איך הוא חומר אלסטי מסונתז?

כדי לסנתז א חומר אלסטי, ראשית, יש לדעת על איזה סוג של פולימרים הם ממלאים; שכן, אחרת, את פירוט של פלסטיק או סיבים יהיה להיות מנוסחת. בידיעה זו, פולימרים שיש לשקול הם אלה בשם אלסטומרים.

לאחר מכן, אלסטומרים להרכיב את חומרי אלסטי; אבל מה הם? איך הם שונים פולימרים אחרים איך לדעת אם החומר מסונתז באמת יש תכונות אלסטיות?

אחת הדוגמאות הפשוטות ביותר של חומר אלסטי נמצאה ברצועות האלסטיות (או ביריות) שקושרות עיתונים, פרחים או צרור שטרות. אם הם נמתחים, זה יהיה לראות כי הם מעוות longitudinally, ולאחר מכן לחזור הצורה המקורית שלהם.

אבל, אם החומר הוא מעוות לצמיתות, אז זה לא אלסטי, אבל פלסטיק. ישנם מספר פרמטרים פיזיים המאפשרים להבחין בין חומרים אלה, כגון מודולוס של יאנג, גבול הגמישות שלך, ואת טמפרטורת המעבר זכוכית (Tg)..

בנוסף תכונות אלה פיזית, חומרים אלסטיים כימיים חייבים גם לעמוד בקריטריונים מולקולריים מסוימים להתנהג ככזה.

מכאן נוצר מגוון רחב של אפשרויות, תערובות וסינתזות, נתון למספר עצום של משתנים; כל זה כדי להתכנס על המאפיין "הפשוט" של גמישות.

אינדקס

• 1 חומר גלם
  • 1.1 תכונות מולקולריות
• 2 סינתזה של אלסטומרים
  • 2.1 גיפור
  • 2.2 טיפולים פיזיים וכימיים נוספים
• 3 סינתזה של להקות אלסטיות
• 4 הפניות

חומר גלם

כפי שצוין בהתחלה, חומרים אלסטיים עשויים אלסטומרים. האחרון בתורו דורשים פולימרים קטנים אחרים או "חלקים מולקולריים"; כלומר, אלסטומרים גם ראוי הסינתזות שלהם מראש טרום פולימרים.

כל מקרה דורש מחקר קפדני של משתני התהליך, התנאים ומדוע עם פולימרים אלה אלסטומר וכתוצאה מכך "עובד", ולכן, החומר אלסטי.

מבלי להיכנס לפרטים, יש לנו סדרה של פולימרים המשמשים למטרה זו:

-Polyisocyanate

-פוליאסטר פוליאסטר

-אתילן ופוליפרופילן קופולימרים (כלומר תערובות של polyethylenes ו polypropylenes)

-פוליסובוטילן

-פוליסולפידים

-פוליסילוקסאן

בנוסף לרבים אחרים. אלה מגיבים אחד עם השני באמצעות מנגנוני פילמור שונים, ביניהם: עיבוי, תוספת, או דרך רדיקלים חופשיים.

לכן, כל סינתזה מרמזת על הצורך לשלוט בקינטיקה של התגובה, על מנת להבטיח את התנאים האופטימליים של התפתחותה. כמו כן, המקום שבו הסינתזה תבוצע באה לידי ביטוי; כלומר, הכור, סוגו ומשתני התהליך.

מאפיינים מולקולריים

מה לכל הפולימרים המשמשים לסינתזה של אלסטומרים יש במשותף? המאפיינים של הראשון יעשה סינרגיה (כולו גדול מסכום החלקים שלו) עם השני.

ראשית, הם חייבים להיות מבנים אסימטריים, ולכן, להיות הטרוגנית ככל האפשר. המבנים המולקולריים שלהם חייבים להיות ליניאריים וגמישים; כלומר, סיבוב של קשרים בודדים לא צריך לגרום דחייה סטרית בין הקבוצות החלופי.

כמו כן, הפולימר לא צריך להיות מאוד קוטבי, שכן אחרת האינטראקציות intermolecular יהיה חזק יותר ולהראות קשיחות רבה יותר.

לכן, פולימרים חייב להיות: אסימטרי, לא קוטבי וגמישות יחידות. אם יש להם את כל המאפיינים המולקולריים האלה, אז הם מייצגים נקודת מוצא פוטנציאלית להשגת אלסטומר.

סינתזה של אלסטומרים

לאחר בחירת חומר הגלם ואת כל המשתנים התהליך, אנו ממשיכים עם סינתזה של אלסטומרים. לאחר סינתזה, ולאחר סדרה מאוחרת של טיפולים פיזיים וכימיים, החומר האלסטי נוצר.

