Att syntetisera en elastiskt material, Först måste du ha kunskap om vilken typ av polymerer som utgör den; eftersom annars skulle utvecklingen av en plast eller en fiber formuleras. Att veta detta är de polymerer som bör övervägas de som kallas elastomerer.
Så, elastomerer utgör elastiska material; Men vad är de? Hur skiljer de sig från andra polymerer? Hur vet du om det syntetiserade materialet verkligen har elastiska egenskaper??
Ett av de enklaste exemplen på ett elastiskt material är elastiska band (eller gummiband) som binder tidningar, blommor eller en massa sedlar. Om de sträcks kommer det att observeras att de deformeras i längdriktningen och sedan återgår till sin ursprungliga form.
Men om materialet deformeras permanent är det inte elastiskt utan plast. Det finns flera fysiska parametrar som gör det möjligt att skilja mellan dessa material, såsom deras Youngs modul, deras elasticitetsgräns och glasövergångstemperaturen (Tg)..
Förutom dessa fysiska egenskaper måste kemiskt elastiska material också uppfylla vissa molekylära kriterier för att bete sig som sådana..
Härifrån uppstår ett brett spektrum av möjligheter, blandningar och syntes, föremål för oändliga variabler; allt detta för att konvergera på den "enkla" egenskapen hos elasticitet.
Artikelindex
Som nämnts i början är elastiska material gjorda av elastomerer. De senare kräver i sin tur andra polymerer eller mindre "molekylära delar"; det vill säga elastomerer förtjänar också sin egen syntes från förpolymerer.
Varje fall kräver en noggrann undersökning av processvariablerna, förhållandena och varför den resulterande elasten "fungerar" och därför det elastiska materialet med dessa polymerer..
Utan att gå in på detaljer, här är en serie polymerer som används för detta ändamål:
-Polyisocyanat
-Polyester polyol
-Etylenpropensampolymerer (dvs. blandningar av polyetener och polypropener)
-Polyisobuten
-Polysulfider
-Polysiloxan
Förutom många andra. Dessa reagerar med varandra genom olika polymerisationsmekanismer, bland annat: kondens, tillsats eller via fria radikaler.
Därför innebär varje syntes behovet av att bemästra reaktionens kinetik för att garantera de optimala förhållandena för dess utveckling. På samma sätt, där syntesen kommer att spelas in; det vill säga reaktorn, dess typ och processvariablerna.
Vad har alla polymerer som används för syntes av elastomerer gemensamt? Egenskaperna hos den förstnämnda kommer att synergisera (helheten är större än summan av dess delar) med den för den senare..
Till att börja med måste de ha asymmetriska strukturer och därför vara så heterogena som möjligt. Deras molekylära strukturer måste nödvändigtvis vara linjära och flexibla; det vill säga rotationen av enkelbindningarna bör inte orsaka steriska avstötningar mellan substituentgrupperna.
Polymeren får inte heller vara mycket polär, annars kommer dess intermolekylära interaktioner att vara starkare och den kommer att visa större styvhet..
Därför måste polymerer ha: asymmetriska, icke-polära och flexibla enheter. Om de uppfyller alla dessa molekylära egenskaper representerar de en potentiell utgångspunkt för att erhålla en elastomer.
Efter att ha valt råmaterialet och alla processvariabler fortsätter syntesen av elastomererna. Efter att ha syntetiserats och efter en efterföljande serie fysiska och kemiska behandlingar skapas det elastiska materialet.
Men vilka transformationer måste de utvalda polymererna genomgå för att bli elastomerer??
De måste genomgå tvärbindning eller härdning (tvärbindning, på engelska); det vill säga dess polymera kedjor kommer att ansluta till varandra genom molekylära broar, som kommer från bi- eller polyfunktionella molekyler eller polymerer (som kan bilda två eller flera starka kovalenta bindningar). Bilden nedan sammanfattar ovanstående:
De lila linjerna representerar polymerkedjorna eller de "styvare" blocken av elastomerer; medan de svarta linjerna är den mest flexibla delen. Varje lila linje kan bestå av en annan polymer, mer flexibel eller stel med avseende på den som föregår eller fortsätter..
Vilken funktion spelar dessa molekylära broar? Det att låta elastomern lindas på sig själv (statiskt läge), att utvecklas under ett sträcktryck (elastiskt läge) tack vare flexibiliteten hos dess länkar.
Den magiska våren (Slinky, till exempel från Toystory) beter sig något som elastomerer gör.
Bland alla tvärbindningsprocesser är vulkanisering en av de mest kända. Här är polymerkedjorna sammankopplade av svavelbryggor (S-S-S ...).
Återvänd till bilden ovan skulle broarna inte längre vara svarta utan gula. Denna process är viktig vid tillverkning av däck.
När elastomererna har syntetiserats är nästa steg att behandla det resulterande materialet för att ge dem sina unika egenskaper. Varje material har sin egen behandling, bland annat värme, formning eller slipning eller annan fysisk "härdning".
I dessa steg tillsätts pigment och andra kemiska ämnen för att säkerställa dess elasticitet. Likaså utvärderas dess Young-modul, dess Tg och dess elasticitetsgräns som kvalitetsanalys (utöver andra variabler)..
Det är här då begreppet elastomer begravs av ordet "gummi"; silikongummi, nitril, naturligt, uretaner, butadien-styren, etc. Gummi är synonymt med elastiskt material.
Slutligen ges en kort beskrivning av syntesprocessen av elastiskt band..
Källan till polymerer för syntes av dess elastomerer erhålls från naturlig latex, specifikt från trädet Hevea brasiliensis. Detta är en mjölkaktig och hartsartad substans som genomgår rening och blandas sedan med ättiksyra och formaldehyd.
Från denna blandning erhålls en skiva, från vilken vatten extraheras genom att pressa den och ge den formen av ett block. Dessa block skärs i mindre bitar i en mixer, där de värms upp och pigment och svavel tillsätts för vulkanisering..
Därefter skärs de och utsätts för extrudering för att erhålla ihåliga stavar, inom vilka de kommer att uppta en aluminiumstav med talk som stöd..
Och slutligen värms stavarna upp och avlägsnas från aluminiumstödet för att pressas en sista gång av en rulle innan de skärs; varje snitt genererar en strumpeband, och otaliga snitt genererar massor av dem.
Ingen har kommenterat den här artikeln än.