Συνθετικά υλικά Έννοια, τύποι και παραδείγματα

Το συνθετικά υλικά είναι εκείνα τα υλικά που κατασκευάζονται από συνθετικά πολυμερή ή μικρά μόρια. Οι ενώσεις που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή αυτών των υλικών προέρχονται από χημικές ουσίες που προέρχονται από πετρέλαιο ή πετροχημικά.

Διαφορετικές χημικές ενώσεις χρησιμοποιούνται για την κατασκευή διαφόρων τύπων ινών. Τα περισσότερα συνθετικά υλικά κατασκευάζονται από χημικά που προέρχονται από πολυμερή, επομένως είναι ισχυρότερα και πιο ανθεκτικά.

Τα συνθετικά υλικά αποτελούν σχεδόν το ήμισυ όλων των υλικών που χρησιμοποιούνται σε όλους τους τομείς της κλωστοϋφαντουργικής τεχνολογίας. Υπάρχουν διαφορετικές μέθοδοι για την κατασκευή αυτών των υλικών, αλλά η συνηθέστερη στροφή γίνεται σε κατάσταση σύντηξης. Σε αυτή τη διαδικασία, οι υψηλές θερμοκρασίες χρησιμοποιούνται για να αλλάξουν και να διαμορφώσουν το σχήμα και τις διαστάσεις των ινών ή των συνθετικών υλικών.

Αυτά τα υλικά είναι ανθεκτικά και τείνουν να προσφέρουν χαρακτηριστικά φιλικά προς τον καταναλωτή. Μερικά από τα πιο κοινά χαρακτηριστικά είναι τα αδιάβροχα υλικά, τα ελαστικά υλικά και τα μέρη που είναι ανθεκτικά στα λεκέδες.

Αυτό είναι δυνατό επειδή οι φυσικές ίνες είναι ευαίσθητες στα στοιχεία και έχουν την τάση να ραγίσει με το πέρασμα του χρόνου? Αυτό σημαίνει ότι είναι βιοδιασπώμενα. Οι φυσικές ίνες είναι επίσης επιρρεπείς σε ζημιές από τα παράσιτα που τρέφονται από αυτά, όπως σκώροι σίτιση βαμβάκι, μαλλί και μετάξι.

Οι συνθετικές ίνες είναι άνοσοι σε αυτά τα παράσιτα και δεν υποφέρουν από ζημιές από την έκθεση στον ήλιο, το νερό ή το πετρέλαιο. Μερικά από τα πιο κοινά συνθετικά υλικά είναι νάιλον, πολυεστέρας, ίνες άνθρακα, ρεγιόν και σπαντέξ ή λυρά.

Τον τελευταίο καιρό, προέκυψε μια έκρηξη όσον αφορά την εφεύρεση νέων συνθετικών υλικών. Τεχνολογία, οι επιστήμονες έχουν ανακαλύψει νέες συνθετικές οδούς για να δεσμεύσει μικρών μορίων σε μεγάλα πολυεστέρα αλυσίδες με τις σωστές ιδιότητες για ειδικές χρήσεις.

Ένα παράδειγμα αυτών είναι ίνες πολυπροπυλενίου χρησιμοποιούνται σε χαλιά ή ποικιλίες πολυαιθυλενίου χρησιμοποιούνται για να κάνουν πλαστικές φιάλες. Έχουν καταφέρει επίσης να αναπτύξουν απίστευτα ισχυρές ουσίες όπως το kevlar.

Είδη συνθετικών υλικών και χαρακτηριστικά

Βιοπλαστικά

Τα πλαστικά δεν υποβαθμίζονται, επομένως αποτελούν μεγάλη πηγή ρύπανσης του περιβάλλοντος. Επιπλέον, τα περισσότερα πλαστικά προέρχονται από ακατέργαστο, το οποίο δεν είναι ανανεώσιμο.

Ωστόσο, η τεχνολογία κατέστησε δυνατή τη μετατροπή των ανανεώσιμων πόρων σε πλαστικά και συνθετικά ελαστικά. Αυτές οι ουσίες είναι βιώσιμες επειδή περιέχουν ορυκτούς πόρους και παρόλο που δεν είναι ακόμη βιοδιασπώμενοι, αποτελεί μια μεγάλη πρόοδο για την επιστήμη.

