SYNTETISKE MATERIALER: KONCEPT, TYPER OG EKSEMPLER - VIDENSKAB - 2025

De syntetiske materialer er de materialer, der er fremstillet af syntetiserede polymerer eller små molekyler. Forbindelserne, der bruges til at fremstille disse materialer, kommer fra petroleumskemikalier eller petrokemikalier.

Forskellige kemiske forbindelser bruges til at fremstille forskellige typer fibre. De fleste syntetiske materialer er lavet af kemikalier, der kommer fra polymerer, så de er stærkere og mere resistente.

Syntetiske materialer udgør næsten halvdelen af ​​alle de materialer, der bruges inden for alle områder af tekstilteknologi. Der er forskellige metoder til fremstilling af disse materialer, men den mest almindelige er smeltedrejning. I denne proces anvendes høje temperaturer til at ændre og forme formen og dimensioner af fibre eller syntetiske materialer.

Disse materialer er hårde og tilbyder ofte forbrugervenlige funktioner. Nogle af de mest almindelige træk er vandtætte materialer, strækbare materialer og pletteresistente dele.

Dette er muligt, da naturlige fibre er følsomme over for elementerne og har en tendens til at nedbrydes over tid; dette betyder, at de er bionedbrydelige. Naturfibre er også tilbøjelige til at skade fra skadedyr, der lever af dem, ligesom tilfældet er med møl, der lever af bomuld, uld og silke.

Syntetiske fibre er immun mod disse skadedyr og beskadiges ikke af udsættelse for sol, vand eller olie. Nogle af de mest almindelige syntetiske materialer er nylon, polyester, carbonfiber, rayon og spandex eller lycra.

I den senere tid har der været en boom i opfindelsen af ​​nye syntetiske materialer. Med teknologi har forskere opdaget nye syntetiske ruter til at forbinde små molekyler i store polyesterkæder med de rigtige egenskaber til særlig anvendelse.

Et eksempel på disse er de polypropylenfibre, der bruges i tæpper eller de sorter af polyethylen, der bruges til at fremstille plastflasker. De har også formået at udvikle utroligt stærke stoffer som kevlar.

Typer af syntetiske materialer og egenskaber

bioplast

Plast forringes ikke, hvorfor de er en stor kilde til miljøforurening. Derudover stammer de fleste plastmaterialer fra råolie, som ikke kan fornyes.

Men teknologi har gjort det muligt at konvertere vedvarende ressourcer til plast og syntetiske gummier. Disse stoffer er bæredygtige, fordi de sparer fossile ressourcer, og selvom de endnu ikke er bionedbrydelige, er det en stor fremgang for videnskaben.

nylon

Det er en familie af syntetiske polymerer og blev produceret for første gang i 1935; det var den første masseproducerede syntetiske fiber. Dette skyldtes behovet for at erstatte asiatisk silke og hamp i faldskærme under 2. verdenskrig. På det tidspunkt blev det brugt til at fremstille dæk, telte, ponchoer og andre militære forsyninger. Det blev endda brugt til at tjene papirpenge i USA.

Det er meget brandfarligt, det brænder i stedet for at smelte. Det er ret elastisk; det er meget stærkt, det modstår insekter, dyr, svampe og mange kemikalier meget godt.

Det har mange kommercielle anvendelser inden for syntetiske fibre, såsom gulvbelægninger og gummiforstærkninger; Det bruges også til modellering af bildele, især motorrummet, og i elektrisk udstyr, tandbørster, tæpper, nyloner og beklædningsstoffer.

Fast nylon bruges også til at fremstille hårbørster og mekaniske dele, såsom skruer og gear. Nylonharpikser bruges i nogle fødevareemballager; især i dem, der kommer i poser til ovnen og i pølser og kødemballage.

Plastforbindelser

Dette er navnet, der gives til plast, der er forstærket af forskellige fibre for at gøre dem mere elastiske og stærke. Et eksempel er blandingerne mellem polymerer og kulstof, der skaber et let materiale, der bruges til at transportere ting ved hjælp af brændstof effektivt.

