SINTETIČNI MATERIALI: KONCEPT, VRSTE IN PRIMERI - ZNANOST - 2026

V sintetični materiali so tisti, ki so izdelane iz sintetiziranih polimerov ali majhnih molekul. Spojine, ki se uporabljajo za izdelavo teh materialov, prihajajo iz naftnih kemikalij ali naftnih kemikalij.

Za izdelavo različnih vrst vlaken se uporabljajo različne kemične spojine. Večina sintetičnih materialov je izdelanih iz kemikalij, ki prihajajo iz polimerov, zato so močnejši in bolj odporni.

Sintetični materiali sestavljajo skoraj polovico vseh materialov, ki se uporabljajo na vseh področjih tekstilne tehnologije. Za izdelavo teh materialov obstajajo različne metode, najpogostejša pa je struženje taline. Pri tem postopku se visoke temperature uporabljajo za spreminjanje in oblikovanje oblik in dimenzij vlaken ali sintetičnih materialov.

Ti materiali so težki in pogosto ponujajo uporabnikom prijazne funkcije. Nekatere najpogostejše lastnosti so nepremočljivi materiali, raztegljivi materiali in deli, odporni proti madežem.

To je mogoče, ker so naravna vlakna občutljiva na elemente in se sčasoma razgradijo; to pomeni, da so biološko razgradljivi. Naravna vlakna so tudi nagnjena k poškodbam zaradi škodljivcev, ki se prehranjujejo z njimi, kot je to primer z molji, ki se hranijo z bombažem, volno in svilo.

Sintetična vlakna so imuna na te škodljivce in jih ne poškodujejo izpostavljenost soncu, vodi ali olju. Nekateri najpogostejši sintetični materiali so najlon, poliester, ogljikova vlakna, rajon ter spandex ali likra.

V zadnjem času je prišlo do razcveta z izumom novih sintetičnih materialov. S tehnologijo so znanstveniki odkrili nove sintetične poti za povezovanje majhnih molekul v velike verige iz poliestra s pravilnimi lastnostmi za posebne namene.

Primer za to so polipropilenska vlakna, ki se uporabljajo v preprogah, ali sorte polietilena, ki se uporabljajo za izdelavo plastičnih steklenic. Uspeli so razviti tudi neverjetno močne snovi, kot je kevlar.

Vrste sintetičnih materialov in značilnosti

Bioplastika

Plastika ne razpada, zato je odličen vir onesnaževanja okolja. Poleg tega večina plastike izvira iz surove nafte, ki je ni mogoče obnoviti.

Toda tehnologija je omogočila pretvorbo obnovljivih virov v plastiko in sintetične gume. Te snovi so trajnostne, ker varčujejo s fosilnimi viri in čeprav še niso biološko razgradljive, je to velik napredek za znanost.

Najlon

Gre za družino sintetičnih polimerov in je bil prvič izdelan leta 1935; bilo je prvo množično proizvedeno sintetično vlakno. To je bilo posledica potrebe po zamenjavi azijske svile in konoplje s padali med drugo svetovno vojno. Takrat so ga uporabljali za izdelavo pnevmatik, šotorov, pončo in drugih vojaških potrebščin. V ZDA so ga celo uporabljali za denar.

Je zelo vnetljiv, gori namesto taljenja. Je precej elastičen; je zelo močan, zelo dobro se upira žuželkam, živalim, glivam in mnogim kemikalijam.

Ima veliko komercialnih aplikacij na področju sintetičnih vlaken, kot so talne obloge in gumijaste ojačitve; Uporablja se tudi pri modeliranju avtomobilskih delov, zlasti motornega prostora, ter v električni opremi, zobnih ščetkah, preprogah, najlonih in oblačilih.

Trden najlon se uporablja tudi za izdelavo krtač za lase in mehanskih delov, kot so vijaki in zobniki. V nekaterih embalažah za živila se uporabljajo najlonske smole; zlasti v tistih, ki prihajajo v vrečah za pečico in v embalaži za klobase in meso.

Plastične spojine

Tako je ime dobilo plastika, ki je bila ojačana z različnimi vlakni, da bi postala bolj elastična in močna. Primer so mešanice med polimeri in ogljikom, ki ustvarjajo lahek material, ki se uporablja za učinkovit prevoz stvari z gorivom.

