Vật liệu tổng hợp Khái niệm, loại và ví dụ

các vật liệu tổng hợp là những vật liệu được làm từ polymer tổng hợp hoặc các phân tử nhỏ. Các hợp chất được sử dụng để sản xuất các vật liệu này đến từ hóa chất có nguồn gốc từ dầu mỏ hoặc hóa dầu.

Các hợp chất hóa học khác nhau được sử dụng để tạo ra các loại sợi khác nhau. Hầu hết các vật liệu tổng hợp được làm bằng hóa chất đến từ polymer, do đó chúng mạnh hơn và bền hơn.

Vật liệu tổng hợp chiếm gần một nửa trong số tất cả các vật liệu được sử dụng trong tất cả các lĩnh vực công nghệ dệt. Có nhiều phương pháp khác nhau để tạo ra các vật liệu này, nhưng phổ biến nhất là chuyển sang trạng thái hợp nhất. Trong quá trình này, nhiệt độ cao được sử dụng để thay đổi và định hình hình dạng và kích thước của sợi hoặc vật liệu tổng hợp.

Những vật liệu này có khả năng chống và có xu hướng cung cấp các tính năng thân thiện với người tiêu dùng. Một số tính năng phổ biến nhất là vật liệu chống thấm nước, vật liệu có thể co giãn và các bộ phận chống vết bẩn.

Điều này là có thể bởi vì các sợi tự nhiên nhạy cảm với các yếu tố và có xu hướng bị phá vỡ theo thời gian; Điều này có nghĩa là chúng có khả năng phân hủy sinh học. Sợi tự nhiên cũng dễ bị tổn thương bởi các loài gây hại cho chúng, như trường hợp của bướm đêm ăn bông, len và lụa.

Sợi tổng hợp miễn dịch với các loài gây hại này và không bị thiệt hại khi tiếp xúc với ánh nắng mặt trời, nước hoặc dầu. Một số vật liệu tổng hợp phổ biến nhất là nylon, polyester, sợi carbon, rayon và spandex hoặc Licra.

Trong thời gian gần đây, một sự bùng nổ đã xuất hiện về mặt phát minh ra các vật liệu tổng hợp mới. Với công nghệ, các nhà khoa học đã phát hiện ra các tuyến tổng hợp mới kết hợp các phân tử nhỏ thành chuỗi polyester lớn với các đặc tính phù hợp cho các mục đích sử dụng cụ thể..

Một ví dụ trong số này là các sợi polypropylen được sử dụng trong thảm hoặc các loại polyetylen được sử dụng để sản xuất chai nhựa. Họ cũng đã quản lý để phát triển các chất cực kỳ mạnh như kevlar.

Các loại vật liệu tổng hợp và đặc điểm

Nhựa sinh học

Nhựa không bị phân hủy, vì vậy chúng là một nguồn ô nhiễm môi trường lớn. Ngoài ra, hầu hết các loại nhựa có nguồn gốc từ dầu thô, không thể tái tạo.

Nhưng công nghệ đã làm cho nó có thể chuyển đổi tài nguyên tái tạo thành nhựa và cao su tổng hợp. Những chất này bền vững vì chúng chứa tài nguyên hóa thạch và mặc dù chúng chưa bị phân hủy sinh học, nhưng đó là một tiến bộ lớn cho khoa học.

Ni lông

Nó là một họ polymer tổng hợp và được sản xuất lần đầu tiên vào năm 1935; Đó là sợi tổng hợp đầu tiên được sản xuất hàng loạt. Điều này là do nhu cầu thay thế lụa và cây gai dầu châu Á trong những chiếc dù trong Thế chiến II. Vào thời điểm đó, nó được sử dụng để chế tạo lốp xe, lều, ponchos và các vật tư quân sự khác. Nó thậm chí còn được sử dụng để kiếm tiền giấy ở Hoa Kỳ.

Nó rất dễ cháy, nó cháy thay vì tan chảy. Nó khá đàn hồi; Nó rất mạnh, chống côn trùng, động vật, nấm và nhiều hóa chất rất tốt.

Nó có nhiều ứng dụng thương mại trong sợi tổng hợp, chẳng hạn như trải sàn và gia cố cao su; Nó cũng được sử dụng để mô hình các bộ phận ô tô, đặc biệt là khoang động cơ, và trong các thiết bị điện, bàn chải đánh răng, thảm, vớ nylon và vải quần áo..

