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ナイロンは、アミド結合を特徴とする合成ポリマーの一種であり、アミド結合は通常、脂肪族基または半芳香族基を連結する。
ナイロンは一般的に茶色がかった色をしており[ 1 ]、柔らかい質感を持つものもあり、種類によっては絹のような外観を示すものもあります[ 2 ] 。熱可塑性樹脂であるナイロンは、溶融加工によって繊維、フィルム、さまざまな形状に加工できます[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]。ナイロンの特性は、さまざまな添加剤をブレンドすることによって変更されることがよくあります。
ナイロンには数多くの種類があります。ナイロン-XY と呼ばれるファミリーは、それぞれ炭素鎖長 X と Y のジアミンとジカルボン酸から誘導されます。重要な例としては、ナイロン-6,6 ( (−C(O)(CH 2 ) 4 C(O)−NH(CH 2 ) 6 NH−) n ) があります。ナイロン-Z と呼ばれる別のファミリーは、炭素鎖長 Z のアミノカルボン酸から誘導されます。例としては、ナイロン-[6] があります。
ナイロンポリマーは、繊維や繊維（衣料品、床材、ゴム補強材など）、自動車や電気機器の成形部品、フィルム（主に食品包装用）など、幅広い商業用途があります。[ 6 ]
デュポン社の研究者たちはセルロース系繊維の開発に着手し、最終的に合成繊維レーヨンを生み出した。デュポン社のレーヨン開発の経験は、ナイロンの開発と販売にとって重要な前段階となった。[ 7 ]： 8、64、236
デュポンのナイロンの発明は、1927年のポリマーに関する最初の研究プログラムから、 1939年のニューヨーク万国博覧会の開会直前の1938年の発表まで、11年間に及んだ。[ 8 ]このプロジェクトは、1927年にチャールズ・スタインが提案したデュポンの新しい組織構造から発展したもので、化学部門は、化学における「先駆的な研究」に焦点を当て、「実用的な応用につながる」いくつかの小規模な研究チームで構成されることになっていた。[ 7 ] : 92ハーバード大学の講師ウォレス・ヒューム・カロザースがポリマー研究グループの責任者として雇われた。当初、彼はドイツの化学者ヘルマン・シュタウディンガーの理論に基づいて構築し検証する純粋研究に専念することが許されていた。[ 9 ]彼は非常に成功し、彼が行った研究はポリマーの知識を大幅に向上させ、科学に貢献した。[ 10 ]
ナイロンは、商業的に成功した最初の合成熱可塑性ポリマーでした。[ 11 ]デュポンは1927年に研究プロジェクトを開始しました。[ 8 ] 最初のナイロンであるナイロン66は、1935年2月28日にデュポン実験ステーションのデュポン研究施設でウォレス・ヒューム・カロザースによって合成されました。[ 12 ] [ 13 ]カロザースの研究に応えて、IGファルベンのポール・シュラックは、1938年1月29日にカプロラクタムをベースとした別の分子であるナイロン6を開発しました。 [ 14 ] : 10 [ 15 ]
1930年の春、カロザースとそのチームはすでに2つの新しいポリマーを合成していた。1つ目は、第二次世界大戦中に広く使用された合成ゴムであるネオプレンである。 [ 16 ] 2つ目は、冷却すると非常に強くなる弾性ペーストで、後にナイロンとなる。これらの発見の後、カロザースのチームは、一般的な重合を研究するより純粋な研究アプローチから、「工業用途に適した単一の化学組み合わせ」を見つけるという、より実用的な目標へと研究の方向性を転換せざるを得なくなった。[ 7 ]： 94
1935 年初頭になってようやく「ポリマー 6-6」と呼ばれるポリマーが生産されました。カロザースの同僚でワシントン大学の卒業生であるジュリアン W. ヒルは、 1930 年に冷間延伸法を用いてポリエステルを生産していました。 [ 17 ]この冷間延伸法は、後に 1935 年にカロザースによってナイロンの本格的な開発に使用されました。[ 18 ]ナイロンの最初の例 (ナイロン 6.6) は、1935 年 2 月 28 日にデュポン実験ステーションのデュポンの研究施設で生産されました。[ 12 ]弾性と強度という望ましい特性をすべて備えていました。しかし、将来の工業生産の基礎となる複雑な製造プロセスも必要としました。デュポンは 1938 年 9 月にこのポリマーの特許を取得し、[ 19 ]すぐに繊維の独占を達成しました。[ 10 ]カロザースはナイロンの発表の 16 か月前に亡くなったため、その成功を見ることはできませんでした。[ 8 ]「ナイロン」という名前は、norun（流れがない）を製品の販売に使用できる独自の名前に変化させたものですが、商標登録はされていません。[ 20 ]
