Nylon 6

El nylon 6 o policaprolactama es un polímero , en particular una poliamida semicristalina . A diferencia de la mayoría de los demás nylons , el nylon 6 no es un polímero de condensación , sino que se forma por polimerización de apertura de anillo ; esto lo convierte en un caso especial en la comparación entre polímeros de condensación y de adición . Su competencia con el nylon 66 y el ejemplo que sentó también han moldeado la economía de la industria de las fibras sintéticas . Se vende bajo numerosos nombres comerciales, entre ellos Perlon (Alemania), Dederon (antigua Alemania Oriental), ^{[ 1 ]} Nylatron, Capron, Ultramid, Akulon, Kapron (antigua Unión Soviética y estados satélite), Rugopa (Turquía) y Durethan.

El policaprolactama fue desarrollado por Paul Schlack en IG Farben a finales de la década de 1930 (sintetizado por primera vez en 1938) para reproducir las propiedades del nailon 66 sin infringir la patente de su producción. (Casi al mismo tiempo, Kohei Hoshino en Toray también logró sintetizar el nailon 6). Se comercializó como Perlon, y en 1943 se estableció en la Alemania nazi una producción industrial con una capacidad de 3500 toneladas anuales, utilizando fenol como materia prima. Inicialmente, el polímero se utilizó para producir fibra gruesa para cerdas artificiales; posteriormente, se mejoró la calidad de la fibra y los alemanes comenzaron a fabricar paracaídas, cordón para neumáticos de aviones y cables de remolque para planeadores.

La Unión Soviética comenzó el desarrollo de un análogo en la década de 1940, mientras negociaba con Alemania la construcción de una planta de IG Farben en Ucrania; el trabajo científico básico continuaba en 1942. La producción no comenzó hasta 1948 en Klin, óblast de Moscú , después de que la URSS obtuviera los 2000 volúmenes de IG Farben y 10 000 volúmenes de documentación técnica de AEG , ^{[ 2 ]} como resultado de la victoria en la Segunda Guerra Mundial.

El nylon 6 puede modificarse utilizando comonómeros o estabilizadores durante la polimerización para introducir nuevos grupos funcionales o terminales de cadena, lo que cambia la reactividad y las propiedades químicas. A menudo se hace para cambiar su capacidad de teñido o su resistencia a la llama. ^{[ 3 ]} El nylon 6 se sintetiza mediante la polimerización por apertura de anillo de caprolactama . La caprolactama tiene 6 carbonos, de ahí el nylon 6. Cuando la caprolactama se calienta a unos 533 K en una atmósfera inerte de nitrógeno durante unas 4-5 horas, el anillo se rompe y se polimeriza . Luego, la masa fundida se pasa a través de hileras para formar fibras de nylon 6. 

Durante la polimerización , el enlace amida dentro de cada molécula de caprolactama se rompe, y los grupos activos de cada lado reforman dos nuevos enlaces a medida que el monómero pasa a formar parte de la cadena principal del polímero. A diferencia del nylon 6,6, en el que la dirección del enlace amida se invierte en cada enlace, todos los enlaces amida del nylon 6 se encuentran en la misma dirección (véase la figura: observe la orientación de N a C de cada enlace amida).

Las fibras de nailon 6 son resistentes, poseen alta resistencia a la tracción, elasticidad y brillo. Son resistentes a las arrugas y altamente resistentes a la abrasión y a productos químicos como ácidos y álcalis. El nailon 6 es higroscópico, absorbiendo hasta un 2,4 % de su peso en agua. Esto afecta significativamente sus propiedades, disminuyendo considerablemente el módulo de elasticidad y la tensión de fluencia, pero aumentando la ductilidad. La temperatura de transición vítrea del nailon 6 es de 47  °C.

Como fibra sintética, el Nylon 6 es generalmente blanco, pero puede teñirse en un baño de solución antes de la producción para obtener diferentes colores. Su tenacidad es de 6 a 8,5 gf / D con una densidad de 1,14 g/cm³ ^. Su punto de fusión es de 215 °C y puede proteger contra el calor hasta 150 °C en promedio. ^{[ 4 ]}    

Flavobacterium sp. [85] y Pseudomonas sp. (NK87) degradan los oligómeros de Nylon 6, pero no los polímeros. Ciertas cepas de hongos de podredumbre blanca también pueden degradar el Nylon 6 mediante oxidación. En comparación con los poliésteres alifáticos, se ha dicho que el Nylon 6 tiene una biodegradabilidad baja . Algunas fuentes afirman que las fuertes interacciones entre cadenas, debidas a los enlaces de hidrógeno entre las cadenas moleculares de nylon, son la causa. ^{[ 5 ]}

Sin embargo, en 2023, un equipo de químicos de la Universidad Northwestern, liderado por Linda Broadbelt y Tobin J. Marks, desarrolló catalizadores de metaloceno de tierras raras que descomponen rápidamente el Nylon 6 en caprolactama a 220  °C, condiciones consideradas suaves. ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]}

Actualmente, la poliamida 6 es un material de construcción importante que se utiliza en numerosas industrias, como la automotriz, la aeronáutica, la electrónica y electrotécnica, la textil y la médica. La demanda anual de poliamidas en Europa asciende a un millón de toneladas . Todas las principales empresas químicas las producen.

Los mayores productores de poliamida 6 en Europa: ^{[ 9 ]}

1. Fibrant , 260.000 toneladas al año
2. BASF , 240.000 toneladas al año
3. Lanxess , 170.000 toneladas al año
4. Radici , 125.000 toneladas al año
5. DOMO , 100.000 toneladas al año
6. Grupa Azoty , 100.000 toneladas al año ^{[ 10 ] [ 11 ]}