Te spojine se vse pogosteje uporabljajo, zlasti v vesoljski industriji. Letala Airbus A360 in Boeing 787 so narejena iz 50% plastike. Edino, kar preprečuje njegovo večjo uporabo, zlasti pri izdelavi vozil, so visoki stroški.

Poliester

Ta material se pogosto uporablja v tekstilni industriji; večina oblačil ima kakšno kakovost poliestra. Obstaja nekaj sort, ki so celo biološko razgradljive, čeprav jih večina ni.

Poleg oblačil se v pohištvu in posteljnini uporabljajo številne tkanine iz poliestra. Poliester lahko najdemo v majicah, hlačah, jopičih, klobukih, rjuhah, odejah, blazinah, polnilih, oblazinjenem pohištvu in brisačah. Industrijski poliester se uporablja za ojačitev pnevmatik, varnostnih pasov in za krepitev visoko vpojne plastike.

Ta material se med drugim uporablja tudi za izdelavo steklenic, kanujev, kablov in hologramov. Poleg tega se uporablja kot zaključek lesenih izdelkov, kot so kitare, klavirji in notranjost jahte.

Poliester je zelo odporen proti madežem; edino barvilo, ki ga lahko barva, so tako imenovana disperzna barvila. V številnih priložnostih se ustvarijo kombinacije med poliestrskimi in naravnimi vlakni, da se dosežejo različni rezultati. Na primer, mešanica poliestra / bombaža, polikoton, je močna, odporna na gubice, ki se ne krči.

Samopopravljiv material

Ti novi materiali, ki se razvijajo, so sposobni popraviti škodo, ki bi se lahko v drugih časih štela za nepopravljivo. Odkrili so jih v začetku 2000-ih.

Polimeri niso edini material, ki je sposoben samozdravljenja, vendar so najučinkovitejši. Vključujejo zelo zapletene oblike in jih je težko izdelati, vendar so pri popravilu trajnejši od drugih polimerov. Pričakuje se, da se bodo vse pogosteje uporabljali pri prevlekah, elektroniki in prevozu.

Karbonska vlakna

Je močna in lahka ojačana plastika, ki vsebuje ogljikova vlakna. Ogljikova vlakna so lahko draga za izdelavo, vendar se pogosto uporabljajo v avtomobilizmu, vesoljskem, gradbeništvu, športnih izdelkih in drugih tehničnih aplikacijah.

Je trden, a hkrati oblikovan in ima dobro odpornost na visoke temperature.

Kevlar

Kevlar je zelo močna plastika. Ima zelo iskane lastnosti, saj je izdelan iz vlaken, ki so močno stisnjena drug proti drugemu. Je sorodna najlonu, velja za super polimer in je bila na trg uvedena v 70. letih.

Je zelo močan material, vendar razmeroma lahek. Ne topi se in razpade le pri temperaturi, višji od 450 ° C; mraz niti ne škodi, lahko preživi temperature do -196 ° C. Upre se napadom različnih kemikalij in vlaga ga ne poškoduje.

Kevlar je odličen protibalistični material, saj je krogla ali nož težko preiti skozi vlakna. Je močnejši od jekla, kot sodobni oklep, vendar lažji in prožnejši od jekla.

Druge uporabe za Kevlar vključujejo uporabo pri izdelavi koles za pnevmatike, jadrnice in bobne za glasbene bobne.

Likra

Likra ali spandex je vlakno, za katero je znano, da je izjemno elastičen; lahko se razširi do 5-krat večja od svoje velikosti. Njegove najdragocenejše lastnosti so, da se kljub raztezanju vrne v prvotno velikost in se suši hitreje kot druge tkanine. Je močnejši in trpežnejši od gume in je bil izumljen v petdesetih letih prejšnjega stoletja.

Zaradi svoje elastičnosti in trdnosti se uporablja v številnih oblačilih, zlasti v športu. Kolesarske kratke hlače, kopalke, smučarske hlače, triatlonske obleke in mokre obleke so le nekatere izmed najpogostejših uporab. Druge uporabe vključujejo spodnje perilo, kopalke, rokavice in likre.

Pametni reaktivni polimeri

Sintetični gumi in geli lahko prilagodijo svojo obliko kot odziv na zunanje dražljaje; to pomeni, da se odzivajo na spremembe v okolju. Ta sposobnost je zelo uporabna, saj vam lahko pomaga oblikovati druge pametne materiale, na primer senzorje in alarme. Če k tej enačbi dodamo tehnologijo samozdravljenja, bi lahko rezultati imeli veliko koristi v številnih panogah.