ナイロンは1938年にナイロン製の毛の歯ブラシで初めて商業的に使用され、 [ 4 ] [ 21 ]続いて、1939年のニューヨーク万国博覧会で展示され、1940年に初めて商業販売された女性用ストッキング、いわゆる「ナイロン」でより有名になった。 [ 22 ]発売初年度に6400万足が売れ、瞬く間に商業的に成功を収めた。第二次世界大戦中、ナイロンの生産のほぼすべてが軍事用に転用され、パラシュートやパラシュートコードに使用された。ナイロンやその他のプラスチックの戦時使用により、新素材の市場が大幅に拡大した。[ 23 ]
ナイロンの製造には、デュポンの化学研究部門、アンモニア部門、レーヨン部門の3つの部門間の部門間協力が必要でした。[ 24 ]ナイロンの主要成分の一部は、アンモニア部門の専門分野である高圧化学を使用して製造する必要がありました。ナイロンは、財政難に陥っていたアンモニア部門にとって「天の恵み」と考えられていました。 [ 7 ]ナイロンの反応物はすぐにアンモニア部門の売上の半分を占めるようになり、デュポンで雇用と収益を生み出すことで、大恐慌の時期から脱却するのに役立ちました。[ 7 ]
デュポンのナイロンプロジェクトは、産業における化学工学の重要性を示し、雇用創出に貢献し、化学工学技術の進歩を促進しました。実際、1800人の雇用を生み出し、当時最新の技術を用いた化学工場を開発し、それは今日でも化学工場のモデルとして使用されています。[ 7 ]多数の化学者と技術者を迅速に確保できたことが、デュポンのナイロンプロジェクトの成功に大きく貢献しました。[ 7 ] : 100–101最初のナイロン工場はデラウェア州シーフォードにあり、1939年12月15日に商業生産を開始しました。1995年10月26日、シーフォード工場はアメリカ化学会によって国家歴史化学ランドマークに指定されました。[ 25 ]
ナイロンの人気が高い理由の重要な部分は、デュポンのマーケティング戦略に由来する。デュポンは、製品が一般市場に出回る前から需要を高めるためにこの繊維を宣伝した。ナイロンの商業発表は、1938年10月27日、ニューヨーク万国博覧会の会場で行われたヘラルド・トリビューンの年次「時事問題フォーラム」の最終セッションで行われた。 [ 9 ] [ 10 ]： 141「石炭、水、空気」から作られ、「鋼鉄のように強く、蜘蛛の巣のように細い」と約束された「最初の人工有機繊維」は、聴衆（その多くは中流階級の女性）に熱狂的に受け入れられ、ほとんどの新聞の見出しを飾った。[ 10 ] : 141ナイロンは、1939 年のニューヨーク万国博覧会の「明日の世界」の一部として紹介され[ 26 ] 、 1939 年にサンフランシスコのゴールデンゲート国際博覧会のデュポンの「化学の驚異の世界」で特集されました。[ 9 ] [ 27 ]実際のナイロンストッキングは、1940 年 5 月 15 日まで全国市場の一部の店舗には出荷されませんでした。ただし、それ以前にデラウェア州で限定数が販売されました。[ 10 ] : 145–146ナイロンストッキングの最初の一般販売は、1939 年 10 月 24 日にデラウェア州ウィルミントンで行われました。4,000 足のストッキングが用意され、すべて 3 時間以内に売り切れました。[ 9 ]
このキャンペーンのもう一つの利点は、日本からの絹の輸入を減らすことができるという点であり、多くの警戒していた顧客を納得させる論拠となった。ナイロンはルーズベルト大統領の内閣でも言及され、正式に発表されてから5日後に「広大で興味深い経済的可能性」について議論された。[ 10 ]
しかし、ナイロンに対する初期の熱狂は問題も引き起こした。ナイロンは絹よりも優れており、鋼鉄のように強く、永遠に持ち、伝線しない奇跡の生地であるという非現実的な期待を煽った。[ 10 ]： 145-147 [ 22 ]「鋼鉄のように強い新しい靴下」「伝線しない」といった主張の危険性を認識したデュポンは、当初の発表の条件、特にナイロンが鋼鉄の強度を持つという記述を縮小した。[ 10 ]
