวัสดุเครื่องใช้ที่ต้องการให้ทนความร้อน