Å syntetisere en elastisk materiale, Først må du ha kunnskap om hvilken type polymerer den utgjør; siden ellers ville utarbeidelsen av en plast eller en fiber bli formulert. Å vite dette, er polymerene som bør vurderes de som kalles elastomerer.
Så elastomerer utgjør elastiske materialer; Men hva er de? Hvordan er de forskjellige fra andre polymerer? Hvordan vet du om det syntetiserte materialet virkelig har elastiske egenskaper??
Et av de enkleste eksemplene på et elastisk materiale er de elastiske båndene (eller gummistrikkene) som binder aviser, blomster eller en masse sedler. Hvis de strekkes, vil det bli observert at de deformeres i lengderetningen, og deretter går tilbake til sin opprinnelige form.
Men hvis materialet er permanent deformert, er det ikke elastisk, men plast. Det er flere fysiske parametere som gjør det mulig å skille mellom disse materialene, for eksempel deres Youngs modul, deres elastisitetsgrense og glassovergangstemperaturen (Tg)..
I tillegg til disse fysiske egenskapene, må kjemisk elastiske materialer også oppfylle visse molekylære kriterier for å oppføre seg som sådan..
Herfra oppstår et bredt spekter av muligheter, blandinger og syntese, underlagt endeløse variabler; alt dette for å samles på den "enkle" egenskapen til elastisitet.
Artikkelindeks
Som nevnt i begynnelsen er elastiske materialer laget av elastomerer. Sistnevnte krever igjen andre polymerer eller mindre "molekylære biter"; det vil si at elastomerer også fortjener sin egen syntese fra pre-polymerer.
Hvert tilfelle krever en grundig undersøkelse av prosessvariablene, forholdene og hvorfor den resulterende elastomeren "fungerer" med disse polymerene og derfor det elastiske materialet..
Uten å gå i detaljer er her en serie polymerer som brukes til dette formålet:
-Polyisocyanat
-Polyester polyol
-Etylenpropylen-kopolymerer (dvs. blandinger av polyetylener og polypropylener)
-Polyisobutylen
-Polysulfider
-Polysiloksan
I tillegg til mange andre. Disse reagerer med hverandre gjennom forskjellige polymerisasjonsmekanismer, blant annet: kondens, tilsetning eller via frie radikaler.
Derfor innebærer hver syntese behovet for å mestre reaksjonens kinetikk, for å garantere de optimale forholdene for dens utvikling. På samme måte, hvor syntesen skal lages, spiller inn; det vil si reaktoren, dens type og prosessvariablene.
Hva har alle polymerene som brukes til syntesen av elastomerer til felles? Egenskapene til førstnevnte vil synergisere (helheten er større enn summen av delene) med den for den sistnevnte..
Til å begynne med må de ha asymmetriske strukturer, og derfor være så heterogene som mulig. Deres molekylære strukturer må nødvendigvis være lineære og fleksible; det vil si at rotasjonen av enkeltbindingene ikke burde forårsake steriske frastøtinger mellom substituentgruppene.
Polymeren må heller ikke være veldig polær, ellers vil dens intermolekylære interaksjoner være sterkere og den vil vise større stivhet..
Derfor må polymerer ha: asymmetriske, ikke-polære og fleksible enheter. Hvis de oppfyller alle disse molekylære egenskapene, representerer de et potensielt utgangspunkt for å oppnå en elastomer.
Etter å ha valgt råmaterialet og alle prosessvariablene fortsetter syntesen av elastomerer. Når det er syntetisert, og etter en påfølgende serie med fysiske og kjemiske behandlinger, blir det elastiske materialet opprettet.
Men hvilke transformasjoner må de utvalgte polymerene gjennomgå for å bli elastomerer??
De må gjennom tverrbinding eller herding (tverrbinding, på engelsk); det vil si at dens polymere kjeder vil forbinde seg med molekylære broer, som kommer fra bi- eller polyfunksjonelle molekyler eller polymerer (i stand til å danne to eller flere sterke kovalente bindinger). Bildet nedenfor oppsummerer det ovennevnte:
De lilla linjene representerer polymerkjedene eller de "stivere" elastomerblokkene; mens de svarte linjene er den mest fleksible delen. Hver lilla linje kan bestå av en annen polymer, mer fleksibel eller stiv i forhold til den som går foran eller fortsetter..
Hvilken funksjon spiller disse molekylære broene? Det å la elastomeren vikle seg på seg selv (statisk modus), å utfolde seg under et strekktrykk (elastisk modus) takket være fleksibiliteten til koblingene.
Den magiske våren (Slinky, for eksempel fra Toystory), oppfører seg litt som elastomerer.
Blant alle tverrbindingsprosessene er vulkanisering en av de mest kjente. Her er polymerkjedene sammenkoblet av svovelbroer (S-S-S ...).
Når vi kom tilbake til bildet ovenfor, ville broene ikke lenger være svarte, men gule. Denne prosessen er viktig ved produksjon av dekk.
Når elastomerer har blitt syntetisert, er de neste trinnene å behandle det resulterende materialet for å gi dem deres unike egenskaper. Hvert materiale har sin egen behandling, blant annet oppvarming, støping eller sliping eller annen fysisk "herding".
I disse trinnene tilsettes pigmenter og andre kjemiske stoffer for å sikre elastisiteten. På samme måte blir Youngs modul, Tg og elastisitetsgrense evaluert som kvalitetsanalyse (i tillegg til andre variabler)..
Det er her da begrepet elastomer begraves av ordet 'gummi'; silikongummi, nitril, naturlig, uretaner, butadien-styren, etc. Gummi er synonymt med elastisk materiale.
Til slutt vil en kort beskrivelse av elastisitetsbåndsyntese bli gitt..
Kilden til polymerer for syntese av elastomerer er hentet fra naturlig lateks, spesielt fra Hevea brasiliensis-treet. Dette er en melkeaktig og harpiksholdig substans, som gjennomgår rensing og deretter blandes med eddiksyre og formaldehyd.
Fra denne blandingen oppnås en plate, hvorfra vann ekstraheres ved å klemme den og gi den form av en blokk. Disse blokkene kuttes i mindre biter i en mikser, hvor de varmes opp og pigmenter og svovel tilsettes for vulkanisering..
Deretter blir de kuttet og utsatt for ekstrudering for å oppnå hule stenger der de vil innta en aluminiumstang med talkum som støtte..
Og til slutt blir stengene oppvarmet og fjernet fra aluminiumsstøtten, for å bli presset en siste gang av en rulle før de blir kuttet; hvert kutt genererer et strømpebånd, og utallige kutt genererer tonnevis av dem.
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.