また、ナイロンを革新的な人工素材として売り込んでいたデュポン社の幹部たちは、当初、一部の消費者が合成繊維に対して不安や不信感、さらには恐怖心を抱いていることに気づいていなかった。[ 10 ]： 126-128特に悪影響を与えたニュース記事は、デュポン社が1938年に取得した新ポリマーの特許に基づき、ナイロンの製造方法の一つとして、死体から抽出される化学物質であるカダベリン（ペンタメチレンジアミン）[ a ]を使用することを示唆した。科学者たちは、カダベリンは石炭を加熱することによっても抽出できると主張したが、世間はしばしば耳を傾けようとしなかった。ある女性はデュポン社の主任科学者の一人に詰め寄り、その噂が真実ではないことを受け入れようとしなかった。[ 10 ]： 146-147
デュポンはキャンペーン戦略を変更し、ナイロンが「石炭、空気、水」から作られていることを強調し、ナイロン本来の特性よりも、ナイロンの個人的および美的側面に焦点を当て始めた。[ 10 ]： 146-147ナイロンはこうして家庭に馴染み、[ 10 ]： 151-152「ナイロンならもっと綺麗だし、ああ！なんて速乾性！」といったスローガンとともに、繊維の素材面と消費者面に注目が集まった。[ 7 ]： 2
1940年にナイロンが全国的に発売されると、その生産量は大幅に増加した。その年だけで1300トンの生地が生産され、この革新的な素材にとって素晴らしいスタートとなった。[8]: 100 ナイロンの需要は急増し、特にナイロンストッキングは瞬く間にセンセーションを巻き起こした。発売初年度には、驚くべきことに6400万足のナイロンストッキングが販売され、この生地が日常生活やファッションに急速に浸透したことを示している。[8]: 101 ナイロンの成功は、発売からわずか1年後の1941年に、需要の増加に対応し、この人気の生地の安定供給を確保するために、バージニア州マーティンズビルに2番目の工場が開設されたほどだった。この拡張は、ナイロンが繊維産業に与えた大きな影響と、多用途で需要の高い素材としての急速な台頭を強調している。[ 28 ]
ナイロンは、耐久性があり壊れにくい民衆の素材として宣伝されたが、シルクストッキングの約1.5倍の価格で販売された（ナイロン1ポンドあたり4.27ドルに対し、シルク1ポンドあたり2.79ドル）。 [ 7 ]： 101ナイロンストッキングの売上が好調だったのは、女性のファッションの変化が一因である。ローレン・オールズが説明するように、「1939年までに[スカートの裾丈]は膝まで戻り、10年の始まりと同じように終わりを迎えた」。スカート丈が短くなると、ガーターベルトを使わずにしっかり覆うストッキングへの需要が高まった。[ 29 ]
しかし、1942年2月11日以降、ナイロンの生産は消費財から軍事用へと転換された。[ 9 ]デュポンのナイロンストッキングやその他のランジェリーの生産は停止され、製造されたナイロンのほとんどは第二次世界大戦用のパラシュートやテントの製造に使用された。[ 30 ]戦争前に製造されたナイロンストッキングは購入できたものの、一般的には闇市場で20ドルもの高値で売られていた。[ 28 ]
戦争が終わると、ナイロンの復活が大きな期待とともに待たれた。デュポンは年間3億6000万足のストッキングの生産を予測していたが、戦時生産から消費者向け生産への転換には遅れが生じた。[ 9 ] 1946年にはナイロンストッキングの需要が満たされず、ナイロン暴動が起こった。ある事例では、推定4万人がピッツバーグに列を作り、1万3000足のナイロンストッキングを購入した。[ 22 ]その間、女性たちは戦争で残されたナイロン製のテントやパラシュートを切り刻んでブラウスやウェディングドレスを作った。[ 31 ] [ 32 ]戦争終結から1952年までの間に、ストッキングとランジェリーの生産には世界のナイロンの80%が使用された。デュポンは民間需要への対応に重点を置き、生産を継続的に拡大した。
