پارچه پلی آمید

پارچه پلی آمید چه نوع پارچه ای است؟

پارچه پلی آمید یک اصطلاح کلی برای توصیف انواع مختلفی از پارچه هایی است که از رشته های مونومر پلی آمید ساخته می شوند. مشهورترین پارچه پلی آمید، نایلون است، اما انواع مختلف این پارچه کاملا متفاوت هستند. اگرچه این انواع پارچه ها از طریق مولکول های مبتنی بر کربن استخراج می شوند، اما آنها سراسر مصنوعی هستند، یعنی ذاتا با پارچه های نیمه مصنوعی مانند ریون و پارچه های ارگانیک مانند پنبه تفاوت دارند. نایلون توسط شرکت دوپونت در میانه دهه 1930 میلادی به عنوان جایگزینی برای ابریشم مورد استفاده در جوراب های ساق بلند توسعه پیدا کرد.
از این پلی آمید در نمایشگاه جهانی 1939 در نیویورک رونمایی شد. بازاریابان این پارچه اصرار داشتند که این ماده از فولاد قویتر است و کاملا در برابر پخش شدگی می تواند مقاومت کند. بنابراین شرکت دوپونت در ابتدا تصمیم گرفت تا این پارچه مصنوعی را به نام no-run، یعنی بدون پخش شدگی به بازار عرضه کند، اما در حقیقت بسیار سریع مشخص شد که جوراب های ساق بلند نایلونی به شدت مستعد پخش شدگی هستند، بنابراین این نام ابتدا به nuron و سپس به nilon تغییر یافت. پس از اینکه این پارچه به تولید انبوه رسید، کلمه i در nilon با کلمه y جایگزین گردید، بنابراین مصرف کنندگان راحت تر قادر بودند تا نام این پارچه را تلفظ نمایند.

معمولا از پارچه های پلی آمیدی مانند نایلون به عنوان ماده سازنده چتر نجات در هنگام جنگ جهانی دوم استفاده می شد و وقتی جنگ به پایان رسید، کمبودهای بخش پارچه سبب گردید تا بسیاری از بانوان برای دوختن لباس از بازیافت پارچه های چتر نجات استفاده نمایند. در نتیجه استفاده از پلی آمید در پوشاک زنانه به شدت محبوب گردید، اما نسخه های ضعیف این پلی آمید فقط مدت کوتاهی برای تولید لباس مورد استفاده قرار می گرفت.
مصرف کنندگان سراسر جهان به زودی متوجه شدند که نایلون خالص برای کاربردهای نساجی مناسب نیست. این پارچه قابلیت تنفس ضعیفی دارد و به شدت در معرض خطر است. اگر در معرض سطح های بالایی از حرارت قرار گیرد، ذوب خواهد شد. با این حال وقتی با دیگر پارچه ها ترکیب می شود، مزایای منحصر به فردی مانند الکتریسیته و خواص شبیه به پشم پیدا می کند. این موضوع منجر به افزایش ترکیب این پارچه با منسوجاتی مانند پنبه، پلی استر و پشم شده است.
سهم پارچه های کاملا مصنوعی از بازار جهانی نساجی تا سال 1945، 20 درصد بود، اما علاقه به نایلون با گذشت زمان به تدریج کم شد. از آنجا که پارچه های پلی آمید معمولا با نفت خام تولید می شوند، لذا جنبش های محیط زیستی دهه 1970 میلادی مانع از تولید این منسوج شدند و کاهش نوآوری در زمینه پارچه های کاملا مصنوعی باعث گردید تا مصرف کنندگان نسبت به نایلون و محصولات مشابه سرد شوند.
امروزه پارچه های پلی آمیدی در حدود 12 درصد از تولید الیاف مصنوعی جهان را بر عهده دارند و پیش بینی می شود که سهم این بازار با گذشت زمان به کاهش خود ادامه دهد. با این وجود، خواص منحصر به فرد این نوع از پارچه موجب حفظ جایگاه این ماده در بسیاری از محصولات نساجی شده است و این خواص تضمین می دهند که تولید نایلون و سایر پارچه های پلی آمیدی در سراسر قرن 21 همچنان ادامه خواهد داشت.

