SYNTETICKÉ MATERIÁLY: KONCEPCE, TYPY A PŘÍKLADY - VĚDA

Tyto syntetické materiály jsou ty materiály, které jsou vyrobeny ze syntetizovaných polymerů nebo malých molekul. Sloučeniny používané k výrobě těchto materiálů pocházejí z ropných chemikálií nebo petrochemikálií.

K výrobě různých typů vláken se používají různé chemické sloučeniny. Většina syntetických materiálů je vyrobena z chemikálií pocházejících z polymerů, takže jsou pevnější a odolnější.

Syntetické materiály tvoří téměř polovinu všech materiálů, které se používají ve všech oblastech textilní technologie. Pro výrobu těchto materiálů existují různé způsoby, ale nejčastější je soustružení z taveniny. V tomto procesu se vysoké teploty používají ke změně a formování tvaru a rozměrů vláken nebo syntetických materiálů.

Tyto materiály jsou houževnaté a často nabízejí funkce přátelské pro spotřebitele. Mezi nejčastější vlastnosti patří vodotěsné materiály, roztažitelné materiály a části odolné proti skvrnám.

To je možné, protože přírodní vlákna jsou citlivá na prvky a mají tendenci se v průběhu času rozpadat; to znamená, že jsou biologicky rozložitelné. Přírodní vlákna jsou také náchylná k poškození škůdci, kteří se na nich živí, jako je tomu u mol, které se živí bavlnou, vlnou a hedvábím.

Syntetická vlákna jsou vůči těmto škůdcům imunní a nejsou poškozena vystavením slunci, vodě nebo oleji. Některé z nejběžnějších syntetických materiálů jsou nylon, polyester, uhlíkové vlákno, hedvábí a spandex nebo lycra.

V nedávné době došlo ve vynálezu k vývoji nových syntetických materiálů. Díky technologii vědci objevili nové syntetické cesty, jak spojit malé molekuly do velkých polyesterových řetězců se správnými vlastnostmi pro konkrétní použití.

Příkladem jsou polypropylenová vlákna, která se používají v kobercích nebo odrůdy polyethylenu, které se používají k výrobě plastových lahví. Podařilo se jim také vyvinout neuvěřitelně silné látky, jako je kevlar.

Druhy syntetických materiálů a vlastnosti

Bioplasty

Plasty se nerozkládají, a proto jsou velkým zdrojem znečištění životního prostředí. Navíc většina plastů pochází z ropy, která není obnovitelná.

Technologie však umožnila přeměnit obnovitelné zdroje na plasty a syntetické kaučuky. Tyto látky jsou udržitelné, protože šetří fosilní zdroje, a přestože ještě nejsou biologicky rozložitelné, je to pro vědu velký pokrok.

Nylon

Je to rodina syntetických polymerů a byla vyrobena poprvé v roce 1935; to bylo první sériově vyráběné syntetické vlákno. Toto bylo kvůli potřebě nahradit asijské hedvábí a konopí v padáku během druhé světové války. V té době to bylo zvyklé na výrobu pneumatik, stanů, ponchos a jiných vojenských potřeb. Ve Spojených státech se dokonce vydělalo papírové peníze.

Je vysoce hořlavý, místo tavení hoří. Je to docela elastické; je velmi silný, dobře odolává hmyzu, zvířatům, plísním a mnoha chemikáliím.

To má mnoho komerčních použití v syntetických vláknech, takový jako v podlahových krytinách a gumových zesíleních; Používá se také při modelování automobilových dílů, zejména v motorovém prostoru, a v elektrickém vybavení, zubních kartáčcích, kobercích, nylonech a oděvních tkaninách.

Solid nylon se také používá k výrobě kartáčů na vlasy a mechanických částí, jako jsou šrouby a ozubená kola. Nylonové pryskyřice se používají v některých obalech potravin; zejména u těch, které přicházejí do sáčků pro troubu a do uzenin a obalů masa.

Plastové směsi

Toto je jméno dané plastům, které byly vyztuženy různými vlákny, aby byly pružnější a pevnější. Příkladem jsou směsi polymerů a uhlíku, které vytvářejí lehký materiál, který se používá k efektivní přepravě věcí pomocí paliva.