純ナイロン製のストッキングがより広い市場で販売されるようになると、問題が明らかになった。ナイロン製のストッキングは、糸が縦方向にほつれて伝線が生じる傾向があるという意味で、もろいことがわかった。[ 7 ] : 101また、純ナイロン製の織物は、ナイロンの吸水性の低さから不快になる可能性があるという報告もあった。[ 33 ]高温多湿の条件下では、水分が「吸い上げられる」のではなく、肌に近い生地の中に留まる。[ 34 ]ナイロン生地はかゆみを生じさせ、摩擦によって蓄積された静電気の結果として、まとわりつき、時には火花を散らすこともある。[ 35 ] [ 36 ]また、特定の条件下では、ナイロンが劣化してストッキングに穴が開いたり、破れたりすることもある。[ 10 ] : 147科学者たちはこれを大気汚染による酸加水分解と説明し、1952年のロンドンのスモッグやニューヨークとロサンゼルスの大気汚染の悪さを原因として挙げた。[ 37 ] [ 38 ] [ 39 ] [ 40 ]
純粋なナイロン生地の問題に対する解決策として、ナイロンを綿、ポリエステル、スパンデックスなどの既存の繊維やポリマーとブレンドすることが見出された。これにより、さまざまなブレンド生地が開発された。新しいナイロンブレンドは、ナイロンの望ましい特性（弾力性、耐久性、染色性）を保持し、衣料品の価格を低く抑え、手頃な価格に保った。[ 30 ]： 2 1950年までに、陸軍と海軍の繊維を開発およびテストしていたニューヨーク需品調達局（NYQMPA）は、ウールとナイロンのブレンドの開発に取り組んでいた。天然繊維と合成繊維の両方のブレンドを導入したのは彼らだけではなかった。アメリカの繊維レポーターは、 1951年を「繊維のブレンドの年」と呼んだ。[ 41 ]生地のブレンドには、「ブナラ」（ウール、ウサギ、ナイロン）や「カスメット」（ウール、ナイロン、毛皮）などのミックスが含まれていた。[ 42 ] 1951年11月、英国では、王立芸術・製造・商業振興協会の第198回会合の開会演説で、繊維の混紡に焦点が当てられた。[ 43 ]
デュポンの生地開発部門は、フランスのファッションデザイナーを巧みにターゲットにし、生地サンプルを提供した。1955年には、ココ・シャネル、ジャン・パトゥ、クリスチャン・ディオールなどのデザイナーがデュポンの繊維で作られたガウンを発表し、ファッション写真家のホルスト・P・ホルストがデュポン生地の使用を記録するために雇われた。[ 22 ]アメリカン・ファブリックスは、混紡によって「これまで想像もできなかったファッションの創造的な可能性と新しいアイデア」がもたらされたと評価した。[ 42 ]
デュポンは新製品の名前を決めるために広範なプロセスを経た。[ 10 ]： 138-139 1940年、デュポンのジョン・W・エッケルベリーは、「nyl」という文字は任意であり、「on」は綿やレーヨンなどの他の繊維の接尾辞からコピーしたと述べた。デュポンによる後の出版物（Context、第7巻 、第 2号、1978年）では、当初は「No-Run」（「run」は「ほどける」という意味）という名前を意図していたが、そのような不当な主張を避けるために変更されたと説明されている。実際には製品はほつれ防止ではなかったため、母音を入れ替えて「nuron」を作り、神経強壮剤のように聞こえないように「nilon」に変更した。発音を明確にするために、「i」を「y」に変更した。[ 22 ] [ 44 ]
その名前は「ニューヨーク」と「ロンドン」に由来するという根強い都市伝説が存在するが、ロンドンの組織がナイロンの研究や製造に関わったことは一度もない。 [ 45 ]
ナイロンは、その耐久性と透け感から、1940年代と1950年代に人気が急上昇した。1970年代には、その柔軟性と価格の安さから、さらに人気が高まった。
1970年代の石油不足にもかかわらず、ナイロン繊維の消費量は1960年代から1980年代にかけて年間7.5%ずつ増加し続けました。[ 46 ]しかし、合成繊維の総生産量は、1965年の世界の繊維生産量の63%から、1970年代初頭には世界の繊維生産量の45%に減少しました。[ 46 ]「新しい」技術の魅力は薄れ、ナイロン生地は「1970年代には流行遅れになりつつあった」のです。[ 7 ]また、消費者は生産サイクル全体における環境コスト、すなわち原材料（石油）の入手、生産中のエネルギー使用、繊維の製造中に発生する廃棄物、そして最終的に生分解されない材料の廃棄物処理について懸念を抱くようになりました。[ 46 ] 合成繊維は1950年代と1960年代以降、市場を支配していません。2020年現在ナイロンの世界生産量は890万トンと推定されている。[ 47 ]
