SYNTHETISCHE MATERIALEN: CONCEPT, SOORTEN EN VOORBEELDEN - WETENSCHAP - 2026

De synthetische materialen zijn die materialen die zijn gemaakt van gesynthetiseerde polymeren of kleine moleculen. De verbindingen die worden gebruikt om deze materialen te maken, zijn afkomstig van petroleumchemicaliën of petrochemicaliën.

Verschillende chemische verbindingen worden gebruikt om verschillende soorten vezels te maken. De meeste synthetische materialen zijn gemaakt van chemicaliën die afkomstig zijn van polymeren, dus ze zijn sterker en resistenter.

Synthetische materialen vormen bijna de helft van alle materialen die op alle gebieden van textieltechnologie worden gebruikt. Er zijn verschillende methoden om deze materialen te vervaardigen, maar de meest voorkomende is smeltdraaien. Bij dit proces worden hoge temperaturen gebruikt om de vorm en afmetingen van vezels of synthetische materialen te veranderen en te vormen.

Deze materialen zijn sterk en bieden vaak gebruiksvriendelijke eigenschappen. Enkele van de meest voorkomende kenmerken zijn waterdichte materialen, rekbare materialen en vlekbestendige onderdelen.

Dit is mogelijk omdat natuurlijke vezels gevoelig zijn voor de elementen en de neiging hebben om na verloop van tijd af te breken; dit betekent dat ze biologisch afbreekbaar zijn. Natuurlijke vezels zijn ook vatbaar voor schade door ongedierte dat zich ermee voedt, zoals het geval is bij motten die zich voeden met katoen, wol en zijde.

Synthetische vezels zijn immuun voor dit ongedierte en worden niet beschadigd door blootstelling aan zon, water of olie. Enkele van de meest voorkomende synthetische materialen zijn nylon, polyester, koolstofvezel, rayon en spandex of lycra.

In de afgelopen tijd is er een hausse geweest in de uitvinding van nieuwe synthetische materialen. Met technologie hebben wetenschappers nieuwe synthetische routes ontdekt om kleine moleculen te koppelen tot grote polyesterketens met de juiste eigenschappen voor bepaalde toepassingen.

Een voorbeeld hiervan zijn de polypropyleenvezels die worden gebruikt in tapijten of de soorten polyethyleen die worden gebruikt om plastic flessen te maken. Ze zijn er ook in geslaagd om ongelooflijk sterke stoffen zoals kevlar te ontwikkelen.

Soorten synthetische materialen en kenmerken

Bioplastics

Kunststoffen worden niet afgebroken en zijn daarom een ​​grote bron van milieuvervuiling. Bovendien zijn de meeste kunststoffen afkomstig van ruwe olie, die niet hernieuwbaar is.

Maar de technologie heeft het mogelijk gemaakt om hernieuwbare bronnen om te zetten in kunststoffen en synthetische rubbers. Deze stoffen zijn duurzaam omdat ze fossiele bronnen besparen en hoewel ze nog niet biologisch afbreekbaar zijn, is het een grote vooruitgang voor de wetenschap.

Nylon

Het is een familie van synthetische polymeren en werd voor het eerst geproduceerd in 1935; het was de eerste in massa geproduceerde synthetische vezel. Dit was te wijten aan de noodzaak om Aziatische zijde en hennep in parachutes te vervangen tijdens de Tweede Wereldoorlog. In die tijd werden er banden, tenten, poncho's en andere militaire goederen van gemaakt. Het werd zelfs gebruikt om papiergeld te verdienen in de Verenigde Staten.

Het is licht ontvlambaar, het verbrandt in plaats van te smelten. Het is vrij elastisch; het is erg sterk, het is zeer goed bestand tegen insecten, dieren, schimmels en veel chemicaliën.

Het heeft veel commerciële toepassingen in synthetische vezels, zoals in vloerbedekkingen en rubberen versterkingen; Het wordt ook gebruikt bij het modelleren van auto-onderdelen, met name het motorcompartiment, en in elektrische apparatuur, tandenborstels, tapijten, nylons en kledingstoffen.

Massief nylon wordt ook gebruikt om haarborstels en mechanische onderdelen te maken, zoals schroeven en tandwielen. Nylonharsen worden in sommige voedselverpakkingen gebruikt; vooral in die in zakken voor de oven en in worst- en vleesverpakkingen.

Plastic verbindingen

Dit is de naam die wordt gegeven aan kunststoffen die zijn versterkt met verschillende vezels om ze elastischer en sterker te maken. Een voorbeeld zijn de mengsels tussen polymeren en koolstof, waardoor een lichtgewicht materiaal ontstaat dat wordt gebruikt om dingen efficiënt met brandstof te vervoeren.

