Vải Nylon là gì? Ưu – nhược điểm và ứng dụng của vải Nylon

Vải nylon là một trong những loại sợi tổng hợp phổ biến nhất hiện nay, được ứng dụng rộng rãi trong cả ngành thời trang lẫn công nghiệp. Với đặc tính nổi bật như độ bền cao, khả năng chống thấm nước và trọng lượng nhẹ, nylon đã trở thành lựa chọn lý tưởng cho nhiều sản phẩm từ quần áo, balo, đến dây thừng và lưới đánh cá. Vậy vải nylon là gì, có những ưu điểm nào? Hãy cùng Synex tìm hiểu chi tiết trong bài viết dưới đây.

Cùng tham khảo một số mẫu vải thun poly của công ty Synex

Giới thiệu chung về Nylon

Nguồn gốc

Nylon là loại polymer tổng hợp đầu tiên thành công về mặt thương mại. Wallace Carothers được ghi nhận là người phát minh ra cao su tổng hợp và Nylon vào khoảng năm 1933 tại DuPont. Nó được sản xuất lần đầu tiên vào ngày 28 tháng 2 năm 1935 tại Trạm thí nghiệm DuPont. Sợi được thương mại hóa vào khoảng năm 1938 và vẫn được sử dụng rộng rãi cho đến ngày nay.

Nylon lần đầu tiên được sử dụng làm bàn chải đánh răng có lông chải bằng Nylon vào năm 1938, sau đó nổi tiếng dùng vớ da mảnh của phụ nữ hoặc được trưng bày tại Hội chợ Thế giới New York năm 1939. Trong Thế chiến II, hầu hết lượng Nylon đã được chuyển hướng cho quân đội để sử dụng trong dù và dây dù. Việc sử dụng Nylon và các loại nhựa khác trong thời chiến đã làm tăng đáng kể thị trường cho các vật liệu mới.

Thành phần hóa học

Polyamide là một polyme có chứa nhóm amide (–NH–CO–) trong nhánh chính của nó như một phần lặp lại  hay trùng hợp của chuỗi. Khi một loại polyamide tổng hợp chuỗi dài trong đó ít hơn 85% liên kết amide được gắn vào hai nhóm aliphatic, polyamide này được gọi là Nylon và có đặc tính nhiệt dẻo mềm như lụa.

Sợi Nylon được tạo thành từ các đại phân tử tuyến tính có các đơn vị cấu trúc được liên kết bởi nhóm amide (–NH–CO–). Do đó, các sợi này được gọi là sợi Polyamide.

Nylon chủ yếu được hình thành bằng phản ứng trùng hợp ngưng tụ diamine với diacid mặc dù chúng cũng có thể được hình thành bằng phản ứng trùng hợp cộng.

Các loại Nylon phổ biến

Có một số loại sợi Nylon, mỗi loại có các tính chất và đặc điểm khác nhau. Sau đây là một số loại sợi Nylon phổ biến nhất:

• Nylon 6: Loại Nylon này được làm từ một monome duy nhất, caprolactam. Đây là một homopolymer được hình thành bằng quá trình trùng hợp mở vòng. Nó có điểm nóng chảy cao và khả năng chống mài mòn tốt.
• Nylon 6,6: Loại phổ biến nhất được làm từ được làm từ hai monome, hexamethylenediamine và axit adipic. Cả hai monome này đều chứa 6 nguyên tử cacbon nên có tên là Nylon 6,6. Trước khi tên Nylon 6,6 được sử dụng, nó được gọi bằng tên mã là “sợi 66” (fiber 66). Nó có điểm nóng chảy cao hơn Nylon 6 và bền hơn và cứng hơn. 

Trong dệt may, Nylon 6 và Nylon 6,6 là hai loại quan trọng nhất.

