Како се синтетише еластични материјал?

Синтетизовати а еластични материјал, Прво, мора се знати које врсте полимера чине; јер би се иначе формулисала израда пластике или влакна. Знајући то, полимери које треба узети у обзир су они који су именовани еластомери.

Затим еластомери чине еластичне материјале; Али шта су они? Како се разликују од других полимера? Како знати да ли синтетизовани материјал заиста има еластична својства?

Један од најједноставнијих примјера еластичног материјала налази се у еластичним тракама (или подвезицама) које вежу новине, цвијеће или свежањ новчаница. Ако се истегну, приметиће се да се деформишу уздужно, а затим се враћају у свој првобитни облик.

Али, ако је материјал трајно деформисан, онда није еластичан, већ пластичан. Постоји неколико физичких параметара који вам омогућавају да направите разлику између ових материјала, као што су ваш Иоунг-ов модул, граница еластичности и температура стакластог прелаза (Тг)..

Поред ових физичких квалитета, хемијски еластични материјали морају такође да задовоље одређене молекуларне критеријуме да се понашају као такви.

Из овога произилази широк спектар могућности, смеша и синтеза, подвргнутих безброј варијабли; све то да се приближи "једноставној" карактеристици еластичности.

Индек

• 1 Сировина
  • 1.1 Молекуларне карактеристике
• 2 Синтеза еластомера
  • 2.1 Вулканизација
  • 2.2 Додатни физички и хемијски третмани
• 3 Синтеза еластичних трака
• 4 Референце

Сировина

Као што је речено на почетку, еластични материјали су направљени од еластомера. Ово последње захтева друге мање полимере или "молекуларне делове"; то јест, еластомери такође заслужују сопствене синтезе из предполимера.

Сваки случај захтева детаљно проучавање процесних варијабли, услова и зашто са овим полимерима добијени еластомер "ради" и, према томе, еластични материјал.

Не улазећи у детаље, имамо низ полимера који се користе у ту сврху:

-Полиизоцијанат

-Полиол полиестер

-Кополимери етилена и пропилена (тј. Смеше полиетилена и полипропилена)

-Полиизобутилен

-Полисулфиди

-Полисилокане

Поред многих других. Оне реагују једна са другом кроз различите механизме полимеризације, међу којима су: кондензација, додавање или преко слободних радикала.

Дакле, свака синтеза подразумева потребу да се овлада кинетиком реакције, како би се гарантовали оптимални услови његовог развоја. Исто тако, место у којем ће се синтеза остварити улази у игру; то јест, реактор, његов тип и процесне варијабле.

Молекуларне карактеристике

Шта су заједнички сви полимери који се користе за синтезу еластомера? Својства првог чине синергију (цјелина је већа од зброја њених дијелова) са другом.

За почетак, они морају имати асиметричне структуре и стога бити што хетерогенији. Њихове молекуларне структуре морају нужно бити линеарне и флексибилне; то јест, ротација појединачних веза не би требало да изазове стеричне одбојности између група супституената.

Такође, полимер не би требало да буде веома поларан, јер ће у супротном његове интермолекуларне интеракције бити јаче и показати већу ригидност.

Према томе, полимери морају имати: асиметричне, неполарне и флексибилне јединице. Ако имају све ове молекуларне карактеристике, онда представљају потенцијалну полазну тачку за добијање еластомера.

Синтеза еластомера

Одабиром сировине и свих варијабли процеса настављамо синтезу еластомера. Једном када се синтетизује, и након наредног низа физичких и хемијских третмана, ствара се еластични материјал.

Али које трансформације морају изабрани полимери проћи да постану еластомери?

Они морају да прођу унакрсно повезивање или лечењецросслинкинг, на енглеском); то јест, њихови полимерни ланци ће бити међусобно повезани молекуларним мостовима, који долазе из би или полифункционалних молекула или полимера (способни да формирају две или више јаких ковалентних веза). Доња слика резимира горе наведено:

Љубичасте линије представљају полимерне ланце или "круће" блокове еластомера; док су црне линије најфлексибилнији део. Свака љубичаста линија може се састојати од различитог полимера, флексибилнијих или ригиднијих од претходних или поступака.

Коју функцију испуњавају ови молекуларни мостови? Омогућавање еластомера на себи (статички начин), може се користити под притиском растезања (еластични мод) захваљујући флексибилности његових веза.

Магично прољеће (Слинки, на примјер, Тоистори) се понаша мало слично ономе како то раде еластомери.

Вулканизација

Од свих процеса умрежавања, вулканизација је једна од најпознатијих. Овде су полимерни ланци међусобно повезани мостовима сумпора (С-С-С ...).

Враћајући се на слику изнад, мостови више не би били црни, већ жути. Овај процес је неопходан у производњи гума.

Додатни физички и хемијски третмани

Синтетизовани еластомери, следећи кораци се састоје од третирања добијеног материјала да им се дају њихове јединствене карактеристике. Сваки материјал има свој третман, међу којима су грејање, обликовање или брушење, или други физички "излечени".

У овим корацима додају се пигменти и друге хемикалије које осигуравају њихову еластичност. Такође, њихов Иоунгов модул, њихов Тг, и њихова граница еластичности се оцењују као анализа квалитета (поред других варијабли).

Овде је израз еластомер закопан речју 'гума'; силиконске гуме, нитрил, природни, уретани, бутадиен-стирен, итд. Гуме су синоним за еластични материјал.

Синтеза еластичних трака

Да бисмо завршили, дат ћемо кратак опис процеса синтезе еластичних трака.

Извор полимера за синтезу њихових еластомера добија се из природног латекса, посебно из стабла Хевеа брасилиенсис. Ово је млечна и смоласта супстанца, која је подвргнута пречишћавању и затим помешана са сирћетном киселином и формалдехидом.

Из ове мешавине се добија плоча из које се излучује вода стискањем и давањем блоковског облика. Ови блокови се режу на мање комаде у миксеру, где се загревају и додају пигменти и сумпор за вулканизацију.

Затим се изрежу и подвргну екструдирању, да би се добиле шупље шипке, у којима ће као шипку заузети шипку од алуминијума са талком..

И коначно, штапови се загревају и уклањају из алуминијумске подлоге, да би се задњи пут стиснули ваљком пре резања; сваки суд ствара лигу, а безбројни резови стварају тоне од њих.

Референце

1. Википедиа. (2018). Еластичност (физика). Преузето са: ен.википедиа.орг
2. Одиан Г. (1986) Увод у синтезу еластомера. У: Лал Ј., Марк Ј.Е. (едс) Напредак у еластомерима и еластичности гуме. Спрингер, Бостон, МА
3. Софтвер за меку роботику. (с.ф.). Еластомери. Преузето са: софтроботицстоолкит.цом
4. Поглавље 16, 17, 18-Пластика, влакна, еластомери. [ПДФ] Преузето са: фаб.цба.мит.еду
5. Синтеза еластомера. [ПДФ] Преузето са: гозипс.уакрон.еду
6. Адвамег, Инц. (2018). Руббер Банд Добављено из: мадехов.цом.