Pro syntézu a elastický materiál, Nejprve musíte mít znalosti o tom, jaký typ polymerů tvoří; protože jinak by bylo formulováno zpracování plastu nebo vlákna. S tímto vědomím by měly být brány v úvahu polymery, které se nazývají elastomery.
Elastomery tedy tvoří elastické materiály; Ale co to je? Jak se liší od ostatních polymerů? Jak víte, že syntetizovaný materiál má opravdu elastické vlastnosti??
Jedním z nejjednodušších příkladů elastického materiálu jsou elastické pásky (nebo gumičky), které svazují noviny, květiny nebo svazek bankovek. Pokud jsou natažené, bude pozorováno, že se podélně deformují a poté se vrátí do původního tvaru.
Pokud je však materiál trvale deformován, pak není elastický, ale plastový. Existuje několik fyzikálních parametrů, které umožňují rozlišení mezi těmito materiály, jako je jejich Youngův modul, mez jejich pružnosti a teplota skelného přechodu (Tg)..
Kromě těchto fyzikálních vlastností musí chemicky elastické materiály také splňovat určitá molekulární kritéria, aby se chovaly jako takové..
Odtud vyvstává široká škála možností, směsí a syntézy, podléhající nekonečným proměnným; to vše ke konvergenci k „jednoduché“ charakteristice pružnosti.
Rejstřík článků
Jak bylo uvedeno na začátku, elastické materiály jsou vyrobeny z elastomerů. Ty zase vyžadují jiné polymery nebo menší „molekulární kousky“; to znamená, že elastomery si také zaslouží vlastní syntézu z předpolymerů.
Každý případ vyžaduje pečlivé studium procesních proměnných, podmínek a proč u těchto polymerů výsledný elastomer „funguje“, a tedy i pružný materiál..
Aniž bychom zacházeli do podrobností, zde je řada polymerů používaných pro tento účel:
-Polyisokyanát
-Polyester polyol
-Ethylenpropylenové kopolymery (tj. Směsi polyethylenů a polypropylenů)
-Polyisobutylen
-Polysulfidy
-Polysiloxan
Kromě mnoha dalších. Reagují navzájem různými polymeračními mechanismy, mezi které patří: kondenzace, adice nebo volné radikály.
Každá syntéza proto znamená potřebu zvládnout kinetiku reakce, aby byly zaručeny optimální podmínky pro její vývoj. Rovněž vstupuje do hry to, kde bude provedena syntéza; tj. reaktor, jeho typ a procesní proměnné.
Co mají všechny polymery používané k syntéze elastomerů společné? Vlastnosti prvního budou synergizovat (celek je větší než součet jeho částí) s vlastnostmi druhého..
Za prvé, musí mít asymetrické struktury, a proto musí být co nejvíce heterogenní. Jejich molekulární struktury musí být nutně lineární a flexibilní; to znamená, že rotace jednoduchých vazeb by neměla způsobovat sterické odpuzování mezi substitučními skupinami.
Polymer také nesmí být velmi polární, jinak budou jeho intermolekulární interakce silnější a bude vykazovat větší tuhost..
Polymery proto musí mít: asymetrické, nepolární a flexibilní jednotky. Pokud splňují všechny tyto molekulární charakteristiky, představují potenciální výchozí bod pro získání elastomeru.
Po výběru suroviny a všech procesních proměnných pokračuje syntéza elastomerů. Jakmile je syntetizován a po následné sérii fyzikálních a chemických úprav je vytvořen elastický materiál.
Jakým transformacím však musí vybrané polymery projít, aby se staly elastomery??
Musí podstoupit zesíťování nebo vytvrzení (síťování, v angličtině); to znamená, že jeho polymerní řetězce se navzájem spojí molekulárními můstky, které pocházejí z bi nebo polyfunkčních molekul nebo polymerů (schopných vytvářet dvě nebo více silných kovalentních vazeb). Obrázek níže shrnuje výše uvedené:
Fialové čáry představují polymerní řetězce nebo „tužší“ bloky elastomerů; zatímco černé čáry jsou nejpružnější částí. Každá fialová čára může sestávat z jiného polymeru, pružnějšího nebo tuhšího vzhledem k tomu, který předchází nebo postupuje..
Jakou funkci hrají tyto molekulární mosty? Umožnění, aby se elastomer navinul na sebe (statický režim), aby se rozvinul pod napínacím tlakem (elastický režim) díky flexibilitě jeho článků.
Kouzelný pramen (například Slinky z Toystory) se chová trochu podobně jako elastomery.
Mezi všemi procesy síťování je vulkanizace jedním z nejznámějších. Zde jsou polymerní řetězce propojeny sírovými můstky (S-S-S…).
Vrátíme-li se k obrázku výše, mosty už nebudou černé, ale žluté. Tento proces je nezbytný při výrobě pneumatik.
Jakmile jsou elastomery syntetizovány, je dalším krokem zpracování výsledného materiálu, který jim poskytne jejich jedinečné vlastnosti. Každý materiál má své vlastní ošetření, mezi něž patří ohřev, formování nebo broušení nebo jiné fyzické „vytvrzování“.
V těchto krocích se přidávají pigmenty a další chemické látky, aby se zajistila jeho pružnost. Podobně se jeho Youngův modul, jeho Tg a jeho mez pružnosti hodnotí jako analýza kvality (kromě dalších proměnných)..
Právě zde je pojem elastomer pohřben slovem „guma“; silikonové kaučuky, nitril, přírodní, urethany, butadien-styren atd. Kaučuky jsou synonymem elastického materiálu.
Nakonec bude uveden stručný popis procesu syntézy elastického pásku..
Zdroj polymerů pro syntézu jeho elastomerů se získává z přírodního latexu, konkrétně ze stromu Hevea brasiliensis. Jedná se o mléčnou a pryskyřičnou látku, která prochází čištěním a poté je smíchána s kyselinou octovou a formaldehydem.
Z této směsi se získá deska, ze které se extrahuje voda jejím stlačením a tvarováním bloku. Tyto bloky se nakrájejí na menší kousky v mixéru, kde se zahřívají a přidávají se pigmenty a síra pro vulkanizaci..
Poté jsou rozřezány a podrobeny vytlačování, aby se získaly duté tyče, uvnitř kterých budou zabírat hliníkovou tyč s mastkem jako podpěrou..
A nakonec se tyče zahřejí a sejmou z hliníkové podpěry, aby se před řezáním naposledy zmáčkly válečkem; každý střih generuje podvazek a nespočet střihů je generuje spousty.
Zatím žádné komentáře