مزیت عمده پارچه پلی آمید، الکتریسیته آن است و مصرف کنندگان از نرمی این پارچه به شدت استقبال می کنند. اگرچه این منسوج به صورت مؤثر حرارت را حفظ نمی کند و جذب رطوبت خوبی نسبت به دیگر پارچه ها ندارد، اما توانایی تبدیل آن به جوراب های ساق بلند بسیار نازک هنوز نایلون را به عنوان یک ماده بی رقیب در بازار جهانی جوراب زنانه برجسته کرده است. به غیر از کاربردی که نایلون در پوشاک دارد، به نظر این ماده و سایر پلی آمیدها در بازارهای صنعتی و تحقیقاتی به یک رکن مهم تبدیل شده اند. کالاهای مصرفی جالبی مثل قطعات مختلف اتومبیل، مسواک، شانه سر، مؤلفه های سلاح گرم و انواع دیگر مواد بسته بندی غذا از طریق پلی آمیدها تولید می شوند.
آرامیدها (Aramids) نوع دیگری از پارچه پلی آمیدی هستند که معمولا در طیف متنوعی از کاربردهای مصرفی و نظامی مورد استفاده قرار می گیرند. از آرامیدهای محبوب می توان به نومکس (Nomex) و کولار (Kevlar) اشاره کرد که معمولا کاربردی در تولید پوشاک ندارند.
از نظر فنی، عبارت پلی آمید به دسته ای از پارچه های ارگانیک مانند پشم و ابریشم نیز اشاره دارد. در زبان شیمی این عبارت به مولکول هایی اشاره می کند که زنجیره های آمید تکرار شونده دارند. با این حال فقط شیمیدان ها، ابریشم و پشم را به عنوان پلی آمید در نظر می گیرند و بقیه جهان این عبارت را مترادف با نایلون می دانند.

پارچه پلی آمید چگونه تولید می شود؟

اگرچه روش های استفاده شده برای تولید پارچه های پلی آمید ممکن است با توجه به نوع سازنده متفاوت باشند، اما همه انواع آن از مونومرهای پلی آمید استخراج می شوند. در بعضی از حالت ها، پلی آمیدها ممکن است از منابع دیگری نیز به دست آیند، اما منبع متداول این مونومرها، نفت خام است. این سوخت فسیلی، ماده اصلی تعداد زیادی از انواع پلاستیک و سوخت است. نفت خام یک منبع تجزیه ناپذیر است و زمانی زیادی برای دستیابی مجدد به آن طول می کشد. علاوه بر این، این جزء سازنده اصلی به صورت ذاتی یک آلوده کننده است، یعنی فرآیند تولید پارچه های پلی آمید را نمی توان سازگار با محیط دوست در نظر گرفت.
مونومری که معمولا در تولید پارچه های پلی آمید مورد استفاده قرار می گیرد، به عنوان هگزا متیلن دی آمین (hexamethylenediamine)، اسید دی آمین یا فقط دی آمین شناخته می شود. نایلون 6 و 6 محبوب ترین نوع پارچه پلی آمید است و این نوع از نایلون در صورتیکه دی آمین با اسید آدیپیک مخلوط شود، تولید می گردد.