• Nylon 4,6: Loại Nylon này được làm từ hai monome khác nhau, butadien và axit adipic. Nó được biết đến với khả năng chịu nhiệt cao, cũng như độ bền và độ chắc.
• Nylon 11: Nó được làm từ một nguồn tài nguyên tái tạo, dầu thầu dầu. Nó được biết đến với tính linh hoạt, khả năng chống hóa chất và khả năng hấp thụ độ ẩm thấp, và thường được sử dụng trong sản xuất ống và các loại hệ thống truyền chất lỏng khác.
• Nylon 12: Nylon 12 được làm từ lauro lactam, và được biết đến với khả năng hấp thụ độ ẩm thấp và khả năng chống hóa chất tuyệt vời. Nó thường được sử dụng trong sản xuất ống, lớp phủ dây và các loại thành phần công nghiệp khác.
• Nylon sinh học: Đây là loại sợi Nylon được làm từ các nguồn tài nguyên tái tạo như dầu thầu dầu, ngô hoặc mía. Đây là một giải pháp thay thế thân thiện với môi trường cho sợi Nylon truyền thống và thường được sử dụng trong sản xuất quần áo, phụ tùng ô tô và các ứng dụng công nghiệp khác.

Quy trình sản xuất sợi Nylon

Biểu đồ quy trình sản xuất sợi Nylon cơ bản gồm các bước sau.

Trong đó có thể chia làm ba nhóm cơ bản:

• Sợi filament Nylon cơ bản (10)
• Sợi filament Nylon qua nhiều bước xử lý (11)
• Sợi xơ ngắn Nylon (staple) (12)

• Nguyên liệu thô (Raw Materials): Axit adipic và hexamethylene diamine là hai nguyên liệu thô chính cần thiết để sản xuất sợi Nylon.
• Trùng hợp (Polymerization): Axit adipic và hexamethylene diamine phản ứng với nhau dưới nhiệt độ và áp suất để tạo thành nhựa Nylon.
• Đông đặc (Solidification): Nhựa Nylon lỏng được làm nguội và đông đặc.
• Tạo chip nhựa (Pelletization): Nhựa Nylon đông đặc được chia thành các viên nhỏ gọi là chip Nylon.
• Kéo sợi nóng chảy (Melt Spinning): Các hạt chip được làm nóng chảy và đùn qua các đầu kéo sợi(spinnerets) để tạo thành các sợi liên tục (Filaments).
• Làm nguội (Quenching): Các sợi filament được làm nguội nhanh trong nước để đông đặc lại.
• Kéo định hình (Drawing): Các sợi filament đông đặc được kéo căng để định hướng các phân tử trong cấu trúc và tăng độ bền.
• Định hình nhiệt (Heat Setting): Các sợi được kéo căng được làm nóng để định hướng và ngăn ngừa co rút.
• Tạo kết cấu xoăn (Texturing): Các sợi được làm cứng bằng nhiệt có thể trải qua quá trình tạo kết cấu xoắn dún gần tương tự như sợi như nhiên hoặc hình thức kết cấu mong muốn khác (POY, DTY, ATY,…).
• Hoàn thiện (Finishing): Sợi Nylon được hoàn thiện bằng nhiều phương pháp xử lý khác nhau để cải thiện hiệu suất và ngoại quan của chúng, chẳng hạn như phủ lên lớp làm bóng, khả nhuộm màu hoặc chống cháy.
• Cắt (Cutting): Đây là bước lựa chọn để tạo thành xơ ngắn (staple), các sợi filament được cắt thành các đoạn ngắn hơn.
• Đóng gói (Packing): Sợi nylon được đóng thành kiện hoặc hộp.

Tính chất vải Nylon

Tính chất hóa học

• Tác động của axit: Ít kháng axit hơn kiềm. Axit gây ra sự thủy phân các nhóm amid, làm giảm hoặc mất hiệu quả của liên kết H giữa các polyme và do đó làm suy yếu Nylon.[3] Tuy nhiên, nó vẫn không phản ứng với axit axetic và axit fomic loãng, ngay cả khi được đun nóng. Axit formic đậm đặc có thể hòa tan Nylon 6,6. Nylon 6 cũng nhạy cảm với axit khoáng nhưng có thể chịu được axit hữu cơ sôi nhẹ. 
• Tác động của kiềm: Tiếp xúc lâu dài với kiềm sẽ gây ra sự thủy phân kiềm đáng kể của polymer Nylon do đó làm suy yếu Nylon. Nó có khả năng chống lại vi sinh vật cao và có khả năng chống mài mòn cao.
• Tác động của thuốc tẩy: Sợi Nylon thường có khả năng chống hư hại do cả thuốc tẩy oxy hóa và thuốc tẩy khử, nhưng có thể bị ảnh hưởng bởi clo và thuốc tẩy oxy hóa mạnh.

