Como a fibra de nylon é feita: aplicações, critérios de seleção e orientações práticas

Uma placa de fieira para náilon têxtil pode conter mais de 300 furos em um disco de aproximadamente 60 mm de diâmetro. Cada furo tem que empurrar a poliamida derretida para fora na mesma velocidade e na mesma temperatura durante horas seguidas. Um furo ligeiramente quente ou ligeiramente bloqueado aparece mais tarde como uma mancha de tinta, uma extremidade quebrada ou um denier que fica fora da tolerância em uma especificação de tecido acabado.

A resposta curta sobre como a fibra de náilon é feita é esta: pequenas moléculas reagem em uma poliamida de cadeia longa, o polímero é derretido e forçado através de orifícios finos, os filamentos são resfriados e depois esticados até que suas cadeias moleculares se alinhem. Quatro etapas realizam o trabalho - preparação do monômero, polimerização, fiação por fusão e trefilação com acabamento - e cada uma deixa uma impressão digital mensurável na fibra: denier, contagem de filamentos, tenacidade, alongamento, encolhimento, ondulação e absorção de corante.

Tudo a jusante, desde a texturização até a tecelagem, tricô e tingimento, só pode funcionar com o que a linha de fiação produziu. É por isso que as perguntas úteis para um comprador raramente são “o que é nylon”, mas “qual rota, quais condições de desenho e quais tolerâncias”.

A Química: Dois Monômeros e Uma Molécula de Água

O nylon é uma poliamida. Sua estrutura repete uma ligação amida, e os grupos amina livres deixados nas extremidades da cadeia são os locais corantes aos quais os corantes ácidos se ligam. É por isso que o náilon tinge facilmente em um banho de tingimento convencional, enquanto o poliéster precisa de 130 °C e corantes dispersos.

O nylon 6,6 é feito de ácido adípico e hexametilenodiamina. Os dois são combinados em um sal e depois aquecidos a cerca de 270-290 °C sob nitrogênio. Esta é uma polimerização por condensação e a água é o subproduto que deve ser eliminado para aumentar o peso molecular; ambos os monômeros carregam seis átomos de carbono, daí o nome.

O Náilon 6 começa com a caprolactama, um anel de seis carbonos que é aberto e polimerizado a cerca de 240-270 °C com uma pequena quantidade de água atuando como iniciador. Não há subproduto de água para ser removido. A primeira fibra comercial de náilon proveniente dessas rotas chegou ao mercado no final da década de 1930.

O peso molecular governa tudo o que acontece após o reator, e os chips de fibra são normalmente controlados pela viscosidade relativa do ácido fórmico. Muito baixo e as quebras de rotação aumentam enquanto a tenacidade diminui. Muito alto, a viscosidade do fundido aumenta até que a pressão do pacote se torne instável e a uniformidade do filamento seja prejudicada.

Fiação por fusão: do chip ao filamento

Ambas as poliamidas são fiadas por fusão, o que significa que o polímero é aquecido até fluir, portanto, nenhuma recuperação de solvente é necessária e o processo é mais barato do que a fiação em solução usada para algumas outras fibras. A sequência em uma linha moderna é assim.

1. Secagem. O náilon é higroscópico, então os cavacos são secos até que a umidade caia abaixo de cerca de 0,03-0,05 por cento. A água residual hidrolisa o fundido e causa bolhas e quebras de filamentos.
2. Derretimento e medição. Uma extrusora de parafuso derrete os cavacos a 250-290°C e uma bomba de engrenagens fornece um volume fixo por rotação. O superaquecimento degrada a poliamida rapidamente.
3. Filtração. Um pacote de areia ou fibra metálica retém géis, aglomerados e detritos. A pressão do pack, muitas vezes entre 10 e 20 MPa, é um dos indicadores mais claros da qualidade do fundido.
4. Extrusão. A fieira molda o filamento. Os diâmetros dos furos geralmente variam de 0,15 a 0,5 mm, e o número de furos define a contagem de filamentos - 36 filamentos para um fio de 70 denier, por exemplo.
5. Têmpera. O ar de fluxo cruzado ou radial a 15-25 °C solidifica os filamentos. O resfriamento desigual produz seções transversais irregulares e seções transversais irregulares tingem de maneira desigual.
6. Acabamento giratório. Uma emulsão à base de água é aplicada para que os filamentos tenham o atrito e o comportamento antiestático que a estampagem, a texturização e a malharia exigem. A recuperação do petróleo normalmente fica entre 0,4 e 0,8 por cento.
7. Assumir. As linhas convencionais são enroladas a 1.000-1.500 m/min e traçadas em uma segunda etapa. Linhas de alta velocidade operam a 4.000-6.000 m/min e produzem fio parcialmente orientado, ou POY, para texturização posterior.

O desenho torna a fibra forte, a configuração de calor a torna estável

Direto da fieira, o náilon é fraco. As longas correntes ficam emaranhadas e orientadas aleatoriamente, de modo que deslizam umas pelas outras sob carga. O desenho puxa o filamento para três, quatro ou cinco vezes seu comprimento original, forçando o alinhamento das cadeias e aumentando a cristalinidade. A tenacidade sobe para 4,5-7,5 g/denier para tipos têxteis, com alongamento na ruptura controlado entre aproximadamente 20 e 45 por cento.