Nylon rắn cũng được sử dụng để làm bàn chải tóc và các bộ phận cơ khí, chẳng hạn như ốc vít và bánh răng. Nhựa nylon được sử dụng trong một số bao bì thực phẩm; đặc biệt là trong những cái đi kèm trong túi cho lò nướng và trong bao bì xúc xích và thịt.

Hợp chất nhựa

Đây là tên được đặt cho nhựa đã được gia cố bởi các loại sợi khác nhau để làm cho chúng đàn hồi và mạnh mẽ hơn. Một ví dụ là hỗn hợp giữa polyme và than đá, tạo ra một vật liệu nhẹ phục vụ vận chuyển vật liệu sử dụng nhiên liệu hiệu quả.

Các hợp chất này ngày càng được sử dụng, đặc biệt là trong ngành hàng không vũ trụ. Airbus A360 và máy bay Boeing 787 được làm bằng hợp chất nhựa 50%. Điều duy nhất ngăn không cho nó được sử dụng nhiều hơn, đặc biệt là trong sản xuất xe, là chi phí cao.

Polyester

Vật liệu này được sử dụng rộng rãi trong ngành dệt may; Hầu hết quần áo có một số loại polyester. Có một số giống thậm chí có thể phân hủy sinh học, mặc dù hầu hết không.

Ngoài quần áo, nhiều loại vải dệt bằng polyester được sử dụng trong nội thất gia đình và nội thất gia đình. Polyester có thể được tìm thấy trên áo sơ mi, quần, áo khoác, mũ, tấm, mền, đệm, chất độn, đồ nội thất bọc và khăn. Polyester công nghiệp được sử dụng để gia cố vành, đai an toàn và để gia cố nhựa hấp thụ cao.

Vật liệu này cũng được sử dụng để làm chai, ca nô, dây cáp và hình ba chiều, trong số những thứ khác. Ngoài ra, nó được sử dụng như là một kết thúc trên các sản phẩm gỗ, chẳng hạn như guitar, piano và nội thất du thuyền.

Polyester có khả năng chống vết bẩn cao; thuốc nhuộm duy nhất có thể nhuộm nó là thuốc nhuộm phân tán. Trong nhiều cơ hội, sự kết hợp giữa polyester và sợi tự nhiên được tạo ra để thu được các kết quả khác nhau. Ví dụ, hỗn hợp giữa polyester và cotton, poly cotton, là một loại vải mạnh mẽ, chống lại nếp nhăn và không co lại.

Vật liệu tự sửa chữa

Những vật liệu mới đang được phát triển có khả năng sửa chữa những thiệt hại mà trong những dịp khác có thể được coi là không thể khắc phục. Chúng được phát hiện vào đầu những năm 2000.

Polyme không phải là vật liệu duy nhất có khả năng tự sửa chữa, nhưng chúng là hiệu quả nhất. Chúng liên quan đến các thiết kế rất phức tạp và rất khó để sản xuất chúng, nhưng khi sửa chữa chúng có độ bền cao hơn các loại polymer khác. Dự kiến ​​ngày càng có nhiều hơn được sử dụng trong sơn, điện tử và giao thông vận tải.

Sợi carbon

Nó là một loại nhựa gia cố, mạnh mẽ và nhẹ, chứa sợi carbon. Sợi carbon có thể đắt tiền để sản xuất, nhưng nó được sử dụng rộng rãi trong ô tô, hàng không vũ trụ, kỹ thuật dân dụng, sản phẩm thể thao và các ứng dụng kỹ thuật khác.

Nó cứng nhắc nhưng đồng thời có thể đúc và có khả năng chịu nhiệt độ cao. 

Kevlar

Kevlar là một loại nhựa rất mạnh. Nó có các đặc tính rất được tìm kiếm vì nó được làm từ các sợi được ép mạnh với nhau. Nó là một loại quen thuộc của nylon, được coi là một siêu polymer và được giới thiệu ra thị trường vào những năm 70.

Nó là một vật liệu rất mạnh, nhưng tương đối nhẹ. Nó không tan chảy và chỉ phân hủy ở nhiệt độ cao hơn 450 ° C; cái lạnh cũng không làm hỏng nó, nó có thể tồn tại ở nhiệt độ lên tới -196 ° C. Chống lại các cuộc tấn công từ các hóa chất khác nhau và độ ẩm không làm hỏng nó.