純粋なナイロンには多くの欠点があり、現在ではほとんど使用されていませんが、その派生物は社会に大きな影響を与え、貢献してきました。プラスチックの製造や重合に関する科学的発見から、大恐慌時の経済的影響、女性のファッションの変化に至るまで、ナイロンは革命的な製品でした。[ 22 ]祝賀の象徴的なジェスチャーとして月に立てられた最初の旗である月面旗アセンブリはナイロン製でした。旗自体は5.50ドルかかりましたが、「はためいている」ように見えるように、水平のバーが付いた特別に設計された旗竿が必要でした。[ 48 ] [ 49 ]ある歴史家はナイロンを「憧れの対象」と表現し、20世紀の消費者の目には、この発明はコカ・コーラに匹敵すると述べています。[ 7 ]
一般的には、「PA」（ポリアミド）という接頭辞と「ナイロン」という名称は interchangeably（互換的に）使用され、意味も同等である。
ナイロンポリマーに使用される命名法は、最初の単純な脂肪族ナイロンの合成中に考案され、各モノマー単位の炭素数（カルボン酸の炭素を含む）を表すために数字が使用されています。[ 50 ] [ 51 ]その後、環状モノマーや芳香族モノマーが使用されるようになったため、文字または文字のセットを使用する必要が生じました。「PA」または「Nylon」の後に1つの数字が付いている場合は、単量体である、またはモノマーとして1つのアミノ酸（H2Oを除く）に基づくホモポリマーであることを示しています。
2つの数字または文字の組み合わせは、2つのモノマー（ジアミンとジカルボン酸）から形成される二量体ホモポリマーを示します。最初の数字はジアミンの炭素数を表します。2つの数字は明確にするためにコンマで区切るべきですが、コンマは省略されることもよくあります。
共重合体の場合、コモノマーまたはコモノマーのペアはスラッシュで区切られます。
ポリフタルアミド（略称PPA）という用語は、ポリマー鎖の繰り返し単位のカルボン酸部分のモルの60%以上がテレフタル酸（TPA）とイソフタル酸（IPA）の組み合わせで構成されている場合に使用されます。
ナイロン 66 および関連するポリアミドは、ジアミンとジカルボン酸の等量から形成される縮合ポリマーです。[ 52 ]最初のケースでは、「繰り返し単位」は、多くのポリエステルやポリウレタンにも見られるように、ABAB 構造を持っています。この共重合体では、各モノマーの両端に同じ反応性基があるため、全体的な方向性 ( C末端→ N末端)を持つ天然ポリアミドタンパク質とは異なり、各モノマー間でアミド結合の方向が反転します。2 番目のケース (いわゆる AA) では、繰り返し単位は単一のモノマーに対応します。[ 14 ] : 45–50 [ 53 ]
デュポンのウォレス・カロザースはナイロン 66の特許を取得した。[ 19 ] [ 54 ] [ 55 ] ジアミンとジカルボン酸の反応を伴うナイロンの場合、比率を正確に正しくすることは難しく、ずれがあると、望ましい10,000ダルトン未満の分子量で連鎖停止が起こる可能性がある。この問題を克服するために、酸と塩基を正確な1:1の比率で使用して互いに中和し、室温で結晶性の固体「ナイロン塩」を形成することができる。塩を結晶化して精製し、望ましい正確な化学量論を得る。285 ℃（545 ° F）に加熱すると、塩は反応してナイロンポリマーを形成し、水を生成する。
ペンタメチレンジアミン とセバシン酸から作られるナイロン510は、ナイロン66のカロザース特許に含まれていた[ 19 ]。ナイロン610は、ヘキサメチレンジアミンを使用して同様の方法で製造される。これらの材料は、セバシン酸のコストが比較的高いため、より高価である。炭化水素含有量が高いため、ナイロン610はより疎水性であり、ブラシの毛など、この特性に適した用途が見つかる。[ 56 ]
市販されている、または過去に市販されていたポリマーの例：
ホモポリマーは1つのモノマーから誘導されます。これらのポリマーはラクタムまたはアミノ酸から作られます。ラクタム（環状アミド）を用いた合成経路は、 IG FarbenのPaul Schlackによって開発され、開環重合によって形成されるナイロン6、すなわちポリカプロラクタムへとつながりました。カプロラクタム内のペプチド結合が切断され、両側に露出した活性基が2つの新しい結合に組み込まれ、モノマーがポリマーの主鎖の一部となります。