Νάιλον

Πρόκειται για μια οικογένεια συνθετικών πολυμερών και παρήχθη για πρώτη φορά το 1935. Ήταν η πρώτη συνθετική ίνα που παράγεται στη μάζα. Αυτό οφείλεται στην ανάγκη να αντικατασταθεί το ασιατικό μετάξι και η κάνναβη στα αλεξίπτωτα κατά τη διάρκεια του Β 'Παγκοσμίου Πολέμου. Εκείνη την εποχή χρησιμοποιήθηκε για να κατασκευάσει ελαστικά, τέντες, ποτχό και άλλες στρατιωτικές προμήθειες. Χρησιμοποιήθηκε ακόμη και για χαρτονομίσματα στις Ηνωμένες Πολιτείες.

Είναι πολύ εύφλεκτο, καίει αντί να λιώσει. Είναι αρκετά ελαστικό. Είναι πολύ ισχυρό, αντέχει πολύ καλά τα έντομα, τα ζώα, τους μύκητες και πολλές χημικές ουσίες.

Έχει πολλές εμπορικές εφαρμογές σε συνθετικές ίνες, όπως καλύμματα δαπέδου και ενισχύσεων καουτσούκ? Επίσης, χρησιμοποιείται για να μοντελοποιήσει ανταλλακτικά αυτοκινήτων, ιδιαίτερα τον κινητήρα, και ηλεκτρικές συσκευές, οδοντόβουρτσες, χαλιά, νάιλον και υφασμάτων ένδυσης.

Το στερεό νάιλον χρησιμοποιείται επίσης για την κατασκευή βούρτσας μαλλιών και μηχανικών εξαρτημάτων, όπως βίδες και γρανάζια. Οι ρητίνες νάυλον χρησιμοποιούνται σε ορισμένες συσκευασίες τροφίμων. ειδικά σε εκείνες που έρχονται σε σακούλες για το φούρνο και σε λουκάνικα και συσκευασίες κρέατος.

Πλαστικές ενώσεις

Αυτό είναι το όνομα που δίνεται στα πλαστικά που έχουν ενισχυθεί από διαφορετικές ίνες για να γίνουν πιο ελαστικά και δυνατά. Ένα παράδειγμα είναι τα μείγματα μεταξύ των πολυμερών και του άνθρακα, τα οποία δημιουργούν ένα ελαφρύ υλικό που χρησιμεύει για να μεταφέρει τα πράγματα χρησιμοποιώντας καύσιμο αποτελεσματικά.

Αυτές οι ενώσεις χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο, ιδιαίτερα στην αεροδιαστημική βιομηχανία. Τα αεροσκάφη Airbus A360 και Boeing 787 είναι κατασκευασμένα από 50% πλαστικό. Το μόνο πράγμα που εμποδίζει τη χρήση του περισσότερο, ειδικά στην κατασκευή οχημάτων, είναι το υψηλό κόστος του.

Πολυεστέρας

Το υλικό αυτό χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία κλωστοϋφαντουργίας. Τα περισσότερα ρούχα έχουν κάποια ποιότητα πολυεστέρα. Υπάρχουν ορισμένες ποικιλίες που είναι ακόμη βιοαποικοδομήσιμες, αν και οι περισσότερες δεν είναι.

Εκτός από τα ρούχα, πολλά υφαντά υφάσματα από πολυεστέρα που χρησιμοποιούνται σε έπιπλα σπιτιού και υφασμάτινων ειδών οικιακής χρήσης. Μπορείτε να βρείτε πουκάμισα πολυεστέρα, παντελόνια, σακάκια, καπέλα, κουβέρτες, σεντόνια, μαξιλάρια, παραγεμισμένα, επικαλυμμένα έπιπλα και πετσέτες. Βιομηχανική πολυεστέρα χρησιμοποιείται για την ενίσχυση ελαστικών, ζώνες, και πλαστικά για την ενίσχυση υψηλή απορρόφηση.

Αυτό το υλικό χρησιμοποιείται επίσης για να φτιάχνουν μπουκάλια, κανό, καλώδια και ολογράμματα, μεταξύ άλλων. Επιπλέον, χρησιμοποιείται ως φινίρισμα σε προϊόντα ξύλου, όπως κιθάρες, πιάνα και εσωτερικούς χώρους σκαφών.