Ti materiali so lahko občutljivi na spremembe temperature, vlažnosti, pH, jakosti svetlobe ter magnetnih in elektronskih polj. Lahko spremenijo njegovo barvo, prosojnost ali celo obliko.

Uporabljajo se v biomedicinskem inženiringu, hidrogelih in biorazgradljivi embalaži.

Akril

Razvit je bil v štiridesetih letih 20. Je močan, lahek in topel, zato se pogosto uporablja v puloverjih, kot pohištvo za oblazinjenje, v preprogah in za pokrivanje škornjev in rokavic.

Je tako mehak, da se na dotik zdi kot volna; Po pravilnem postopku ga lahko posnemate druge tkanine, na primer bombaž. Včasih se uporablja kot nadomestilo za dražji kašmir.

Akril je zelo trpežen in močan. Zelo dobro sprejema barvo, pri pranju nima težav in je običajno hipoalergen. Kar se tiče oblačil, se običajno uporablja pri izdelavi nogavic, šal in klobukov. Poleg tega se uporablja v niti za pletenje, zlasti v kvačkanju.

Sintetična guma

Začetki sintetičnega kavčuka segajo v konec devetnajstega stoletja zaradi potrebe po ustvarjanju različice naravnega kavčuka, ki bi lahko zadovoljila povpraševanje avtomobilske industrije.

Sintetična guma se izboljšuje na naravni, saj ji sestava omogoča bolj obvladljivost in trpljenje deformacij, ne da bi pri tem izgubila elastičnost.

Lepila

Lepila so lahko živalskega, rastlinskega ali sintetičnega izvora. Slednje temelji na polimerih, pridobljenih iz nafte, ter na sintetičnem kavčuku ali poliuretanskih lepilih.

Lepila se lahko razvrstijo glede na njihovo sestavo na enokomponentna in dvokomponentna lepila.

Polimerna glina

Izvaja funkcije zemeljske gline, le v glavnem jo sestavlja polivinilklorid (PVC). Na trgu je le kratek čas, a zaradi nizkih stroškov in možnosti omogoča, da se uporablja bolj in bolj široko v primerjavi s tradicionalno glino.

Silikon

Sintetična sestava silikona je bila izvedena leta 1938. Je zelo vsestranski izdelek za vsakodnevno uporabo v panogah, kot so elektronika, gradbeništvo, farmacija ali pohištvo. Njegova največja možnost je, da se lahko segreje na visoke temperature, ne da bi se deformiralo ali izgubilo svoje lastnosti.

Termoplastika

Termoplastika je kombinacija plastike, pridobljene iz surove nafte, skupaj s kisikom, vodikom in ogljikom. Njegova glavna zmogljivost je, da jih je mogoče stopiti, da lahko kasneje sprejmejo obliko, ki jo želite.

Uporablja se v avtomobilski industriji za razvoj žarometov, za nepremočljive izdelke, kot so tuš zavese ali dežni plašči ali za izdelavo cevi.

Reference

1. Kakšni so primeri sintetičnih materialov? Vprašanja in odgovori. Pridobljeno iz reference.com.
2. Pet sintetičnih materialov z močjo spreminjanja sveta (2015). Pogovor. Pridobljeno iz theconversation.com.
3. Najlon (poliamid) (2017) Plastipedia. Pridobljeno iz bpf.com.uk.
4. 8. del: Barvanje z razpršenimi barvili. (devetnajst osemdeset ena). AATC. Pridobljeno iz books.google.com.
5. Domača ugodja: Umetnost in znanost vodenja hiše. (2005) Simon in Schuster. Pridobljeno iz books.google.com.
6. (2016) Pojasnite te stvari. Pridobljeno iz spletnega mesta razloženo.
7. Pametni polimeri za biosepacijo in bioprocesiranje (2001) CRC. Pridobljeno iz books.google.com.
8. Blagovna znamka Kevlar® Boljši, močnejši in varnejši. Pridobljeno s strani dupont.com.
9. Proizvodna tehnologija: materiali, procesi in oprema (2011). Boca Raton, Florida. ZDA CRC. Pridobljeno iz books.google.com.