وقتی این دو ماده در تماس با یکدیگر قرار میگیرند، یک واکنش شیمیایی رخ می دهد و اسید دی آمین در یک زنجیره تکرار شونده از مونومرهایی که به نام پلیمر شناخته می شوند، اصلاح می گردد. پلیمر شناخته شده به نام نایلون 6 و 6 به شکل یک نمک در می آید و وقتی این نمک حرارت می بیند، ذوب می شود. زمانیکه سازنده پارچه پلی آمید، این ماده مذاب را به دست می آورد، آن را از طریق یک اسپینرت (نخ ریس) فلزی در فرآیندی به نام اکستروژن عبور می دهد. پلیمر مذاب شده پس از اکسترود شدن از طریق اسپینرت بلافاصله سخت می گردد و سپس بر روی نوعی از ماسوره به نام بوبین (bobbin) پیچیده می شود.
در هنگام فرآیند اکستروژن، مقادیر زیادی از آب برای سرد شدن نایلون مذاب شده مصرف می گردد. با توجه به نوع سازنده ممکن است این آب آلوده شده به درستی دفع گردد یا شاید این کار به صورت مناسب انجام نگیرد.
پس از اینکه الیاف پلی آمید بر روی بوبین ها پیچیده شدند، برای بهبود خواص الکتریکی و استحکام، کشیده می شوند. در ادامه فرآیندی به نام دراوینگ (کشیدن = drawing) برای ایجاد یک ساختار موازی برای مولکول های الیاف پلیمری مورد استفاده قرار می گیرد. سپس الیاف بر روی یک ماسوره دیگر بر روی هم پیچیده می شوند و وقتی این فرآیند کامل شد، الیاف پلی آمید برای ریسیده شده به پارچه آماده می گردند. در بیشتر حالت ها، این نوع از الیاف با دیگر منسوجات ترکیب می شوند تا محصولات نساجی را برای استفاده مصرف کننده ببافند.
در حالت کلی می توان فرآیند ساخت پارچه پلی آمید را به صورت زیر خلاصه کرد:

1. استخراج اسید دی آمین: مونومری به نام اسید دی آمین از طریق نفت خام استخراج می گردد.
2. ترکیب کردن: اسید دی آمین برای تولید پلیمری که به عنوان نمک نایلون شناخته می شود، مجبور به انجام واکنش با اسید آدیپیک می شود.
3. حرارت دادن: این ماده متبلور شده برای تبدیل به یک ماده مذاب در معرض حرارت قرار می گیرد.
4. اکستروژن: این ماده سپس از طریق یک اسپینرت مذاب اکسترود می شود.
5. پیچیدن: ماده اکسترود شده بر روی نوعی از ماسوره به نام بوبین پیچیده می گردد.
6. کشیدن: این الیاف برای افزایش قدرت و الکتریسیته در معرض کشیدگی قرار می گیرند.
7. دراوینگ: الیاف بر روی ماسوره دیگری در فرآیندی به نام دراوینگ پیچیده می شوند.
8. نخ ریسی: الیاف حاصل برای تبدیل شدن به پوشاک یا شکل های دیگری از الیاف ریسیده می شوند.
9. مرحله تکمیل نهایی: این نوع از الیاف با دیگر منسوجات ترکیب می شوند تا محصولات نساجی را برای استفاده مصرف کننده ببافند.