Disse forbindelser anvendes i stigende grad især inden for luftfartsindustrien. Airbus A360-fly og Boeing 787 er lavet af 50% bestående af plast. Det eneste, der forhindrer det i at blive brugt mere, især til fremstilling af køretøjer, er dets høje omkostninger.

polyester

Dette materiale er vidt brugt i tekstilindustrien; de fleste tøj har en vis grad af polyester. Der er nogle sorter, der endda er biologisk nedbrydelige, selvom de fleste ikke er det.

Foruden tøj bruges mange polyestervævede stoffer til boligindretning og sengetøj. Polyester findes i skjorter, bukser, jakker, hatte, lagner, dyner, hynder, fyld, polstrede møbler og håndklæder. Industriel polyester bruges til at forstærke dæk, sikkerhedsseler og til at forstærke stærkt absorberende plast.

Dette materiale bruges også til blandt andet at fremstille flasker, kanoer, kabler og hologrammer. Derudover bruges det som en finish på træprodukter, såsom guitarer, klaverer og yachtinteriører.

Polyester er meget modstandsdygtig over for pletter; de eneste farvestoffer, der kan farve det, er de såkaldte spredte farvestoffer. I mange muligheder skabes kombinationer mellem polyester og naturlige fibre for at opnå forskellige resultater. For eksempel er polyester / bomuldsblandingen, polycotton, et stærkt, rynkebestandigt, ikke krympende stof.

Selvreparerende materiale

Disse nye materialer, der udvikles, har evnen til at reparere skader, som på andre tidspunkter kan betragtes som uoprettelige. De blev opdaget i de tidlige 2000'ere.

Polymerer er ikke det eneste materiale, der er i stand til selvhelbredelse, men de er de mest effektive. De involverer meget komplicerede design og er vanskelige at fremstille, men når de repareres, er de mere holdbare end andre polymerer. De forventes i stigende grad at blive brugt til belægning, elektronik og transport.

Kulfiber

Det er en stærk og let forstærket plast, der indeholder kulfiber. Kulfiber kan være dyrt at fremstille, men det bruges vidt i bilindustrien, rumfartsindustrien, anlægsvirksomhed, sportsudstyr og andre tekniske applikationer.

Det er stift, men samtidig formbart og har god modstand mod høje temperaturer.

Kevlar

Kevlar er en meget stærk plast. Det har meget efterspurgte egenskaber, da det er lavet af fibre, der er stærkt presset mod hinanden. Det er en slægtning af nylon, det betragtes som en superpolymer og blev introduceret på markedet i 70'erne.

Det er et meget stærkt materiale, men relativt let. Det smelter ikke og nedbrydes kun ved en temperatur højere end 450 ° C; kulden skader det heller ikke, den kan overleve temperaturer ned til -196 ° C. Den modstår angreb fra forskellige kemikalier, og fugtigheden beskadiger den ikke.

Kevlar er et fremragende anti-ballistisk materiale, da det er vanskeligt for en kugle eller kniv at passere gennem fibrene. Det er stærkere end stål, ligesom moderne rustning, men lettere og mere fleksibelt end stål.

Andre anvendelser til Kevlar inkluderer anvendelse i fremstilling af cykeldæk, sejlbåde og trommehoveder til musikalske trommer.

lycra

Lycra eller spandex er en fiber, der vides at være usædvanligt elastisk; det kan udvides op til 5 gange sin størrelse. Dens mest dyrebare egenskaber er, at det på trods af strækning vender tilbage til sin oprindelige størrelse, og at det tørrer hurtigere end andre stoffer. Det er stærkere og mere holdbart end gummi og blev opfundet i 1950'erne.

På grund af dets elasticitet og styrke, bruges det i mange beklædningsgenstande, især inden for sport. Cykleshorts, badebukser, skibukser, triathlondragter og våddragter er kun et par af de mest almindelige anvendelser. Andre anvendelser inkluderer undertøj, badedragter, handsker og lycra.