Deze verbindingen worden in toenemende mate gebruikt, vooral in de lucht- en ruimtevaartindustrie. Airbus A360-vliegtuigen en de Boeing 787 zijn gemaakt van 50% plastic. Het enige dat verhindert dat het meer wordt gebruikt, vooral bij de fabricage van voertuigen, zijn de hoge kosten.

Polyester

Dit materiaal wordt veel gebruikt in de textielindustrie; de meeste kleding heeft een soort polyester. Er zijn enkele soorten die zelfs biologisch afbreekbaar zijn, hoewel de meeste dat niet zijn.

Naast kleding worden veel polyester geweven stoffen gebruikt in woninginrichting en linnengoed. Polyester is te vinden in overhemden, broeken, jassen, hoeden, lakens, dekbedden, kussens, vullingen, gestoffeerde meubels en handdoeken. Industrieel polyester wordt gebruikt om banden, veiligheidsgordels en sterk absorberende kunststoffen te versterken.

Van dit materiaal worden onder meer flessen, kano's, kabels en hologrammen gemaakt. Bovendien wordt het gebruikt als afwerking van houten producten, zoals gitaren, piano's en jachtinterieurs.

Polyester is zeer goed bestand tegen vlekken; de enige kleurstoffen die het kunnen verven zijn de zogenaamde disperse kleurstoffen. Bij veel gelegenheden worden combinaties gemaakt tussen polyester en natuurlijke vezels om verschillende resultaten te verkrijgen. Het polyester / katoenmengsel, polykatoen, is bijvoorbeeld een sterke, kreukvrije, niet-krimpende stof.

Zelfherstellend materiaal

Deze nieuwe materialen die in ontwikkeling zijn, hebben het vermogen om schade te herstellen die op andere momenten als onherstelbaar zou kunnen worden beschouwd. Ze werden ontdekt in de vroege jaren 2000.

Polymeren zijn niet het enige materiaal dat in staat is tot zelfherstel, maar ze zijn het meest efficiënt. Het gaat om zeer gecompliceerde ontwerpen en zijn moeilijk te vervaardigen, maar na reparatie zijn ze duurzamer dan andere polymeren. Ze zullen naar verwachting in toenemende mate worden gebruikt in coatings, elektronica en transport.

Koolstofvezel

Het is een sterke en lichtgewicht versterkte kunststof die koolstofvezel bevat. Koolstofvezel kan duur zijn om te vervaardigen, maar wordt veel gebruikt in de automobiel-, lucht- en ruimtevaart, civiele techniek, sportartikelen en andere technische toepassingen.

Het is stijf maar tegelijkertijd vormbaar en goed bestand tegen hoge temperaturen.

Kevlar

Kevlar is een zeer sterke kunststof. Het heeft zeer gewilde eigenschappen omdat het is gemaakt van vezels die sterk tegen elkaar worden gedrukt. Het is een familielid van nylon, het wordt beschouwd als een superpolymeer en werd in de jaren 70 op de markt geïntroduceerd.

Het is een zeer sterk materiaal, maar relatief licht. Het smelt niet en ontleedt pas bij een temperatuur hoger dan 450 ° C; de kou kan het ook niet schaden, het kan temperaturen tot -196 ° C overleven. Het is bestand tegen aanvallen van verschillende chemicaliën en vochtigheid beschadigt het niet.

Kevlar is een uitstekend antiballistisch materiaal, omdat het moeilijk is voor een kogel of mes om door de vezels te gaan. Het is sterker dan staal, zoals modern pantser, maar lichter en flexibeler dan staal.

Andere toepassingen voor Kevlar zijn onder meer het gebruik bij de vervaardiging van fietsbanden, zeilboten en drumkoppen voor muziektrommels.

Lycra

Lycra of spandex is een vezel waarvan bekend is dat deze uitzonderlijk elastisch is; het kan tot 5 keer zo groot worden. De meest waardevolle eigenschappen zijn dat het ondanks het uitrekken terugkeert naar zijn oorspronkelijke grootte en dat het sneller droogt dan andere stoffen. Het is sterker en duurzamer dan rubber en werd uitgevonden in de jaren 50.

Vanwege zijn elasticiteit en sterkte wordt het in veel kledingstukken gebruikt, vooral in de sport. Fietsbroeken, zwembroeken, skibroeken, triatlonpakken en wetsuits zijn slechts enkele van de meest voorkomende toepassingen. Andere toepassingen zijn onder meer in ondergoed, badpakken, handschoenen en lycra.