ナイロン6の融点220 ℃（428 °F）は、ナイロン66の融点265 ℃（509 °F）よりも低い。[ 61 ]
市販されている、または過去に市販されていたポリマーの例：
ナイロンは、酸触媒を用いてジニトリルから合成することもできます。例えば、この方法は、アジポニトリル、ホルムアルデヒド、水からナイロン1,6を製造するのに適用できます。 [ 65 ]さらに、この方法を用いてジオールとジニトリルからナイロンを合成することもできます。[ 66 ]
ナイロンの製造に用いられるモノマー、あるいはモノマーの組み合わせを混合して共重合体を得ることは容易である。これにより結晶性が低下し、結果として融点も低下する。
市販されている、または過去に市販されていた共重合体の一部を以下に示します。
ほとんどのナイロンポリマーは互いに混和性があり、さまざまなブレンドを作ることができます。2つのポリマーはトランスアミド化によって互いに反応してランダムコポリマーを形成できます。[ 71 ]
ポリアミドは、その結晶性に応じて以下のように分類できます。
この分類によれば、例えばPA66は脂肪族半結晶性ホモポリアミドである。
ヨーロッパで製造されたナイロンのカーペット製造における温室効果ガス排出量の平均は、1kgあたり5.43kg CO2換算と推定されています。これはウールとほぼ同じカーボンフットプリントですが、耐久性が高く、そのため全体的なカーボンフットプリントは低くなります。[ 72 ]
PlasticsEuropeが発表したデータによると、ナイロン66の温室効果ガス排出量は1kgあたり6.4kg CO2換算、エネルギー消費量は1kgあたり138kJである。[ 73 ]ナイロンの環境への影響を考慮する際には、使用段階を考慮することが重要である。
ナイロンの燃焼は、絹などのタンパク質の燃焼とよく似ている。焼却時に生成されるシアン化水素はごくわずかである。[ 74 ]
ナイロンは一般的に耐久消費財に使用されるため、廃棄物の流れに占める割合はごくわずかです。[ 74 ] ナイロンは加水分解を受けやすいですが、室温および中性pHではそのプロセスは遅いため、これらの材料は有用です。ナイロン樹脂廃棄物は丈夫なポリマーであるため、リサイクルされることはあまりありません。[ 75 ]強酸 の存在下では加水分解の速度が増加しますが、これは基本的に合成の逆反応です。
ナイロンは、今日の住宅用カーペット業界で最も人気のある繊維タイプでもあります。[ 76 ]米国環境保護庁は、2018年にカーペットの繊維、裏地、パッドの9.2%がリサイクルされ、17.8%が廃棄物発電施設で焼却され、73%が埋立地に廃棄されたと推定しています。[ 77 ]
漁網などの廃棄されたナイロン製漁具は、海洋ゴミの原因となっている。[ 75 ]
しかし、その製造では、スプルーやランナーを粉砕し、成形機で消費されるバージン顆粒と混合することで、製造中にクローズドループを使用できます。[ 78 ]使用済みナイロン廃棄物のリサイクルプロセスは高価で難しいため、それを利用する企業は少なく、代わりに製品にはより安価な新規製造プラスチックを好んでいます。米国の衣料品会社パタゴニアは、リサイクルナイロンを含む製品を販売しており、2010年代半ばには、使用済み漁網からナイロンをリサイクルしてサングラスやスケートボードを製造する会社であるBureoに投資しました。[ 75 ]イタリアの会社Aquafilも、漁網からナイロンをリサイクルして衣料品を製造しています。[ 79 ] Vanden Recyclingはナイロンやその他のポリアミド（PA）をリサイクルしており、英国、オーストラリア、香港、UAE、トルコ、フィンランドで事業を行っています。[ 80 ] 世界最大のカーペットメーカーの1つであるショー・インダストリーズは、 「ゆりかごからゆりかごまで」の持続可能性への取り組みで知られており、使用済み床材の再生プログラムやリサイクル可能な製品設計に重点を置いている。[ 81 ]
2010年代と2020年代には、マイクロプラスチック汚染の蔓延と、それが人間の健康や野生生物（特に水生生物や海洋生物）に及ぼす悪影響に対する社会的な認識が高まった。[ 82 ]大きな要因の一つは、ナイロンを含むほとんどのプラスチックが自然環境中で構成化学物質に完全に分解されるまでに長い時間（数十年から数千年）がかかる一方で、生態系から容易に除去できない小さな粒子に断片化しやすいことである。[ 83 ]