• Dung môi hữu cơ: Hầu hết các dung môi đều ít hoặc không ảnh hưởng đến Nylon. Tuy nhiên, phenol, metacresol và axit fomic có thể hòa tan sợi. May mắn thay, các dung môi thường được sử dụng để tẩy vết bẩn và giặt khô không gây hại.
• Ánh sáng: Nylon không đổi màu khi tiếp xúc với ánh sáng. Tuy nhiên, Nylon 6 dần mất độ bền khi tiếp xúc với ánh sáng kéo dài.
• Sinh học: Nylon không dễ bị hư hại do vi sinh vật hoặc ấu trùng bướm đêm.
• Điện: Nylon có đặc tính cách điện cao, có thể dẫn đến tích tụ điện tích tĩnh trên sợi.
• Khả năng cháy: Nylon cháy chậm

Tính chất vật lý

• Độ bền (Tenacity): Độ bền khô dao động từ 4-9 gam/den, với độ bền ướt đạt 90% độ bền khô.
• Độ đàn hồi (Elasticity): Thường có thẻ kéo dài 20-40% trước khi đạt đến điểm đứt.
• Độ cứng (Stiffness): Giảm trong khoảng từ 20 đến 40 gam/den.
• Độ hồi ẩm (Moisture regains): Khoảng 3,5-5%, không hấp thụ ẩm nhiều do cấu trúc tinh thể của nó.
• Trọng lượng riêng: Khoảng 1,14.
• Khả năng chống mài mòn (Abrasion resistance): Thể hiện độ bền tuyệt vời chống lại sự hao mòn.
• Độ ổn định kích thước (Dimensional stability): Thể hiện khả năng chống chịu tốt với những thay đổi về hình dạng hoặc kích thước.
• Độ đàn hồi (Resilience): Thể hiện khả năng phục hồi tuyệt vời.
• Điểm mềm (Softening point): Nylon 6,6 mềm ở 229°C, trong khi Nylon 6 mềm ở 149°C.
• Điểm nóng chảy (Melting point): Nylon 6,6 có điểm nóng chảy là 252°C, trong khi Nylon 6 nóng chảy ở 215°C.
• Cảm giác tay (Hand-feel): Nổi tiếng với cảm giác tay mềm mại và mịn màng.

Ưu điểm vải nylon

• Độ bền cao (High strength): Sợi Nylon được biết đến với độ bền cao và khả năng chống mài mòn tuyệt vời. Nylon cực kỳ bền và chắc, lý tưởng cho các ứng dụng cần độ bền. Nó có độ bền kéo cao, nghĩa là nó có thể chịu được lực kéo đáng kể mà không bị đứt.
• Trọng lượng nhẹ (Lightweight): Nylon tương đối nhẹ, giúp chúng dễ xử lý và sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau.
• Độ bền (Durability): Nylon có khả năng chống mài mòn và rách, hóa chất và bức xạ UV, khiến chúng trở thành lựa chọn bền bỉ cho các ứng dụng đòi hỏi hiệu suất lâu dài(long-term performance).
• Tính linh hoạt (Flexibility): Sợi Nylon có độ linh hoạt tốt và có thể dễ dàng tạo thành nhiều hình dạng và kiểu dáng khác nhau. Điều này làm cho chúng phù hợp để sử dụng trong nhiều ứng dụng, bao gồm hàng dệt may, thảm và vật liệu tổng hợp.

• Khả năng chống ẩm (Moisture resistance): Sợi Nylon kỵ nước và hấp thụ rất ít độ ẩm giúp nó khô nhanh. Khả năng chống ẩm này giúp nó hữu ích trong các sản phẩm tiếp xúc với nước hoặc mồ hôi, chẳng hạn như đồ đi mưa, lều và vải hiệu suất được sử dụng trong đồ thể thao.

• Điểm nóng chảy cao (High melting point): Sợi Nylon có điểm nóng chảy cao, khiến chúng phù hợp để sử dụng trong các ứng dụng nhiệt độ cao.