Kevlar là một vật liệu chống đạn đạo tuyệt vời, vì rất khó để một viên đạn hoặc một con dao xuyên qua các sợi. Nó mạnh hơn thép, giống như áo giáp hiện đại, nhưng nhẹ hơn và linh hoạt hơn thép.

Các ứng dụng khác của Kevlar bao gồm việc sử dụng trong sản xuất lốp xe đạp, thuyền buồm và vá trống cho pin âm nhạc.

Lycra

Lycra hoặc spandex là một loại sợi được biết đến là đặc biệt đàn hồi; Nó có thể mở rộng gấp 5 lần kích thước của nó. Các tính năng quý giá nhất của nó là mặc dù kéo dài, nó trở lại kích thước ban đầu và khô nhanh hơn các loại vải khác. Nó mạnh hơn và bền hơn cao su và được phát minh vào những năm 50.

Do tính đàn hồi và sức mạnh của nó, nó được sử dụng trong nhiều mặt hàng quần áo, đặc biệt là trong thể thao. Quần short đi xe đạp, đồ bơi để bơi lội, quần trượt tuyết, bộ đồ ba môn phối hợp và bộ đồ nước chỉ là một số sử dụng phổ biến nhất. Các ứng dụng khác bao gồm trong đồ lót, đồ tắm, găng tay và lycra.

Polyme phản ứng thông minh

Nướu tổng hợp và gel có thể điều chỉnh hình dạng của chúng để đáp ứng với các kích thích bên ngoài; Điều này có nghĩa là họ phản ứng với những thay đổi trong môi trường. Khả năng này rất hữu ích vì nó có thể giúp thiết kế các vật liệu thông minh khác, như cảm biến và báo động. Khi công nghệ tự phục hồi được thêm vào phương trình này, kết quả có thể có những ứng dụng quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp.

Những vật liệu này có thể nhạy cảm với những thay đổi về nhiệt độ, độ ẩm, pH, cường độ ánh sáng và từ trường và điện tử. Họ có thể thay đổi màu sắc, độ trong suốt hoặc thậm chí hình dạng của chúng.

Chúng được sử dụng trong kỹ thuật y sinh, hydrogel và bao bì phân hủy sinh học.

Acrylic

Nó được phát triển vào những năm 40. Nó mạnh mẽ, nhẹ và ấm, do đó nó thường được sử dụng trong áo len, như đồ nội thất, trong thảm và để che ủng và găng tay. Nó mềm đến nỗi khi chạm vào nó có cảm giác như len; Sau khi trải qua một quy trình chính xác, nó có thể được sử dụng để bắt chước các loại vải khác như cotton. Đôi khi nó được sử dụng để thay thế cho cashmere đắt hơn.

Chất acrylic rất bền và chịu được. Chấp nhận màu sắc rất tốt, không có vấn đề khi rửa và thường không gây dị ứng. Đối với quần áo, nó thường được sử dụng trong sản xuất vớ, khăn quàng cổ và mũ. Ngoài ra, nó được sử dụng trong đan sợi, đặc biệt là trong móc.

Tài liệu tham khảo

1. Một số ví dụ về vật liệu tổng hợp là gì? Câu hỏi và trả lời Phục hồi từ tài liệu tham khảo.com.
2. Năm vật liệu tổng hợp với sức mạnh thay đổi thế giới (2015). Cuộc hội thoại. Lấy từ theconversation.com.
3. Nylons (Polyamide) (2017) Plastipedia. Lấy từ bpf.com.uk.
4. Phần 8: Nhuộm bằng thuốc nhuộm phân tán. (1981). AATC. Phục hồi từ Books.google.com.
5. Tiện nghi trong nhà: Nghệ thuật và khoa học của việc giữ nhà. (2005) Simon và Schuster. Phục hồi từ Books.google.com.
6. (2016) Giải thích những thứ đó. Lấy từ explainthat ware.com.
7. Polyme thông minh cho quá trình sinh học và xử lý sinh học (2001) CRC. Phục hồi từ Books.google.com.
8. Thương hiệu Kevlar®. Tốt hơn, mạnh hơn và an toàn hơn. Phục hồi từ dupont.com.
9. Công nghệ sản xuất: Vật liệu, quy trình và thiết bị (2011). Boca Raton, Florida. Hoa Kỳ CRC Phục hồi từ Books.google.com.