MATERIALI SINTETICI: CONCETTO, TIPOLOGIE ED ESEMPI - SCIENZA - 2024

I materiali sintetici sono quei materiali che sono fatti di polimeri sintetizzati o piccole molecole. I composti utilizzati per produrre questi materiali provengono da prodotti chimici del petrolio o prodotti petrolchimici.

Diversi composti chimici vengono utilizzati per produrre diversi tipi di fibre. La maggior parte dei materiali sintetici è composta da sostanze chimiche derivate da polimeri, quindi sono più forti e resistenti.

I materiali sintetici costituiscono quasi la metà di tutti i materiali utilizzati in tutti i campi della tecnologia tessile. Esistono diversi metodi per la produzione di questi materiali, ma il più comune è la tornitura per fusione. In questo processo, le alte temperature vengono utilizzate per modificare e modellare la forma e le dimensioni delle fibre o dei materiali sintetici.

Questi materiali sono resistenti e spesso offrono caratteristiche di facile utilizzo. Alcune delle caratteristiche più comuni sono materiali impermeabili, materiali estensibili e parti resistenti alle macchie.

Ciò è possibile poiché le fibre naturali sono sensibili agli elementi e tendono a rompersi nel tempo; questo significa che sono biodegradabili. Le fibre naturali sono anche soggette a danni da parassiti che si nutrono di loro, come nel caso delle falene che si nutrono di cotone, lana e seta.

Le fibre sintetiche sono immuni a questi parassiti e non vengono danneggiate dall'esposizione al sole, all'acqua o all'olio. Alcuni dei materiali sintetici più comuni sono nylon, poliestere, fibra di carbonio, rayon e spandex o lycra.

In tempi recenti, c'è stato un boom nell'invenzione di nuovi materiali sintetici. Con la tecnologia, gli scienziati hanno scoperto nuovi percorsi sintetici per collegare piccole molecole in grandi catene di poliestere con le proprietà corrette per usi particolari.

Un esempio di questi sono le fibre di polipropilene che vengono utilizzate nei tappeti o le varietà di polietilene che vengono utilizzate per realizzare bottiglie di plastica. Sono anche riusciti a sviluppare sostanze incredibilmente forti come il kevlar.

Tipi di materiali sintetici e caratteristiche

bioplastiche

Le materie plastiche non si degradano, motivo per cui sono una grande fonte di inquinamento ambientale. Inoltre, la maggior parte delle materie plastiche derivano dal petrolio greggio, che non è rinnovabile.

Ma la tecnologia ha permesso di convertire le risorse rinnovabili in plastica e gomme sintetiche. Queste sostanze sono sostenibili perché risparmiano risorse fossili e sebbene non siano ancora biodegradabili, è un grande progresso per la scienza.

Nylon

È una famiglia di polimeri sintetici ed è stata prodotta per la prima volta nel 1935; è stata la prima fibra sintetica prodotta in serie. Ciò era dovuto alla necessità di sostituire la seta asiatica e la canapa nei paracadute durante la seconda guerra mondiale. A quel tempo veniva utilizzato per fabbricare pneumatici, tende, poncho e altre forniture militari. È stato persino utilizzato per fare soldi cartacei negli Stati Uniti.

È altamente infiammabile, brucia invece di sciogliersi. È abbastanza elastico; è molto forte, resiste molto bene a insetti, animali, funghi e molte sostanze chimiche.

Ha molte applicazioni commerciali in fibre sintetiche, come rivestimenti per pavimenti e rinforzi in gomma; Viene anche utilizzato nella modellazione di parti automobilistiche, in particolare nel vano motore, e in apparecchiature elettriche, spazzolini da denti, tappeti, nylon e tessuti per abbigliamento.

Il nylon solido viene utilizzato anche per realizzare spazzole per capelli e parti meccaniche, come viti e ingranaggi. Le resine di nylon sono utilizzate in alcuni imballaggi alimentari; soprattutto in quelli che arrivano in sacchetti per il forno e nel confezionamento di salumi e carne.

Composti plastici

Questo è il nome dato alle plastiche che sono state rinforzate da diverse fibre per renderle più elastiche e resistenti. Un esempio sono le miscele tra polimeri e carbonio, che creano un materiale leggero che viene utilizzato per trasportare cose utilizzando il carburante in modo efficiente.

Questi composti sono sempre più utilizzati, in particolare nell'industria aerospaziale. Gli aeromobili Airbus A360 e il Boeing 787 sono composti per il 50% da plastica. L'unica cosa che gli impedisce di essere utilizzato di più, soprattutto nella produzione di veicoli, è il suo costo elevato.

Poliestere

Questo materiale è ampiamente utilizzato nell'industria tessile; la maggior parte dei vestiti ha un certo grado di poliestere. Ci sono alcune varietà che sono persino biodegradabili, anche se la maggior parte non lo sono.

Oltre all'abbigliamento, molti tessuti in poliestere vengono utilizzati nell'arredamento della casa e nella biancheria. Il poliestere si trova in camicie, pantaloni, giacche, cappelli, lenzuola, piumini, cuscini, imbottiture, mobili imbottiti e asciugamani. Il poliestere industriale viene utilizzato per rinforzare pneumatici, cinture di sicurezza e per rinforzare le plastiche altamente assorbenti.

Questo materiale viene utilizzato anche per realizzare bottiglie, canoe, cavi e ologrammi, tra gli altri. Inoltre, viene utilizzato come finitura su prodotti in legno, come chitarre, pianoforti e interni di yacht.