Slimme reactieve polymeren

Synthetische rubbers en gels kunnen hun vorm aanpassen als reactie op externe prikkels; dit betekent dat ze reageren op veranderingen in de omgeving. Deze mogelijkheid is erg handig omdat het u kan helpen bij het ontwerpen van andere slimme materialen, zoals sensoren en alarmen. Wanneer zelfherstellende technologie aan deze vergelijking wordt toegevoegd, kunnen de resultaten belangrijke toepassingen hebben in veel industrieën.

Deze materialen kunnen gevoelig zijn voor veranderingen in temperatuur, vochtigheid, pH, lichtintensiteit en magnetische en elektronische velden. Ze kunnen de kleur, transparantie of zelfs de vorm ervan veranderen.

Ze worden gebruikt in biomedische engineering, hydrogels en biologisch afbreekbare verpakkingen.

Acryl

Het werd ontwikkeld in de jaren 40. Het is sterk, licht en warm, daarom wordt het vaak gebruikt in truien, als meubelstoffering, in tapijten en om laarzen en handschoenen te bedekken.

Het is zo zacht dat het aanvoelt als wol; Na een juiste procedure te hebben doorlopen, kan het worden gebruikt om andere stoffen zoals katoen te imiteren. Het wordt soms gebruikt als vervanging voor het duurdere kasjmier.

Acryl is erg duurzaam en sterk. Het accepteert kleur zeer goed, heeft geen problemen bij het wassen en is meestal hypoallergeen. Wat kleding betreft, het wordt meestal gebruikt bij de vervaardiging van kousen, sjaals en hoeden. Bovendien wordt het gebruikt in draden om te breien, vooral bij haken.

Synthetisch rubber

De oorsprong van synthetisch rubber gaat terug tot het einde van de negentiende eeuw vanwege de behoefte om een ​​variant van natuurlijk rubber te maken die aan de vraag van de auto-industrie zou kunnen voldoen.

Synthetisch rubber is beter dan het natuurlijke omdat het door zijn samenstelling beter beheersbaar is en vervormingen kan ondergaan zonder zijn elasticiteit te verliezen.

Lijmen

De lijmen kunnen van dierlijke, plantaardige of synthetische oorsprong zijn. De laatste is gebaseerd op polymeren afgeleid van aardolie, evenals synthetische rubber- of polyurethaanlijmen.

Lijmen kunnen op hun beurt, op basis van hun samenstelling, worden ingedeeld in ééncomponenten- en tweecomponentenlijmen.

Polymeer klei

Het vervult de functies van aardklei, alleen bestaat het voornamelijk uit polyvinylchloride (PVC). Het is nog maar kort op de markt, maar door zijn lage kosten en mogelijkheden kan het steeds breder worden gebruikt in vergelijking met traditionele klei.

Siliconen

De synthetische samenstelling van siliconen werd uitgevoerd in 1938. Het is een zeer veelzijdig product voor dagelijks gebruik in industrieën zoals elektronica, bouw, farmaceutica of meubels. De grootste mogelijkheid is dat het kan worden verwarmd tot hoge temperaturen zonder te vervormen of zijn eigenschappen te verliezen.

Thermoplasten

Thermoplasten zijn een combinatie van kunststoffen die zijn afgeleid van ruwe olie, samen met zuurstof, waterstof en koolstof. De belangrijkste eigenschap is dat ze kunnen worden gesmolten, zodat ze later de gewenste vorm kunnen aannemen.

Het wordt in de auto-industrie toegepast voor de ontwikkeling van koplampen, voor waterdichte producten zoals douchegordijnen of regenjassen of voor de vervaardiging van buizen.

Referenties

1. Wat zijn enkele voorbeelden van synthetische materialen? Vragen en antwoorden. Opgehaald van reference.com.
2. Vijf synthetische materialen met de kracht om de wereld te veranderen (2015). Het gesprek. Opgehaald van theconversation.com.
3. Nylons (Polyamide) (2017) Plastipedia. Opgehaald van bpf.com.uk.
4. Deel 8: Verven met disperse kleurstoffen. (negentien een en tachtig). AATC. Hersteld van books.google.com.
5. Home Comfort: The Art and Science of Keeping House. (2005) Simon en Schuster. Hersteld van books.google.com.
6. (2016) Leg dat uit. Opgehaald van explaininthatstuff.com.
7. Smart Polymers for Bioseparation and Bioprocessing (2001) CRC. Hersteld van books.google.com.
8. Kevlar®-merk. Beter, sterker en veiliger. Opgehaald van dupont.com.
9. Productietechnologie: materialen, processen en apparatuur (2011). Boca Raton, Florida. ONS. CRC. Hersteld van books.google.com.