Smart reaktive polymerer

Syntetiske gummier og geler kan justere deres form som reaktion på ydre stimuli; dette betyder, at de reagerer på ændringer i miljøet. Denne funktion er meget nyttig, da den kan hjælpe dig med at designe andre smarte materialer, såsom sensorer og alarmer. Når selvhelende teknologi tilføjes denne ligning, kan resultaterne have vigtige anvendelser i mange brancher.

Disse materialer kan være følsomme over for ændringer i temperatur, fugtighed, pH, lysintensitet og magnetiske og elektroniske felter. De kan ændre dens farve, gennemsigtighed eller endda dens form.

De bruges i biomedicinsk teknik, hydrogeler og bionedbrydelig emballage.

akryl

Det blev udviklet i 1940'erne. Det er stærkt, let og varmt, derfor bruges det ofte i trøjer, som møbelpolstring, i tæpper og til at dække støvler og handsker.

Den er så blød, at det føles som uld ved berøring; Efter at have gennemgået en korrekt procedure, kan det bruges til at efterligne andre stoffer såsom bomuld. Det bruges undertiden som erstatning for den dyrere cashmere.

Akryl er meget holdbar og stærk. Det accepterer farve meget godt, har ingen problemer, når det vaskes og er normalt allergivenligt. Hvad angår tøj, bruges det normalt til fremstilling af strømper, tørklæder og hatte. Derudover bruges det i tråde til strikning, især i hækling.

Syntetisk gummi

Oprindelsen af ​​syntetisk gummi går tilbage til slutningen af ​​det 19. århundrede på grund af behovet for at skabe en variant af naturgummi, der kunne imødekomme efterspørgslen fra bilindustrien.

Syntetisk gummi forbedrer den naturlige, fordi dens sammensætning tillader det at være mere håndterbart og lide deformationer uden at miste sin elasticitet.

Lim

Klæbemidlerne kan være af animalsk, vegetabilsk eller syntetisk oprindelse. Sidstnævnte er baseret på polymerer, der stammer fra olie, samt syntetisk gummi eller polyurethanlim.

Til gengæld kan klæbemidler klassificeres i henhold til deres sammensætning i enkomponent- og tokomponentlim.

Polymer ler

Det udfører funktionerne af jordleer, kun det består hovedsageligt af polyvinylchlorid (PVC). Det har været på markedet i kort tid, men dets lave omkostninger og muligheder tillader en stadig mere udbredt anvendelse sammenlignet med traditionel ler.

Silikone

Den syntetiske sammensætning af silikone blev udført i 1938. Det er et meget alsidigt produkt til daglig brug i industrier såsom elektronik, konstruktion, farmaceutiske produkter eller møbler. Dets største mulighed er, at det kan opvarmes til høje temperaturer uden at deformere eller miste dens egenskaber.

termoplast

Termoplast er en kombination af plast, der stammer fra råolie sammen med ilt, brint og kulstof. Dets vigtigste kapacitet er, at de kan smeltes, så de senere kan vedtage den form, du ønsker.

Det anvendes i bilindustrien til udvikling af forlygter, til vandtætte produkter såsom brusegardiner eller regnfrakker eller til fremstilling af rør.

Referencer

1. Hvad er nogle eksempler på syntetiske materialer? Spørgsmål og svar. Gendannes fra reference.com.
2. Fem syntetiske materialer med magten til at ændre verden (2015). Samtalen. Gendannes fra theconversation.com.
3. Nylons (Polyamid) (2017) Plastipedia. Gendannes fra bpf.com.uk.
4. Del 8: Farvning med spredte farvestoffer. (nittenog firsogtyve). AATC. Gendannes fra books.google.com.
5. Hjemmekomfort: Kunsten og videnskaben om at holde hus. (2005) Simon og Schuster. Gendannes fra books.google.com.
6. (2016) Forklar, at Stuff. Gendannes fra declarthatstuff.com.
7. Smart Polymers for Bioseparation and Bioprocessing (2001) CRC. Gendannes fra books.google.com.
8. Kevlar®-mærke. Bedre, stærkere og sikrere. Gendannes fra dupont.com.
9. Produktionsteknologi: materialer, processer og udstyr (2011). Boca Raton, Florida. OS. CRC. Gendannes fra books.google.com.