Hoe wordt een elastisch materiaal gesynthetiseerd?

Een elastisch materiaal bestaat uit elastomeren, die het zijn elastische eigendom geven

Voor een elastisch materiaal synthetiseren Je moet weten wat voor soort polymeren het goedmaken. Elastische materialen, bekend als elastische polymeren, worden gevormd door elastomeren.

Elastische materialen zijn die die kunnen worden vervormd door een kracht toe te passen, en zodra deze stopt met solliciteren, keren ze terug naar hun oorspronkelijke vorm. Daarom is het bekend dat een materiaal elastische eigenschappen heeft.

Een van de eenvoudigste voorbeelden van een elastisch materiaal is te vinden in de elastische banden (of competities) die kranten, bloemen of een prop tickets binden. Als ze worden uitgerekt, wordt opgemerkt dat ze longitudinaal vervormen en dan terugkomen naar zijn oorspronkelijke vorm.

Wanneer het materiaal permanent vervormt, is het niet elastisch, maar plastic. Er zijn verschillende fysieke parameters waarmee deze materialen, zoals uw jonge module, de elasticiteitslimiet en glasovergangstemperatuur (TG) mogelijk maken.

Naast deze fysieke kwaliteiten moeten chemisch elastische materialen ook voldoen aan bepaalde moleculaire criteria om zich als zodanig te gedragen.

Vanaf hier komt een breed scala aan mogelijkheden, mengsels en synthese, onderworpen aan eindeloze variabelen, die samenkomen in het "eenvoudige" kenmerk van elasticiteit

Grondstof van elastische materialen

Elastische materialen zijn gemaakt van elastomeren. De laatste vereisen op zijn beurt andere polymeren of "moleculaire stukken", dat wil zeggen, elastomeren verdienen ook hun eigen synthese van pre -policymen.

Elk geval vereist een grondige studie van de procesvariabelen, de voorwaarden en waarom met deze polymeren "de resulterende elastomeer werkt" en daarom het elastische materiaal.

Er is een reeks polymeren voor dit doel gebruikt:

Kan u van dienst zijn: zinknitraat: structuur, eigenschappen, verkrijgen, gebruik

- Polyisocianaat

- Polyester polyol

- Ethyleen- en propyleencopolymeren (dat wil zeggen polyethyleen en polypropyleenmengsels)

- Polyisobutileen

- Polysulfuros

- Polysiloxan

Naast vele anderen. Deze reageren met elkaar door verschillende polymerisatiemechanismen, waaronder: condensatie, toevoeging of vrije radicaal via.

Daarom impliceert elke synthese de noodzaak van beheersing van de kinetiek van de reactie, om de optimale omstandigheden van de ontwikkeling ervan te garanderen. Evenzo zal de synthese in het spel komen, dat wil zeggen de reactor, het type en de procesvariabelen.

Moleculaire kenmerken

- Polymeren die worden gebruikt voor elastomere synthese hebben een aantal dingen gemeen. De eigenschappen van de eerste zullen synergie (het geheel is groter dan de som van hun delen) met die van de seconden.

- Om te beginnen moeten ze asymmetrische structuren hebben en daarom zo heterogeen mogelijk zijn. De moleculaire structuren moeten noodzakelijkerwijs lineair en flexibel zijn, dat wil zeggen dat de rotatie van eenvoudige bindingen geen sterische afstotingen tussen de substituerende groepen mag veroorzaken.

- Het polymeer moet niet erg polair zijn, omdat anders de intermoleculaire interacties sterker zullen zijn en een grotere stijfheid zullen vertonen.

- Polymeren moeten hebben: asymmetrische, geen polaire en flexibele eenheden. Als ze al deze moleculaire kenmerken verzamelen, vertegenwoordigen ze een potentieel startpunt voor het verkrijgen van een elastomeer.

Elastomere synthese

Nadat het de grondstof en alle procesvariabelen heeft geselecteerd, gaat het verder met de synthese van de elastomeren. Eenmaal gesynthetiseerd, en na een volgende reeks fysische en chemische behandelingen wordt het elastische materiaal gecreëerd.