ナイロンなどの熱可塑性樹脂は、融点T m を超えると、非晶質固体または粘性流体となり、鎖はランダムコイルに近い状態になります。T mより低い温度では、非晶質領域と層状結晶領域が交互に現れます。 [ 84 ]非晶質領域は弾性を、結晶領域は強度と剛性をそれぞれ担います。平面状のアミド（-CO-NH-）基は非常に極性が高いため、ナイロンは隣接する鎖間で複数の水素結合を形成します。ナイロンの主鎖は非常に規則的で対称的であるため、特にすべてのアミド結合がトランス配置にある場合、ナイロンは結晶化度が高く、優れた繊維となることがよくあります。結晶化度は、形成の詳細やナイロンの種類によって異なります。
ナイロン 66 は、隣接するペプチド結合と正確に 6 個と 4 個の炭素の間隔で整列した複数の平行鎖をかなりの長さにわたって持つことができるため、カルボニル酸素とアミド水素が整列して、途切れることなく繰り返し鎖間水素結合を形成することができる (反対側の図を参照)。ナイロン 510 は、5 個と 8 個の炭素の整列を持つことができる。したがって、平行 (ただし逆平行ではない) 鎖は、天然の絹フィブロインや羽毛のβ ケラチンに見られるような、強くて丈夫な超分子構造である、長く途切れない多重鎖β プリーツ シートに参加することができる。 (タンパク質は、連続する -CO-NH- 基を隔てるアミノ酸 α 炭素のみを持つ。) ナイロン6 は、混合方向性の途切れない水素結合シートを形成するが、β シートのしわはやや異なる。各アルカン炭化水素鎖の三次元的な配置は、単結合した炭素原子の109.47°四面体結合周りの回転に依存する。
工業用紡糸口金の細孔を通して繊維状に押し出されると、粘性流動により個々のポリマー鎖が整列する傾向がある。その後冷間延伸を行うと、繊維はさらに整列し、結晶化度が高まり、材料は引張強度をさらに獲得する。実際には、ナイロン繊維は多くの場合、加熱されたロールを使用して高速で延伸される。[ 85 ]
ブロックナイロンは、成形時のせん断応力により表面付近を除いて結晶性が低い傾向があります。ナイロンは透明で無色、または乳白色ですが、容易に染色できます。多本撚りのナイロンコードやロープは滑りやすく、ほつれやすい性質があります。これを防ぐには、炎や電極などの熱源で端を溶かして溶着することができます。
ナイロンは吸湿性があり、周囲の湿度に応じて水分を吸収または脱着します。水分含有量の変化はポリマーにいくつかの影響を与えます。まず、寸法が変化しますが、より重要なのは、水分が可塑剤として作用し、ガラス転移温度（T g ）を下げ、その結果、 T gより低い温度での弾性率が低下することです[ 86 ] 。
乾燥状態のポリアミドは優れた電気絶縁体です。しかし、ポリアミドは吸湿性があります。水分を吸収すると、電気抵抗などの材料特性が変化します。ナイロンはウールや綿よりも吸水性が低いです。
ナイロン66の特徴は以下のとおりです。
一方、ナイロン6は染色しやすく、色褪せしやすい。また、耐衝撃性が高く、吸湿性が速く、弾力性や弾性回復性にも優れている。
ナイロン製の衣類は綿やレーヨン製のものより燃えにくい傾向があるが、ナイロン繊維が溶けて皮膚に付着する可能性がある。[ 88 ] [ 89 ]
ナイロンは1938年にナイロン製の毛先を持つ歯ブラシで初めて商業的に使用され、 [ 4 ] [ 21 ]続いて、1939年のニューヨーク万国博覧会で展示され、1940年に初めて商業的に販売された女性用ストッキング、いわゆる「ナイロン」でより有名になった。 [ 22 ]第二次世界大戦中、生地の需要が劇的に増加したため、その使用は劇的に増加した。
ビル・ピッテンデリー、デュポン、その他の個人や企業は、第二次世界大戦の最初の数か月間、パラシュートに使われるアジアの絹や麻の代わりにナイロンを使う方法を見つけるために懸命に努力した。ナイロンはタイヤ、テント、ロープ、ポンチョ、その他の軍需品の製造にも使われた。米国の通貨用の高級紙の製造にも使われた。戦争が始まった当初、綿は使用および製造された繊維全体の80%以上を占め、残りのほとんどは羊毛繊維だった。1945年8月までに、合成繊維は綿に代わって25%の市場シェアを獲得した。戦後、絹とナイロンの両方が不足したため、ナイロン製のパラシュート素材がドレスの製造に再利用されることもあった。[ 90 ]