A configuração de calor então relaxa a tensão interna e corrige a ondulação, o que determina quanto o fio encolherá quando uma fábrica aquecer o tecido posteriormente. Um fio que encolhe três por cento mais do que o lote anterior pode custar à fábrica dois ou três por cento da largura útil do tecido e, em uma produção longa, isso representa dinheiro de verdade.

Nylon 6 e Náilon 6,6: semelhantes, não intercambiáveis

Ambos são poliamidas, ambos são fiados por fusão e ambos tingidos com corantes ácidos. As diferenças aparecem no processamento da janela e no acabamento da tela acabada.

Escolha o náilon 6 quando a suavidade e a profundidade da tintura são importantes; escolha o náilon 6,6 onde a resistência ao calor é importante. Trocar um pelo outro sem verificar novamente a configuração do calor e as temperaturas de tingimento é um erro comum e caro.

Do filamento ao tecido: onde termina a fibra

O nylon sai da linha de fiação em três formas amplas. O fio plano de filamento contínuo entra em revestimentos e revestimentos tecidos leves. O fio texturizado, com seu volume e elasticidade, entra em moda praia, moda esportiva e meias. Fios de alta tenacidade de 840 a 1.680 deniers vão para carpetes, cordas e correias industriais.

A malha de náilon tricotada mostra como as propriedades da fibra se traduzem em um produto acabado. A malha tricot baseia-se na resistência à abrasão da fibra e na sua capacidade de ser fixada pelo calor numa estrutura aberta e estável que ainda recupera a sua forma, razão pela qual aparece em forros, soutiens desportivos e vestuário técnico.

Tecido de malha tricot leve respirável SUZHOU JUNHUI TÊXTIL CO., LTD Ver Produto →

Nylon reciclado: o mesmo polímero de uma matéria-prima diferente

O náilon reciclado é importante porque a matéria-prima é de origem fóssil e a fibra não é biodegradável. Existem duas rotas de volta à linha de fiação e elas não são iguais em qualidade de saída.

A reciclagem mecânica transforma resíduos de tecido, redes de pesca ou carpetes em flocos e depois os derrete e centrifuga novamente. Economiza energia e mantém o material fora do aterro, mas o histórico repetido de calor reduz o peso molecular e aumenta a contaminação, de modo que o resultado geralmente é misturado com polímero virgem.

A reciclagem química despolimeriza os resíduos de volta à caprolactama, que é então repolimerizada. Para o nylon 6 esta rota está bem estabelecida e o polímero se comporta como material virgem na fiação, de modo que o fio reciclado quimicamente pode atender às mesmas especificações. Para o náilon 6,6 a química é mais difícil e menos fábricas o utilizam comercialmente.

A certificação é onde os compradores obtêm sua garantia, e padrões como o GRS dependem de documentos da cadeia de custódia, em vez de um único resultado de teste. Este passo a passo de transformando resíduos de náilon em fibra ecológica segue as etapas detalhadamente.

Fio de poliéster reciclado de alta resistência SD DTY (D/F) SUZHOU JUNHUI TÊXTIL CO., LTD Ver Produto →

O que verificar antes de comprar

As especificações de fibra só são úteis se vierem com números contra os quais você pode rejeitar bastante. Peça o seguinte em cada certificado de análise e guarde amostras de retenção de cada remessa.

• Contagem de negadores e filamentos, com a tolerância indicada; mais ou menos dois a três por cento é comum, e um déficit consistente altera silenciosamente o peso e o custo do tecido.
• Tenacidade e alongamento na ruptura, com método de ensaio denominado, por exemplo, ASTM D2256 ou ISO 2062.
• Retração por ar quente a uma temperatura definida, uma vez que uma retração acima do esperado causa perda de largura após a termofixação.
• Captação de óleo, porque muito ou pouco acabamento altera o funcionamento do fio nas máquinas de tricô e texturização.
• Nível de delustrante - brilhante, semi-opaco ou fosco - porque o conteúdo de dióxido de titânio altera tanto o brilho quanto a tonalidade do corante.
• Conteúdo de umidade e embalagem, pois o náilon absorve água no trânsito úmido e pode chegar mais pesado e pegajoso do que saiu.
• Consistência de tonalidade lote a lote, especialmente para programas tingidos ou tingidos em solução.

A maioria das reivindicações falha em números pequenos, em vez de em números dramáticos: um denier com alguns por cento de luz, encolhimento acima da expectativa que consome a largura do tecido ou umidade coletada durante o transporte. Alternar entre fornecedores sem comparar esses números no papel é a forma como esses custos chegam sem aviso prévio.

Tecido leve de nylon impermeável para fabricação de equipamentos ao ar livre SUZHOU JUNHUI TÊXTIL CO., LTD Ver Produto →

Nada disso é química exótica. A fibra de náilon é feita segurando com muita força uma corrente de etapas industriais comuns: secar os cavacos, derretê-los, filtrá-los, empurrá-los através de orifícios, resfriá-los uniformemente, esticá-los e fixá-los.

Se você está comparando um programa de náilon com um de poliéster, ou comparando rotas virgens e recicladas, nossa equipe em Suzhou Junhui Têxtil pode combinar a especificação com o uso final, desde chips e fios POY, FDY e DTY até tecidos de malha e tecidos.