Het kan u van dienst zijn: Mohr -methode: fundamentals, reacties, procedure, gebruik

Maar om elastomeren te worden, moeten ze wat transformaties ondergaan.

Ze moeten een verschoppel ondergaan of genezen (Crosslinking, In het Engels), dat wil zeggen dat hun polymere ketens met elkaar verbinden door moleculaire bruggen, die afkomstig zijn van BI of polypunctionele polymeren of polymeren (in staat om twee of meer sterke covalente bindingen te vormen).

De onderstaande afbeelding vat het bovenstaande samen:

Moleculaire bruggen. Bron: Gabriel Bolívar

Paarse lijnen vertegenwoordigen de polymere ketens of "meer rigide" blokken van elastomeren, terwijl zwart het meest flexibele gedeelte is. Elke paarse lijn kan bestaan ​​uit een ander, flexibeler of rigide polymeer ten opzichte van de voorgaande of doorgaan.

Deze moleculaire bruggen laten het ingeschreven elastomeer toe.

De magische veer (slinky, bijvoorbeeld van Toy Story) Het gedraagt ​​zich enigszins vergelijkbaar met hoe elastomeren dat doen.

Vulkanisatie

Onder alle processen van kruisverkoppelen is de vulkanisatie een van de bekendste. Hier worden polymeerketens onderling verbonden door zwavelbruggen (s-s ...).

Terugkerend naar de bovenste afbeelding, zouden de bruggen niet langer zwart zijn, maar geel. Dit proces is onmisbaar bij de vervaardiging van banden.

Aanvullende fysische en chemische behandelingen

Gesynthetiseerde elastomeren, de volgende stappen bestaan ​​uit het behandelen van het resulterende materiaal om hen hun enkelvoudige kenmerken te geven. Elk materiaal heeft zijn eigen behandeling, waaronder verwarming, vormen of slijpen, of andere fysieke "genezen".

In deze stappen pigmenten en andere chemische stoffen die ervoor zorgen dat hun elasticiteit wordt toegevoegd. Evenzo worden de module van zijn jongeren, zijn Tg en zijn elasticiteitslimiet als kwaliteitsanalyse (naast andere variabelen) geëvalueerd (naast andere variabelen).

Kan u van dienst zijn: keramische materialen: kenmerken, typen, voorbeelden

Het is hier dat de term elastomeer wordt begraven door het woord 'rubber': siliconen, nitril, natuurlijke, uretanos, butadieen-styrene rubbers, enz. De rubbers zijn synoniem met elastisch materiaal.

Synthese van elastische banden

Ten slotte zal een korte beschrijving van het elastische bandsyntheseproces worden gegeven.

De polymeerbron voor de synthese van zijn elastomeren wordt verkregen uit de natuurlijke latex, met name van de boom Hevea brasiliensis. Dit is een melkachtige en harsachtige substantie, die wordt onderworpen aan zuivering en vervolgens wordt gemengd met azijnzuur en formaldehydezuur.

Uit dit mengsel wordt een plaat verkregen, waaruit water wordt geëxtraheerd door het te knijpen en een blokvorm te geven. Deze blokken worden in een mixer in kleinere stukken gesneden, waar ze worden verwarmd, en pigmenten en zwavel worden toegevoegd voor hun vulkanisatie.

Vervolgens worden ze gesneden en onderworpen aan extrusie om holle staven te verkrijgen, waarbinnen ze een aluminium staaf zullen bezetten met talk als ondersteuning.

En ten slotte worden de staven verwarmd en uit hun aluminiumondersteuning verwijderd, om nog een laatste keer te worden geperst door een rol voordat ze worden gesneden. Elke snit genereert een competitie, en talloze bezuinigingen genereren er tonnen van.

Referenties

1. Elastomeren. Hersteld van Softroboticstoolkit.com
2. Hoofdstuk 16, 17, 18-plastics, vezels, elastomeren. Hersteld van Fab.MKBA.MIT.Edu
3. Elastomeersynthese. Hersteld van: Joyips.Uakron.Edu