پارچه پلی آمید چه کاربردی دارد؟

وقتی تعریف سخت گیرانه شیمیایی پلی آمید حاصل گردید، می توان گفت که این نوع از پارچه را می توان برای انواع زیادی از منسوجات مصرفی مورد استفاده قرار داد. قبل از تولید پلی آمید، از ابریشم برای ساخت تعداد زیادی از پوشاک استفاده می شد و قبل از توسعه پارچه های مصنوعی و نیمه مصنوعی، تعداد دیگری از شکل های پوشاک از طریق پشم تولید می گردید. وقتی عبارت پلی آیمد به پارچه های مصنوعی مانند نایلون محدود گردید، کاربردهای این پارچه به شدت پایین آمد.
نایلون در اصل به عنوان جایگزین ابریشم توسعه پیدا کرد و به خصوص به عنوان گزینه دیگری برای زنانی که از جوراب های ساق بلند ابریشمی استفاده می کردند، ارائه شد. ابریشم یک ماده بسیار شیک است، اما تولید آن زمانبر و گران است. با این حال مصرف کنندگان در نهایت متوجه شدند که نایلون خالص نسبت به ابریشم برتری ندارد و نامرغوب است، به همین دلیل نایلون را با انواع دیگری از مواد برای ایجاد یک ماده قابل دوام برای جوراب ترکیب نمودند.
به ندرت می توان پارچه ای را در میان محصولات نساجی یافت که فقط از نایلون تهیه شده باشد. این ماده اغلب برای تولید پوشاک و سایر شکل های نساجی به آنها اضافه می شود تا الکتریسیته و استحکام آنها را افزایش دهد. به طور متداول می توان تی شرت ها، شلوارهای کوتاه، شلوارهای کشی و دیگر انواع پوشاک را یافت که میزان نایلون موجود در آنها بین 10 تا 25 درصد است. این پارچه به خصوص برای زیرپوش و لباس زیر محبوب است و البته هنوز هم برای تولید جوراب های ساق بلند زنانه مورد استفاده قرار می گیرد، حتی اگر به اندازه گذشته محبوب نباشد.
توجه به این نکته الزامی است که مواد پلی آمید در زمان معاصر به طور معمول در محصولات غیر نساجی نیز به کار می روند. در اوایل تولید نایلون مشاهده گردید که این نوع از شکل های پلی آمید در صورتیکه از طریق روش های خاصی تولید شوند، یک نوع عالی از پلاستیک انعطاف پذیر هستند و این ماده اکنون در صدها نوع از کالاهای مصرفی یافت می شود.

کاربردهای پارچه پلی آمید را می توان به صورت زیر خلاصه نمود:

• به عنوان جایگزینی برای ابریشم: استفاده شده در جوراب های ساق بلند زنانه
• برای پوشاک: استفاده شده در تی شرت ها، شلوارهای کوتاه و شلوارهای کشی
• برای لباس زیر و زیر پوش.

پارچه پلی آمید در کدام مناطق جهان تولید می شود؟

پارچه پی آمید در اصل در ایالات متحده اختراع شده است. مثلا بیشتر انواع متداول نایلون توسط شرکت دوپونت در اولین دهه های قرن بیستم تولید گردیده است و توسعه نایلون در این زمان به عنوان یک پیشرفت غیر منتظره در زمینه فناوری در نظر گرفته شده است.
در بین سال های 1970 تا 1980 میلادی، بخش عظیمی از تولید منسوجات جهانی از ایالات متحده به چین و سایر کشورهای جنوب شرقی آسیا منتقل شد. کاهش هزینه های تولید باعث گردید تا شرکت های بین المللی بتوانند در این کشورهای در حال توسعه به سود سرشاری دست یابند. تا به امروز، چین به عنوان بزرگترین تولید کننده پارچه پلی آمید باقی مانده است. این کشور کمونیستی در سال 2009، 4/1 میلیون تن نخ نایلون تولید کرده است.
در حالت کلی، سهم نایلون در بازار تولید الیاف جهانی در حال کم شدن است. در سال 1980، بیش از 10 درصد از الیاف نساجی در سراسر جهان از طریق نایلون ساخته می شد، اما این سهم در سال 2009 به حدود 4/5 درصد رسید. اگرچه بیشتر نایلون جهان در حال حاضر توسط کشورهای دیگر تولید می گردد، اما شرکت دوپونت هنوز تنها تولید کننده کولار محسوب می شود. این شرکت آمریکایی دارای کارخانه های تولید کولار در سراسر جهان است. علاوه بر این، همه نومکس جهان توسط دوپونت ساخته می شود.

قیمت پارچه پلی آمید به چه صورت است؟

نایلون در حال کلی زیاد گران نیست. اگرچه این پارچه در زمان تولید اولیه از ابریشم گرانتر بود، اما اکنون قیمت این پارچه به کمتر از مواد ارگانیک رسیده است. از آنجا که کولار و نومکس توسط کارخانه های خاصی تولید می شوند، لذا قیمت بسیار بالایی دارند.