Tyto sloučeniny se stále více používají, zejména v leteckém průmyslu. Letadla Airbus A360 a Boeing 787 jsou vyrobeny z 50% z plastů. Jedinou věcí, která brání jeho většímu použití, zejména při výrobě vozidel, jsou vysoké náklady.

Polyester

Tento materiál je široce používán v textilním průmyslu; většina oblečení má nějaký stupeň polyesteru. Existují některé odrůdy, které jsou dokonce biologicky rozložitelné, i když většina jich není.

Kromě oděvů se v bytovém textilu a ložním prádle používá mnoho polyesterových tkanin. Polyester lze nalézt v košilích, kalhotách, bundách, kloboucích, prostěradlech, peřinách, polštářích, výplních, čalouněném nábytku a ručnících. Průmyslový polyester se používá k vyztužení pneumatik, bezpečnostních pásů a vyztužení vysoce savých plastů.

Tento materiál se mimo jiné používá k výrobě lahví, kánoí, kabelů a hologramů. Navíc se používá jako povrchová úprava dřevěných výrobků, jako jsou kytary, klavíry a interiéry jachet.

Polyester je vysoce odolný vůči skvrnám; jediná barviva, která je mohou barvit, jsou tzv. disperzní barviva. Při mnoha příležitostech se vytvářejí kombinace polyesteru a přírodních vláken, aby se získaly různé výsledky. Například směs polyester / bavlna, polykotton, je silná, nezvrásněná látka, nezmršťující se.

Samopravující materiál

Tyto nové materiály, které se vyvíjejí, mají schopnost opravit poškození, které by jinak mohlo být považováno za nenapravitelné. Byly objeveny na počátku 2000. let.

Polymery nejsou jediným materiálem schopným se samoléčení, ale jsou nejúčinnější. Zahrnují velmi komplikované konstrukce a je obtížné je vyrobit, ale po opravě jsou odolnější než jiné polymery. Očekává se, že budou stále více používány v nátěrech, elektronice a dopravě.

Uhlíkové vlákno

Je to silný a lehký zesílený plast, který obsahuje uhlíkové vlákno. Výroba uhlíkových vláken může být nákladná, ale široce se používá v automobilovém průmyslu, letectví, stavebnictví, sportovních potřebách a dalších technických aplikacích.

Je tuhá, ale současně tvarovatelná a má dobrou odolnost vůči vysokým teplotám.

Kevlar

Kevlar je velmi silný plast. Má velmi vyhledávané vlastnosti, protože je vyrobena z vláken, která jsou silně přitlačena proti sobě. Je to příbuzný nylonu, je považován za super polymer a byl uveden na trh v 70. letech.

Je to velmi silný materiál, ale relativně lehký. Taje a nerozkládá se pouze při teplotě vyšší než 450 ° C; chlad to také nepoškodí, může přežít teploty až do -196 ° C. Odolává útokům různých chemikálií a vlhkost je nepoškozuje.

Kevlar je vynikající protibalistický materiál, protože pro kulku nebo nůž je obtížné projít vlákny. Je silnější než ocel, jako moderní brnění, ale lehčí a pružnější než ocel.

Další použití pro Kevlar zahrnuje použití při výrobě pneumatik pro jízdní kola, plachetnic a hlavic bubnů pro hudební bubny.

Lycra

Lycra nebo spandex je vlákno, o kterém je známo, že je výjimečně elastické; to může rozšířit až 5 krát jeho velikost. Jeho nejcennější vlastnosti jsou, že i přes roztahování se vrací do své původní velikosti a že rychle schne než jiné tkaniny. Je silnější a odolnější než guma a byl vynalezen v 50. letech 20. století.

Díky své pružnosti a pevnosti se používá v mnoha oděvních výrobcích, zejména ve sportu. Cyklistické šortky, plavky, lyžařské kalhoty, triatlonové obleky a neoprenové obleky jsou jen některé z nejčastějších použití. Další použití zahrnuje spodní prádlo, plavky, rukavice a lycru.

Inteligentní reaktivní polymery

Syntetické kaučuky a gely mohou upravit svůj tvar v reakci na vnější podněty; to znamená, že reagují na změny prostředí. Tato funkce je velmi užitečná, protože vám může pomoci navrhnout další inteligentní materiály, jako jsou senzory a alarmy. Pokud se do této rovnice přidá samoléčitelná technologie, výsledky by mohly mít důležité využití v mnoha průmyslových odvětvích.