• Khả năng nhuộm tốt (Good dyeability): Sợi Nylon có thể dễ dàng nhuộm để đạt được nhiều màu sắc, khiến chúng trở nên phổ biến trong ngành dệt may.[3] Sợi nylon giữ màu trong thời gian dài mà không bị phai màu đáng kể. Điều này làm cho Nylon trở nên lý tưởng cho các mặt hàng cần màu sắc rực rỡ, lâu trôi, chẳng hạn như quần áo và đồ gia dụng.
• Bề mặt nhẵn và hơi bóng (Smooth Texture and Luster): Nylon có bề mặt nhẵn tự nhiên và hơi bóng, tạo cho nó vẻ ngoài bóng bẩy. Nó có thể được sử dụng để tạo ra các loại vải mềm mại khi chạm vào và đẹp về mặt thẩm mỹ.
• Ứng dụng linh hoạt (Versatility): Nylon có thể được sản xuất dưới nhiều dạng khác nhau, bao gồm sợi, vải, màng và các bộ phận đúc khối. Điều này làm cho nó trở thành một vật liệu linh hoạt có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng, từ quần áo và đồ bọc đến các thành phần công nghiệp và phụ tùng ô tô.

So sánh vải Nylon và Polyester

Thành phần: Nylon được làm từ polyamide được tạo ra từ quá trình trùng hợp các amit, có nguồn gốc từ hóa dầu. Polyester được làm từ polymer của ethylene glycol và axit terephthalic, cũng có nguồn gốc từ hóa dầu.

Sức mạnh và độ bền: Sợi nylon được biết đến với độ bền kéo và độ bền vật liệu cao. Chúng đặc biệt bền và chống mài mòn, khiến chúng trở nên lý tưởng cho các ứng dụng như đồ dùng ngoài trời, thảm và tất. Sợi polyester cũng bền nhưng nhìn chung có độ bền kéo thấp hơn một chút so với Nylon. Tuy nhiên, Polyester vẫn bền và chống mài mòn tốt.

Độ hút ẩm: Nhìn chung vải Nylon và vải Polyester đều gần như hút ẩm rất ít. Tuy nhiên, Nylon có tỷ lệ hấp thụ độ ẩm cao hơn Polyester, dẫn đến thời gian khô lâu hơn. Polyester có khả năng hấp thụ độ ẩm thấp, giúp khô nhanh và chống nấm mốc.

Độ đàn hồi và co giãn: Vải Nylon có độ đàn hồi và co giãn tốt, cho phép nó giữ nguyên hình dạng và chống nhăn. Tính chất này làm cho nó phù hợp với các mặt hàng như đồ thể thao và tất. Polyester cũng có một số độ đàn hồi nhưng thường không nhiều bằng Nylon. Nó có xu hướng kém linh hoạt hơn và có thể không phục hồi hình dạng sau khi kéo giãn.

Xem thêm:

Độ nhạy nhiệt: Nylon nhạy cảm với nhiệt và có thể tan chảy ở nhiệt độ cao. Có thể cần xử lý cẩn thận trong quá trình giặt và sấy để tránh hư hỏng. Polyester chịu nhiệt tốt hơn so với Nylon. Nó có thể chịu được nhiệt độ cao hơn và ít có khả năng tan chảy hơn, giúp dễ chăm sóc hơn khi giặt và sấy.

Nhuộm: Thuốc nhuộm phân tán (Disperse dye) được sử dụng để nhuộm Polyester trong khi thuốc nhuộm axit (Axit dye) được sử dụng để nhuộm vải Nylon. Polyester phản ứng với quá trình nhuộm tốt hơn nhiều so với Nylon. Thuốc nhuộm được hấp thụ tốt và polyester có độ bền màu tốt. Polyester CD có thể nhuộm Cationic (CD)và được nhuộm theo cách khác, tạo ra màu sắc phong phú và sống động hơn. Thuốc nhuộm đôi khi được hấp thụ không đều trên vải Nylon, tạo ra các sọc không mong muốn. Và Nylon cũng không đặc biệt bền màu. Dưới tia UV, Nylon nhuộm phai màu nhanh hơn polyester. 

Chi phí: Nylon đắt hơn Polyester vì quy trình sản xuất Nylon từ Polyme, Chip đến vải thành phẩm phức tạp hơn. Và Nylon có thể đắt hơn các vật liệu tổng hợp khác như acetate, acrylic, lyocell, Microfiber và các lựa chọn tương tự.

Ngoại quan và kết cấu sợi: Nylon có bề mặt nhẵn, bóng và có thể bắt chước cảm giác của sợi tự nhiên như lụa. Nó thường có vẻ ngoài sang trọng hơn. Sợi polyester có thể có nhiều kết cấu và hình dạng khác nhau. Nhìn chung, nó ít bóng hơn Nylon nhưng có thể được thiết kế để trông giống như các vật liệu khác nhau.