Ο πολυεστέρας είναι ιδιαίτερα ανθεκτικός στους λεκέδες. τα μόνα χρώματα που μπορούν να τα βάψουν είναι οι αποκαλούμενες βαφές διασποράς. Σε πολλές ευκαιρίες δημιουργούνται συνδυασμοί μεταξύ πολυεστέρα και φυσικών ινών για την επίτευξη διαφορετικών αποτελεσμάτων. Για παράδειγμα, ένα μίγμα πολυεστέρα και βαμβάκι, πολυ βαμβακερό ύφασμα είναι ισχυρή, ανθεκτική σε ρυτίδες και χωρίς συρρίκνωση.

Αυτο-επισκευαστικό υλικό

Αυτά τα νέα υλικά που αναπτύσσονται έχουν την ικανότητα να αποκαθιστούν ζημιές που σε άλλες περιπτώσεις θα μπορούσαν να θεωρηθούν ανεπανόρθωτες. Ανακαλύφθηκαν στις αρχές της δεκαετίας του 2000.

Τα πολυμερή δεν είναι το μόνο υλικό που μπορεί να επιδιορθωθεί, αλλά είναι τα πιο αποτελεσματικά. Περιλαμβάνουν πολύ περίπλοκα σχέδια και είναι δύσκολο να κατασκευαστούν, αλλά όταν επισκευάζονται είναι πιο ανθεκτικά από άλλα πολυμερή. Αναμένεται ότι όλο και περισσότερο χρησιμοποιούνται σε επιστρώσεις, ηλεκτρονικά και μεταφορά.

Ίνες άνθρακα

Είναι ένα ενισχυμένο, ισχυρό και ελαφρύ πλαστικό που περιέχει ίνες άνθρακα. Τα ανθρακονήματα μπορεί να είναι ακριβό για να κατασκευαστεί, αλλά χρησιμοποιείται ευρέως στην αυτοκινητοβιομηχανία, η αεροδιαστημική, έργων πολιτικού μηχανικού, αθλητικών ειδών και άλλες τεχνικές εφαρμογές.

Είναι άκαμπτο αλλά ταυτόχρονα χυτεύσιμο και έχει καλή αντοχή στις υψηλές θερμοκρασίες. 

Kevlar

Το Kevlar είναι ένα πολύ ισχυρό πλαστικό. Έχει πολύ περιζήτητες ιδιότητες αφού είναι φτιαγμένο από ίνες που πιέζονται έντονα μεταξύ τους. Είναι γνωστό από νάιλον, θεωρείται σούπερ πολυμερές και εισήχθη στην αγορά τη δεκαετία του '70.

Είναι ένα πολύ δυνατό υλικό, αλλά σχετικά ελαφρύ. Δεν τήκεται και αποσυντίθεται μόνο σε θερμοκρασία μεγαλύτερη από 450 ° C. το κρύο δεν το βλάπτει ούτε μπορεί να επιβιώσει σε θερμοκρασίες έως -196 ° C. Αντέχει τις επιθέσεις από διαφορετικά χημικά και η υγρασία δεν το βλάπτει.

Το Kevlar είναι ένα εξαιρετικό αντιβαλλιστικό υλικό, καθώς είναι δύσκολο για μια σφαίρα ή ένα μαχαίρι να περάσει μέσα από τις ίνες. Είναι ισχυρότερο από χάλυβα, όπως η σύγχρονη πανοπλία, αλλά ελαφρύτερη και πιο ευέλικτη από τον χάλυβα.

Άλλες χρήσεις του Kevlar περιλαμβάνουν τη χρήση ελαστικών για ποδήλατα, ιστιοπλοϊκά και μπαλωματάκια για μουσικές μπαταρίες.

Lycra

Το Lycra ή το spandex είναι μια ίνα που είναι γνωστό ότι είναι εξαιρετικά ελαστική. Μπορεί να επεκταθεί μέχρι και 5 φορές το μέγεθός του. Τα πιο πολύτιμα χαρακτηριστικά του είναι ότι παρά το τέντωμα επιστρέφει στο αρχικό του μέγεθος και στεγνώνει γρηγορότερα από άλλα υφάσματα. Είναι ισχυρότερο και πιο ανθεκτικό από το καουτσούκ και εφευρέθηκε στη δεκαετία του '50.