Tyto materiály mohou být citlivé na změny teploty, vlhkosti, pH, intenzity světla a magnetických a elektronických polí. Mohou změnit jeho barvu, průhlednost nebo dokonce jeho tvar.

Používají se v biomedicínském inženýrství, hydrogelech a biologicky rozložitelných obalech.

Akryl

Byl vyvinut ve 40. letech 20. století a je silný, lehký a teplý, proto se běžně používá ve svetrech, jako čalounictví nábytku, v kobercích a na zakrytí bot a rukavic.

Je tak měkký, že se na dotek cítí jako vlna; Poté, co prošel správným postupem, může být použit k napodobení jiných látek, jako je bavlna. Někdy se používá jako náhrada za dražší kašmír.

Akryl je velmi odolný a silný. Přijímá barvu velmi dobře, nemá žádné problémy při praní a je obvykle hypoalergenní. Pokud jde o oblečení, obvykle se používá při výrobě punčoch, šátků a klobouků. Kromě toho se používá v nití k pletení, zejména v háčkování.

Syntetická guma

Počátky syntetického kaučuku sahají do konce devatenáctého století kvůli potřebě vytvořit variantu přírodního kaučuku, která by mohla uspokojit poptávku automobilového průmyslu.

Syntetický kaučuk se zlepšuje na přírodním, protože jeho složení mu umožňuje lepší zvládnutí a deformaci bez ztráty pružnosti.

Lepidla

Lepidla mohou být živočišného, rostlinného nebo syntetického původu. Ten je založen na polymerech odvozených od ropy, jakož i na syntetickém kaučuku nebo polyurethanových lepidlech.

Adheziva lze zase podle svého složení rozdělit na jednosložková a dvousložková lepidla.

Polymerový jíl

Provádí funkce zemské hlíny, pouze je složena převážně z polyvinylchloridu (PVC). To je na trhu na krátkou dobu, ale jeho nízké náklady a možnosti umožňují stále rozšířenější použití ve srovnání s tradičním jílem.

Silikon

Syntetické složení silikonu bylo provedeno v roce 1938. Jedná se o velmi všestranný produkt pro každodenní použití v průmyslových odvětvích, jako je elektronika, stavebnictví, farmaceutický průmysl nebo nábytek. Jeho největší možností je, že může být zahříván na vysoké teploty bez deformace nebo ztráty svých vlastností.

Termoplasty

Termoplasty jsou kombinací plastů získaných z ropy spolu s kyslíkem, vodíkem a uhlíkem. Jeho hlavní kapacita spočívá v tom, že je lze roztavit, aby si později mohli osvojit požadovaný tvar.

Používá se v automobilovém průmyslu pro vývoj světlometů, pro nepromokavé výrobky, jako jsou sprchové závěsy nebo pláštěnky nebo pro výrobu trubek.

Reference

Jaké jsou příklady syntetických materiálů? Otázky a odpovědi. Obnoveno z reference.com.
Pět syntetických materiálů se schopností změnit svět (2015). Konverzace. Obnoveno z webu theconversation.com.
Nylon (polyamid) (2017) Plastipedia. Obnoveno z bpf.com.uk.
Část 8: Barvení disperzními barvivy. (devatenáct osmdesát jedna). AATC. Obnoveno z books.google.com.
Domácí pohodlí: Umění a věda vedení domu. (2005) Simon a Schuster. Obnoveno z books.google.com.
(2016) Vysvětlete, že Stuff. Obnoveno z adresy expthatstuff.com.
Inteligentní polymery pro biologickou separaci a biologické zpracování (2001) CRC. Obnoveno z books.google.com.
Značka Kevlar®. Lepší, silnější a bezpečnější. Obnoveno z dupont.com.
Technologie výroby: Materiály, procesy a zařízení (2011). Boca Raton, Florida. NÁS. CRC. Obnoveno z books.google.com.

SYNTETICKÉ MATERIÁLY: KONCEPCE, TYPY A PŘÍKLADY - VĚDA - 2025