Tác động tới môi trường: Việc sản xuất Nylon liên quan đến một quá trình hóa học phức tạp hơn và có tác động môi trường cao hơn, bao gồm việc thải ra khí nhà kính và sử dụng tài nguyên không tái tạo. Sản xuất polyester cũng có những lo ngại về môi trường nhưng ít phức tạp hơn. Nó thường được tái chế dễ dàng hơn, với polyester tái chế được sử dụng trong nhiều sản phẩm.

Kết luận: Nylon chắc chắn, bền, khả năng hấp thụ độ ẩm cao, độ đàn hồi tốt, nhạy cảm với nhiệt, bề ngoài mịn và sáng bóng. Polyester chắc chắn nhưng kém hơn Nylon một chút, khả năng hấp thụ độ ẩm thấp, độ đàn hồi vừa phải, chịu nhiệt tốt hơn, kết cấu và bề ngoài đa dạng.Cả hai loại sợi đều có điểm mạnh riêng và được lựa chọn dựa trên nhu cầu cụ thể của ứng dụng, cho dù đó là độ bền, khả năng quản lý độ ẩm hay vẻ ngoài.

Ứng dụng của vải Nylon và sợi Nylon

Nylon được sử dụng rộng rãi trong đời sống từ sợi đến vải dệt gồm cả dệt thoi và dệt kim. Ngoài ra, Nylon cũng thường được phối với các loại nguyên liệu khác như Spandex, Polyester, Cotton, Wool, Rayon,… để đa dạng tính năng sử dụng hơn.

Quần áo: 

Nylon 6,6 có bản chất chống thấm nước, khiến nó trở thành lựa chọn phổ biến cho đồ bơi. Nylon 6,6 cũng tốt cho các thiết bị ngoài trời như lều, balo và túi ngủ do bản chất chống nước và chịu nhiệt của nó.

Nylon 6 nhẹ nhưng bền, lý tưởng cho các ứng dụng chịu va đập và chịu ứng suất cao. Nylon 6 tạo ra sợi mỏng và thoải mái cho trang phục thoáng khí. Thích hợp cho đồ thể thao và đồ lót vì đặc tính thấm hút ẩm. Cụ thể:

• Áo: áo kiểu, áo sơ mi và áo thường ngày
• Đầm và váy: đầm váy dạ hội và thường ngày
• Quần ngắn và quần dài: quần âu và quần thường ngày
• Quần áo thể thao: quần legging, quần short, áo bra thể thao và áo tập.
• Chất liệu ôm sát cơ thể: quần tất, vớ da và tất

• Đồ bơi: bikini, đồ lặn, áo bơi và quần bơi
• Đồ lót: áo ngực, quần lót và đồ định hình

Đồ gia dụng: Nylon là vật liệu phổ biến cho nhiều đồ gia dụng khác nhau, chẳng hạn như thảm, vải bọc đồ nội thất, dây thừng,…

Ứng dụng công nghiệp: Nylon đóng vai trò quan trọng trong các thiết bị dệt công nghiệp như dây lốp,dây đai, vải lọc, chỉ khâu,… Một số ứng dụng khác như: 

• Phụ kiện: mũ, khăn quàng cổ, găng tay và thắt lưng
• Túi ngủ và đồ dùng ngoài trời: lều và ba lô
• Quần áo và đồ dùng quân đội: đồng phục và balo
• Vải dệt y tế: băng và áo choàng phẫu thuật

Kết luận

Vải nylon là một bước tiến quan trọng trong ngành công nghiệp sợi tổng hợp, thể hiện sự đổi mới và sáng tạo không ngừng của con người. Với các ưu điểm vượt trội như độ bền cao, khả năng chống mài mòn, nhẹ và không thấm nước, nylon đã khẳng định vị thế của mình trong nhiều lĩnh vực như thời trang, gia dụng, y tế và công nghiệp. Nhờ tính linh hoạt và hiệu quả trong sử dụng, nylon tiếp tục là lựa chọn ưu tiên trong sản xuất và đời sống hiện đại, góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm và đáp ứng nhu cầu ngày càng đa dạng của thị trường.