ελαστικότητα και αντοχή του χρησιμοποιείται σε πολλά είδη ένδυσης, ειδικά στον αθλητισμό. Ποδηλατικά σορτς, μαγιό για κολύμπι, παντελόνι σκι, ταιριάζει για το τρίαθλο και στολές είναι μόνο μερικές από τις πιο κοινές χρήσεις. Άλλες χρήσεις περιλαμβάνουν σε εσώρουχα, μαγιό, γάντια και λύκρα.

Έξυπνα αντιδραστικά πολυμερή

Τα συνθετικά κόμμεα και το πήκτωμα μπορούν να προσαρμόσουν το σχήμα τους σε απόκριση σε εξωτερικά ερεθίσματα. Αυτό σημαίνει ότι ανταποκρίνονται στις αλλαγές στο περιβάλλον. Αυτή η δυνατότητα είναι πολύ χρήσιμη επειδή μπορεί να βοηθήσει στον σχεδιασμό άλλων ευφυών υλικών, όπως αισθητήρες και συναγερμοί. Όταν η τεχνολογία αυτοθεραπείας προστίθεται σε αυτή την εξίσωση, τα αποτελέσματα θα μπορούσαν να έχουν σημαντικές χρήσεις σε πολλές βιομηχανίες.

Αυτά τα υλικά μπορεί να είναι ευαίσθητα στις μεταβολές της θερμοκρασίας, της υγρασίας, του pH, της έντασης του φωτός και των μαγνητικών και ηλεκτρονικών πεδίων. Μπορούν να αλλάξουν το χρώμα τους, τη διαφάνεια ή ακόμα και το σχήμα τους.

Χρησιμοποιούνται στη βιοϊατρική μηχανική, στις υδρογέλες και στη βιοαποικοδομήσιμη συσκευασία.

Ακρυλικό

Αναπτύχθηκε στη δεκαετία του '40 είναι ισχυρό, ελαφρύ και ζεστό, γι 'αυτό χρησιμοποιείται ευρέως σε πουλόβερ, όπως ταπετσαρίες επίπλων, χαλιών και μπότες παλτό και γάντια. Είναι τόσο μαλακό ώστε με την αφή να αισθάνεται σαν μαλλί. μετά το πέρασμα σωστή διαδικασία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να μιμηθούν άλλα υφάσματα όπως το βαμβάκι. Μερικές φορές χρησιμοποιείται ως υποκατάστατο για το πιο ακριβό κασμίρι.

Το ακρυλικό είναι πολύ ανθεκτικό και ανθεκτικό. Αποδέχεται το χρώμα πολύ καλά, δεν έχει προβλήματα όταν πλένεται και είναι συνήθως υποαλλεργικό. Όσον αφορά τα ρούχα, χρησιμοποιείται συνήθως στην κατασκευή κάλτσες, κασκόλ και καπέλα. Επιπλέον, χρησιμοποιείται σε πλεκτά νήματα, ειδικά σε βελονάκι.

Αναφορές

1. Ποια είναι τα παραδείγματα συνθετικών υλικών; Ερωτήσεις και απαντήσεις Ανάκτηση από το reference.com.
2. Πέντε συνθετικά υλικά με τη δύναμη να αλλάξουν τον κόσμο (2015). Η συνομιλία. Ανακτήθηκε από τοconversation.com.
3. Νάιλον (πολυαμίδιο) (2017) Plastipedia. Ανακτήθηκε από bpf.com.uk.
4. Μέρος 8: Βαφή με χρωστικές διασποράς. (1981). AATC. Ανακτήθηκε από το books.google.com.
5. Home Comforts: Η τέχνη και η επιστήμη της διατήρησης του σπιτιού. (2005) Simon και Schuster. Ανακτήθηκε από το books.google.com.
6. (2016) Εξηγήστε τα Stuff. Ανακτήθηκε από explainthatstuff.com.
7. Έξυπνα πολυμερή για τη βιοπαραγωγή και τη βιολογική επεξεργασία (2001) CRC. Ανακτήθηκε από το books.google.com.
8. Kevlar® Brand. Καλύτερη, ισχυρότερη και ασφαλέστερη. Ανάκτηση από το dupont.com.
9. Τεχνολογία κατασκευής: υλικά, διεργασίες και εξοπλισμός (2011). Μπόκα Ρατόν, Φλόριντα. Ηνωμένες Πολιτείες CRC Ανακτήθηκε από το books.google.com.