چه تفاوتی بین انواع مختلف پارچه های پلی آمید وجود دارد؟

پلی آمیدهای مصنوعی را می توان به انواع مختلفی از الیاف گسترش داد، اما انواع محدودی از آنها به صورت صورت طبیعی از طریق پلی آمیدها به وجود می آیند. بعضی از انواع این پارچه عبارتند از:

• پلی آمیدهای ارگانیک: آگاه باشید که پشم و ابریشم جزء پلی آمیدهای ارگانیکی محسوب می شوند که ممکن است فقط توسط متخصصین علم شیمی مورد توجه قرار گیرند، اما این علم در خارج از مرزهای دانشگاهی طرفدار چندانی ندارد. این پارچه ها از طریق زنجیره های پلی آمید تولید می شوند، اما در هر صورت مصنوعی به حساب نمی آیند.
• نایلون: در بیشتر حوزه ها، نایلون و پارچه پلی آمید، مترادف هم هستند. این پلیمر، نوعی از پارچه پلی آمید است که معمولا در کاربردهای مصرفی مورد استفاده قرار می گیرد.
• آرامیدها: اگرچه آرامیدها معمولا در تولید پوشاک کاربردی ندارند، اما عناصر مهمی از پارچه پلی آمید به حساب می آیند. نومکس یک پارچه مقاوم در برابر آتش است که معمولا در لباس های آتش نشانی از آن استفاده می شود. کولار در جلیقه های ضد گلوله و دیگر کاربردهایی که به سختی و دوام بالایی مورد نیاز است، مورد استفاده قرار می گیرد. حتی اگر این پارچه ها با زنجیره های پلی آمید نیز تولید شوند، کاربردهایشان باز با استفاده های معمول نایلون تفاوت دارد.

پارچه پلی آمید چه تأثیری بر محیط زیست دارد؟

تولید پارچه های پلی آمید در اصل بر روی محیط زیست تأثیر منفی دارد. در عصری که نگرانی در مورد ناپایداری نفت خام به عنوان یک منبع طبیعی گسترده شده است، در برابر استفاده از این ماده به عنوان ماده اولیه برای پارچه ها مقاومت بسیار شدیدی اعمال می شود. جنبش بین المللی محیط زیست از سال 1970 میلادی در برابر تولید نایلون به شدت مخالفت می کند. اگرچه دیگر پارچه های پلی آمیدی مانند نومکس و کولار جزء ضروریات به شمار می آیند، اما وضعیت نایلون که استفاده از آن به موارد تزئینی محدود شده است، موجب از بین رفتن محبوبیت آن گردیده است.
نایلون و دیگر پلی آمیدها ذاتا ناپایدار و تخریب کننده محیط زیست هستند، اما فرآیند تولیدی که برای ساخت این پارچه ها نیز مورد استفاده قرار می گیرد به اکوسیستم ضرر وارد می کند. به عنوان مثال، آبی که برای خنک کردن پلی آمیدها به کار می رود، اغلب آلودگی را به اکوسیستم های اطراف کارخانه های تولیدی منتقل می نماید و تولید اسید آدیپیک (برای تولید مهمترین شکل های نایلون کاربرد دارد) موجب آزاد شدن نیتروز اکسید (nitrous oxide) به محیط زیست می شود. نیتروز اکسید نسبت به دی اکسید کربن، نایلون و دیگر پارچه های پلی آمیدی، 300 برابر ضرر بیشتری به محیط زیست وارد می نماید. این ماده زیست تجزیه پذیر نیست، یعنی یک آلاینده دائمی محسوب می شود.

گواهینامه های موجود برای پارچه پلی آمید

بیشتر دسته های پلی آمید در معرض آزمون های زیادی برای تعیین خلوص قرار می گیرند، اما در حال حاضر برای این نوع از پارچه مصنوعی، گواهینامه خاصی وجود ندارد.