Come viene sintetizzato un materiale elastico?

Un materiale elastico è costituito da elastomeri, che gli danno la sua proprietà elastica

Per sintetizzare un materiale elastico Devi sapere che tipo di polimeri lo inventano. I materiali elastici, noti come polimeri elastici, sono formati da elastomeri.

I materiali elastici sono quelli che possono essere deformati applicando una forza e una volta che smette di applicare, tornano alla loro forma originale. Ecco perché è noto che un materiale ha proprietà elastiche.

Uno degli esempi più semplici di un materiale elastico si trova nelle bande elastiche (o leghe) che legano giornali, fiori o un batuffolo di biglietti. Se allungato, si osserva che si deformano longitudinalmente e poi tornano alla sua forma originale.

Quando il materiale viene deformata permanentemente, allora non è elastico, ma in plastica. Esistono diversi parametri fisici che consentono di differenziare questi materiali, come il tuo giovane modulo, il limite di elasticità e la temperatura di transizione del vetro (TG).

Oltre a queste qualità fisiche, chimicamente, i materiali elastici devono anche rispettare alcuni criteri molecolari per comportarsi come tali.

Da qui sorge una vasta gamma di possibilità, miscele e sintesi, soggette a infinite variabili, che convergono nella caratteristica "semplice" dell'elasticità

Materia prima di materiali elastici

I materiali elastici sono realizzati in elastomeri. Quest'ultimo a sua volta richiedono altri polimeri o "pezzi molecolari", ovvero gli elastomeri meritano anche la propria sintesi dai pre -politimenici.

Ogni caso richiede uno studio approfondito delle variabili di processo, delle condizioni e del perché con questi polimeri "il risultante elastomero funziona" e, quindi, il materiale elastico.

C'è una serie di polimeri usati per questo scopo:

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- Poliisociato

- Poliolo poliestere

- Copolimeri di etilene e propilene (cioè miscele di polietilene e polipropilene)

- Poliisobutilene

- Polysulfuros

- Polisiloxan

Oltre a molti altri. Questi reagiscono tra loro attraverso diversi meccanismi di polimerizzazione, tra cui: condensa, aggiunta o radicale libero via.

Pertanto, ogni sintesi implica la necessità di padronanza della cinetica della reazione, al fine di garantire le condizioni ottimali del suo sviluppo. Allo stesso modo, la sintesi entrerà in gioco, cioè il reattore, il suo tipo e le variabili di processo.

Caratteristiche molecolari

- I polimeri usati per la sintesi di elastomeri hanno alcune cose in comune. Le proprietà della prima sinergia (il tutto è maggiore della somma delle loro parti) con quelle dei secondi.

- Per cominciare, devono avere strutture asimmetriche e, quindi, essere il più eterogeneo possibile. Le sue strutture molecolari devono necessariamente essere lineari e flessibili, cioè la rotazione di legami semplici non dovrebbe causare repulsioni steriche tra i gruppi sostituenti.

- Il polimero non dovrebbe essere molto polare, poiché, altrimenti, le sue interazioni intermolecolari saranno più forti e mostreranno una maggiore rigidità.

- I polimeri devono avere: unità asimmetriche, non polari e flessibili. Se raccolgono tutte queste caratteristiche molecolari, rappresentano un potenziale punto di partenza per ottenere un elastomero.

Sintesi di Elastomere

Dopo aver selezionato la materia prima e tutte le variabili di processo, continua con la sintesi degli elastomeri. Una volta sintetizzato e dopo una successiva serie di trattamenti fisici e chimici, viene creato il materiale elastico.

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Ma per diventare elastomeri, devono subire alcune trasformazioni.

Devono sottoporsi a un emarginato o curato (Reticolazione, In inglese), cioè le loro catene polimeriche si collegheranno tra loro da ponti molecolari, che provengono da polimeri o polimeri polipunzionali (in grado di formare due o più forti legami covalenti).

L'immagine in basso riassume quanto sopra:

Ponti molecolari. Fonte: Gabriel Bolívar

Le linee viola rappresentano le catene polimeriche o blocchi di elastomeri "più rigidi", mentre il nero è la porzione più flessibile. Ogni linea viola può consistere in un polimero diverso, più flessibile o rigido rispetto al precedente o procedere.

Questi ponti molecolari consentono all'elastomero arruolato di.

La molla magica (Slinky, per esempio, di Storia dei giocattoli) Si comporta leggermente simile a come fanno gli elastomeri.

Vulcanizzazione

Tra tutti i processi di trasversale, la vulcanizzazione è una delle più conosciute. Qui, le catene polimeriche sono interconnesse dai ponti di zolfo (S-S-S ...).

Tornando all'immagine superiore, i ponti non sarebbero più neri, ma gialli. Questo processo è indispensabile nella produzione di pneumatici.

Ulteriori trattamenti fisici e chimici

Elastomeri sintetizzati, le seguenti fasi consistono nel trattamento del materiale risultante per dare loro le loro caratteristiche singolari. Ogni materiale ha il suo trattamento, tra cui riscaldamento, modanatura o macinazione o altri "guariti" fisici.

In questi passaggi pigmenti e altre sostanze chimiche che garantiscono la loro elasticità. Allo stesso modo, vengono valutati il ​​modulo del suo giovane, il suo TG e il suo limite di elasticità come analisi di qualità (oltre ad altre variabili) (oltre ad altre variabili).

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È qui che il termine elastomero è sepolto dalla parola "gomma": silicone, nitrile, naturale, uretano, gomme da butadiene-stirene, ecc. Le gomme sono sinonimo di materiale elastico.

Sintesi di bande elastiche

Infine, verrà fornita una breve descrizione del processo di sintesi della banda elastica.

La fonte polimerica per la sintesi dei suoi elastomeri è ottenuta dal lattice naturale, in particolare dall'albero Hevea brasiliensis. Questa è una sostanza lattiginosa e resinosa, che è soggetta a purificazione e quindi miscelata con acido acetico e formaldeide.

Da questa miscela si ottiene una lastra, da cui viene estratta l'acqua stringendola e dandogli una forma a blocchi. Questi blocchi vengono tagliati in pezzi più piccoli in un mixer, dove vengono riscaldati e vengono aggiunti pigmenti e zolfo per la loro vulcanizzazione.

Quindi, sono tagliati e sottoposti a estrusione per ottenere aste cave, all'interno delle quali occupano un'asta di alluminio con talco come supporto.

E infine, le aste vengono riscaldate e rimosse dal loro supporto in alluminio, per essere un'ultima volta spremuta da un rullo prima di essere tagliate. Ogni taglio genera una lega e innumerevoli tagli ne genera tonnellate.

Riferimenti

1. Elastomeri. Recuperato da Softroboticstoolkit.com
2. CAPITOLO 16, 17, 18-plastics, fibre, elastomeri. Recuperato da Fab.CBA.MIT.Edu
3. Sintesi di elastomero. Recuperato da: Joyips.Uakron.Edu