Aby zsyntetyzować plik elastyczny materiał, Po pierwsze, musisz mieć wiedzę o tym, z jakiego rodzaju polimerów się składa; ponieważ w przeciwnym razie opracowano by wytwarzanie tworzywa sztucznego lub włókna. Wiedząc o tym, polimery, które należy wziąć pod uwagę, to tzw elastomery.
Tak więc elastomery tworzą elastyczne materiały; Ale czym one są? Czym różnią się od innych polimerów? Skąd wiadomo, czy syntetyzowany materiał rzeczywiście ma właściwości elastyczne??
Jednym z najprostszych przykładów materiału elastycznego są elastyczne taśmy (lub gumki), które wiążą gazety, kwiaty lub zwitek banknotów. Jeśli są rozciągnięte, można zaobserwować, że odkształcają się podłużnie, a następnie powracają do swojego pierwotnego kształtu.
Ale jeśli materiał jest trwale zdeformowany, to nie jest elastyczny, ale plastyczny. Istnieje kilka parametrów fizycznych, które pozwalają na rozróżnienie między tymi materiałami, takie jak moduł Younga, granica sprężystości i temperatura zeszklenia (Tg)..
Oprócz tych właściwości fizycznych, materiały elastyczne chemicznie muszą również spełniać określone kryteria molekularne, aby zachowywać się jako takie..
Stąd powstaje szeroki wachlarz możliwości, mieszanin i syntezy, podlegających nieskończonym zmiennym; wszystko to zbiegło się na „prostej” charakterystyce elastyczności.
Indeks artykułów
Jak wspomniano na początku, materiały elastyczne są wykonane z elastomerów. Te ostatnie z kolei wymagają innych polimerów lub mniejszych „kawałków molekularnych”; to znaczy elastomery również zasługują na własną syntezę z prepolimerów.
Każdy przypadek wymaga dokładnego zbadania zmiennych procesowych, warunków i powodów, dla których w przypadku tych polimerów uzyskany elastomer „działa”, a tym samym elastyczny materiał..
Bez wchodzenia w szczegóły, oto szereg polimerów używanych w tym celu:
-Poliizocyjanian
-Poliol poliestrowy
-Kopolimery etylenowo-propylenowe (tj. Mieszanki polietylenów i polipropylenów)
-Poliizobutylen
-Polisulfidy
-Polisiloksan
Oprócz wielu innych. Reagują one ze sobą poprzez różne mechanizmy polimeryzacji, między innymi: kondensację, addycję lub wolne rodniki.
Dlatego każda synteza implikuje konieczność opanowania kinetyki reakcji, aby zapewnić optymalne warunki jej rozwoju. Podobnie, w grę wchodzi miejsce, w którym dokonana zostanie synteza; to znaczy reaktor, jego typ i zmienne procesowe.
Co mają wspólnego wszystkie polimery używane do syntezy elastomerów? Właściwości tej pierwszej będą synergizować (całość jest większa niż suma jej części) z właściwościami drugiej..
Przede wszystkim muszą mieć asymetryczne struktury, a zatem być tak niejednorodne, jak to tylko możliwe. Ich struktury molekularne muszą koniecznie być liniowe i elastyczne; to znaczy, obrót pojedynczych wiązań nie powinien powodować odpychania sterycznego między grupami podstawników.
Ponadto polimer nie może być bardzo polarny, w przeciwnym razie jego interakcje międzycząsteczkowe będą silniejsze i będzie wykazywał większą sztywność..
Dlatego polimery muszą mieć: jednostki asymetryczne, niepolarne i elastyczne. Jeśli spełniają wszystkie te cechy molekularne, stanowią potencjalny punkt wyjścia do otrzymania elastomeru.
Po wybraniu surowca i wszystkich zmiennych procesowych synteza elastomerów jest kontynuowana. Po zsyntetyzowaniu i po kolejnych seriach obróbek fizycznych i chemicznych powstaje elastyczny materiał.
Ale jakim przemianom muszą przejść wybrane polimery, aby stały się elastomerami??
Muszą przejść sieciowanie lub utwardzanie (sieciowanie, po angielsku); to znaczy, że jego łańcuchy polimerowe będą łączyć się ze sobą mostkami molekularnymi, które pochodzą z dwu- lub wielofunkcyjnych cząsteczek lub polimerów (zdolnych do tworzenia dwóch lub więcej silnych wiązań kowalencyjnych). Poniższy obraz podsumowuje powyższe:
Fioletowe linie przedstawiają łańcuchy polimerowe lub „sztywniejsze” bloki elastomerów; podczas gdy czarne linie są najbardziej elastyczną częścią. Każda fioletowa linia może składać się z innego polimeru, bardziej elastycznego lub sztywnego w stosunku do tego, który poprzedza lub występuje..
Jaką funkcję pełnią te molekularne mosty? Pozwalając elastomerowi nawinąć się na siebie (tryb statyczny), rozwinąć się pod naciskiem rozciągającym (tryb elastyczny) dzięki elastyczności jego ogniw.
Magiczna sprężyna (na przykład Slinky firmy Toystory) zachowuje się nieco podobnie do elastomerów.
Spośród wszystkich procesów sieciowania wulkanizacja jest jednym z najbardziej znanych. Tutaj łańcuchy polimerowe są połączone mostkami siarkowymi (S-S-S…).
Wracając do powyższego obrazu, mosty nie byłyby już czarne, ale żółte. Ten proces jest niezbędny w produkcji opon.
Po zsyntetyzowaniu elastomerów, następnym krokiem jest obróbka otrzymanego materiału w celu nadania mu ich unikalnych właściwości. Każdy materiał poddawany jest własnej obróbce, między innymi podgrzewaniem, formowaniem lub szlifowaniem lub innym fizycznym „utwardzaniem”.
Na tych etapach dodaje się pigmenty i inne substancje chemiczne, aby zapewnić jej elastyczność. Podobnie jego moduł Younga, jego Tg i jego granica elastyczności są oceniane jako analiza jakości (oprócz innych zmiennych)..
To tutaj słowo „kauczuk” kryje się pod pojęciem elastomeru; kauczuki silikonowe, nitrylowe, naturalne, uretany, butadieno-styren itp. Gumy są synonimem elastycznego materiału.
Na koniec zostanie podany krótki opis procesu syntezy taśmy elastycznej..
Źródłem polimerów do syntezy jej elastomerów jest naturalny lateks, w szczególności z drzewa Hevea brasiliensis. To mleczna i żywiczna substancja poddawana oczyszczaniu, a następnie mieszana z kwasem octowym i formaldehydem.
Z tej mieszanki uzyskuje się płytę, z której wyciska się wodę, nadając jej kształt bloku. Bloki te są cięte na mniejsze kawałki w mikserze, gdzie są podgrzewane, a do wulkanizacji dodawane są pigmenty i siarka..
Następnie są cięte i poddawane wytłaczaniu, aby uzyskać drążone pręty, wewnątrz których zajmą aluminiowy pręt z talkiem jako podporą..
Na koniec pręty są podgrzewane i wyjmowane z aluminiowego wspornika, aby po raz ostatni zostać ściśnięte przez wałek przed cięciem; każdy krój tworzy podwiązkę, a niezliczone cięcia generują ich tony.
Jeszcze bez komentarzy