ナイロン6とナイロン66の繊維は、カーペットの製造に使用されます。
ナイロンはタイヤコードに使用される繊維の一種である。ハーマン・E・シュローダーは、タイヤへのナイロンの応用を先駆的に行った人物である。
ナイロン樹脂は自動車産業、特にエンジンルームで広く使用されている。[ 91 ] [ 5 ]： 514
成形ナイロンは、ヘアコームや、機械ねじ、ギア、ガスケット、その他低～中程度の応力がかかる金属鋳造部品などの機械部品に使用されます。 [ 92 ] [ 93 ]エンジニアリンググレードのナイロンは、押出成形、鋳造、射出成形によって加工されます。タイプ6,6ナイロン101は最も一般的な市販グレードのナイロンであり、ナイロン6は最も一般的な市販グレードの成形ナイロンです。[ 94 ] [ 95 ]スパッジャーなどの工具に使用する場合、ナイロンには、構造強度と衝撃強度と剛性を高めるガラス繊維充填タイプと、潤滑性を高める二硫化モリブデン充填タイプがあります。ナイロンは、ガラス繊維や炭素繊維などの強化繊維とともに、複合材料のマトリックス材料として使用できます。このような複合材料は、純粋なナイロンよりも密度が高くなります。[ 96 ]このような熱可塑性複合材料（ガラス繊維25～30％）は、吸気マニホールドなど、エンジンの近くにある自動車部品によく使用されており、これらの材料の優れた耐熱性により、金属の有力な競合相手となっています。[ 97 ]
レミントンナイロン66ライフルのストックはナイロンで作られていた。[ 98 ]現代のグロックピストルのフレームはナイロン複合材でできている。[ 99 ]
ナイロン樹脂は、酸素バリアが必要な食品包装フィルムの成分として使用されています。[ 6 ]ナイロンをベースとしたターポリマーの一部は、包装に日常的に使用されています。ナイロンは、肉の包装やソーセージの鞘に使用されています。[ 100 ]ナイロンの高い耐熱性は、オーブンバッグに役立ちます。[ 101 ]
ナイロンフィラメントは主にブラシ、特に歯ブラシ[ 4 ]や草刈り機に使用されています。また、釣り糸のモノフィラメントとしても使用されています。ナイロン610と612は、フィラメントに最もよく使用されるポリマーです。
その多様な特性により、積層造形における材料としても非常に有用であり、特に、一般消費者向けおよび業務用溶融堆積モデリング（FDM ）3Dプリンターのフィラメントとして利用されている。
ナイロン樹脂は、棒状、管状、シート状に押し出すことができる。[ 5 ]： 209
ナイロン粉末は金属の粉体塗装に用いられる。ナイロン11とナイロン12が最も広く使用されている。[ 5 ]： 53
1940年代半ば、クラシックギタリストのアンドレス・セゴビアは、あるパーティーで英国大使館のリンデマン将軍を含む数人の外国外交官に対し、米国では良質なギター弦、特に彼のお気に入りのピラストロのガット弦が不足していることを話した。1か月後、将軍はデュポン家の何人かを通じて入手したナイロン弦をセゴビアに贈った。セゴビアは、弦はクリアな音を出すものの、かすかに金属的な音色があり、それをなくしたいと思った。[ 102 ]ナイロン弦は、1944年1月にオルガ・コエーリョによって初めて舞台で試された。[ 103 ] 1946年、セゴビアと弦製作者のアルバート・オーガスティンは、共通の友人であるギターレビュー誌の編集者ウラジミール・ボブリによって紹介された。セゴビアの関心とオーガスティンの過去の実験に基づいて、彼らはナイロン弦の開発を続けることにした。デュポン社は当初このアイデアに懐疑的だったが、オーガスティンが実際に弦を開発・製造するならばナイロンを供給することに同意した。3年間の開発を経て、オーガスティンはナイロン製の第一弦を製作し、その品質はデュポン社だけでなくセゴビアをはじめとするギタリストたちをも感銘させた。[ 102 ]しかし、巻弦はより問題が多かった。だが、様々な種類の金属や研磨・艶出し技術を試行錯誤した結果、オーガスティンは高品質のナイロン巻弦も製造できるようになった。[ 102 ]
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