אבל מה טרנספורמציות חייב הפולימרים שנבחרו לעבור להיות אלסטומרים?

הם צריכים לעבור cross-linking או ריפוי (crosslinking, באנגלית); כלומר, שרשראות הפולימר שלהם יהיו מחוברות זו לזו על ידי גשרים מולקולריים, המגיעים ממולקולות או פולימרים דו-פונקציונליים או פולימרים (המסוגלים ליצור שניים או יותר קשרים קוולנטיים חזקים). התמונה הבאה מסכמת את האמור לעיל אמר:

הקווים הסגולים מייצגים את שרשראות הפולימר או את הבלוקים ה "נוקשים" של האלסטומרים; בעוד הקווים השחורים הם החלק הגמיש ביותר. כל קו סגול עשוי להיות מורכב פולימר שונה, גמיש יותר או נוקשה מזו שקדמה או הליך.

מה הפונקציה של הגשרים המולקולריים האלה? זה המאפשר אלסטומר התגלגל על ​​עצמו (מצב סטטי), ניתן לפרוס תחת לחץ מתיחה (מצב אלסטי) הודות לגמישות של הקישורים שלה.

האביב הקסום (סלינקי, למשל, טויסטורי) מתנהג בצורה קצת דומה לזה של אלסטומרים.

וולקניזציה

בין כל התהליכים המקושרים, גיפור הוא אחד הידועים ביותר. כאן, שרשראות הפולימר מחוברים על ידי גשרים של גופרית (S-S-S ...).

בחזרה לתמונה לעיל, הגשרים כבר לא יהיה שחור, אבל צהוב. תהליך זה הוא חיוני בייצור של הצמיגים.

טיפולים פיזיים וכימיים נוספים

אלסטומרים מסונתזים, השלבים הבאים כוללים טיפול בחומר שנוצר כדי לתת להם את המאפיינים הייחודיים שלהם. לכל חומר יש טיפול משלו, וביניהם החימום, היציקה או השחזה, או כל חומר פיזי "ריפוי".

בשלבים אלה הם הוסיף פיגמנטים וכימיקלים אחרים המבטיחים גמישות שלהם. כמו כן, מודולוס יאנג שלהם, Tg שלהם, ואת הגמישות הגבלת שלהם מוערכים כמו ניתוח איכות (בנוסף משתנים אחרים).

זה המקום שבו המונח elastomer נקבר על ידי המילה 'גומי'; סיליקון גומי, ניטריל, טבעי, urethanes, בוטאדיאן סטירן, וכו ' גושים הם שם נרדף עם חומר אלסטי.

סינתזה של להקות אלסטיות

כדי לסיים, תיאור קצר של תהליך סינתזה של להקות אלסטיות תינתן.

המקור של פולימרים עבור סינתזה של אלסטומרים שלהם מתקבל לטקס טבעי, במיוחד מן העץ חוה braasiliensis. זהו חומר חלבי שרף, אשר נתון לטיהור ולאחר מכן מעורבב עם חומצה אצטית פורמלדהיד.

מתוך תערובת זו מתקבל לוח, שממנו מים מופק על ידי סחיטה אותו ולתת לו צורה בלוק. בלוקים אלה הם חתכו לחתיכות קטנות יותר במיקסר, שם הם מחוממים ואת פיגמנטים גופרית מתווספים עבור גיפור.

לאחר מכן, הם לחתוך נתון שחול, כדי לקבל מוטות חלולים, שבתוכו הם יכבשו מוט אלומיניום עם טלק כמו תמיכה.

ולבסוף, מוטות מחוממים מוסרים התמיכה אלומיניום שלהם, להיות הפעם האחרונה לחצה על ידי רולר לפני לחתוך; כל בית משפט מייצר ליגה, ואין ספור חתכים לייצר טונות של אותם.

הפניות

1. ויקיפדיה. (2018). גמישות (פיזיקה). מקור: en.wikipedia.org
2. אודיאן ג '(1986) מבוא לסינתזה של אלסטומרים. ב: ג 'יי, מארק ג' יי (עורכים) התקדמות באלסטומרים וגומי גמישות. שפרינגר, בוסטון, תואר שני
3. ערכת כלים רובוטיקה רכה. (s.f.). אלסטומרים. מקור: softroboticstoolkit.com
4. פרק 16, 17, 18-פלסטיק, סיבים, אלסטומרים. [PDF] מקור: fab.cba.mit.edu
5. סינתזה אלסטומר. [PDF] מקור: gozips.uakron.edu
6. Advameg, Inc (2018). רצועת גומי מקור: madehow.com.