Il poliestere è altamente resistente alle macchie; gli unici coloranti che possono tingerlo sono i cosiddetti coloranti dispersi. In molte opportunità, vengono create combinazioni tra poliestere e fibre naturali per ottenere risultati diversi. Ad esempio, il misto poliestere / cotone, policotone, è un tessuto forte, antirughe e irrestringibile.

Materiale autoriparante

Questi nuovi materiali che si stanno sviluppando hanno la capacità di riparare danni che in altri momenti potrebbero essere considerati irreparabili. Sono stati scoperti nei primi anni 2000.

I polimeri non sono l'unico materiale in grado di auto-ripararsi, ma sono i più efficienti. Coinvolgono progetti molto complicati e sono difficili da produrre, ma una volta riparati sono più durevoli di altri polimeri. Si prevede che saranno sempre più utilizzati nei rivestimenti, nell'elettronica e nei trasporti.

Fibra di carbonio

È una plastica rinforzata resistente e leggera che contiene fibra di carbonio. La fibra di carbonio può essere costosa da produrre, ma è ampiamente utilizzata nel settore automobilistico, aerospaziale, ingegneria civile, articoli sportivi e altre applicazioni tecniche.

È rigido ma allo stesso tempo modellabile e ha una buona resistenza alle alte temperature.

Kevlar

Il kevlar è una plastica molto resistente. Ha proprietà molto ricercate in quanto è costituito da fibre fortemente pressate l'una contro l'altra. È un parente del nylon, è considerato un super polimero ed è stato introdotto sul mercato negli anni '70.

È un materiale molto resistente, ma relativamente leggero. Non si scioglie e si decompone solo ad una temperatura superiore a 450 ° C; neanche il freddo la danneggia, può resistere a temperature fino a -196 ° C. Resiste agli attacchi di diversi prodotti chimici e l'umidità non lo danneggia.

Il kevlar è un eccellente materiale antibalistico, poiché è difficile che un proiettile o un coltello passino attraverso le fibre. È più forte dell'acciaio, come l'armatura moderna, ma più leggero e flessibile dell'acciaio.

Altri usi per Kevlar includono l'utilizzo nella produzione di pneumatici per biciclette, barche a vela e pelli per tamburi musicali.

Lycra

Lycra o spandex è una fibra nota per essere eccezionalmente elastica; può espandersi fino a 5 volte le sue dimensioni. Le sue caratteristiche più preziose sono che nonostante lo stiramento ritorna alla sua dimensione originale e che si asciuga più velocemente di altri tessuti. È più forte e più durevole della gomma ed è stato inventato negli anni '50.

Per la sua elasticità e resistenza, viene utilizzato in molti articoli di abbigliamento, soprattutto nello sport. Pantaloncini da ciclismo, costume da bagno, pantaloni da sci, tute da triathlon e mute sono solo alcuni degli usi più comuni. Altri usi includono biancheria intima, costumi da bagno, guanti e lycra.

Polimeri reattivi intelligenti

Gomme e gel sintetici possono regolare la loro forma in risposta a stimoli esterni; ciò significa che rispondono ai cambiamenti nell'ambiente. Questa funzionalità è molto utile in quanto può aiutarti a progettare altri materiali intelligenti, come sensori e allarmi. Quando la tecnologia di autoriparazione viene aggiunta a questa equazione, i risultati potrebbero avere usi importanti in molti settori.

Questi materiali possono essere sensibili ai cambiamenti di temperatura, umidità, pH, intensità della luce e campi magnetici ed elettronici. Possono alterarne il colore, la trasparenza o persino la forma.

Sono utilizzati nell'ingegneria biomedica, negli idrogel e negli imballaggi biodegradabili.

Acrilico

È stato sviluppato negli anni 40. È resistente, leggero e caldo, quindi è comunemente usato nei maglioni, come tappezzeria di mobili, nei tappeti e per coprire stivali e guanti.

È così morbido che al tatto sembra lana; Dopo aver eseguito una procedura corretta, può essere utilizzato per imitare altri tessuti come il cotone. A volte è usato come sostituto del cashmere più costoso.

L'acrilico è molto resistente e resistente. Accetta molto bene il colore, non ha problemi al lavaggio ed è solitamente ipoallergenico. Per quanto riguarda l'abbigliamento, viene solitamente utilizzato nella produzione di calze, sciarpe e cappelli. Inoltre, è usato nei fili per lavorare a maglia, specialmente nell'uncinetto.

Gomma sintetica

Le origini della gomma sintetica risalgono alla fine del XIX secolo per la necessità di creare una variante della gomma naturale che potesse soddisfare la domanda dell'industria automobilistica.

La gomma sintetica migliora quella naturale perché la sua composizione le permette di essere più maneggevole e di subire deformazioni senza perdere elasticità.

Adesivi

Gli adesivi possono essere di origine animale, vegetale o sintetica. Quest'ultimo è a base di polimeri derivati ​​dal petrolio, oltre a gomme sintetiche o colle poliuretaniche.

A loro volta, gli adesivi possono essere classificati, in base alla loro composizione, in adesivi monocomponenti e bicomponenti.

Argilla polimerica

Svolge le funzioni dell'argilla terrestre, solo che è costituita principalmente da cloruro di polivinile (PVC). È sul mercato da poco tempo, ma il suo basso costo e le sue possibilità ne consentono un utilizzo sempre più ampio rispetto all'argilla tradizionale.

Silicone

La composizione sintetica del silicone è stata effettuata nel 1938. È un prodotto molto versatile per l'uso quotidiano in settori come l'elettronica, l'edilizia, la farmaceutica o l'arredamento. La sua più grande possibilità è che possa essere riscaldato ad alte temperature senza deformarsi o perdere le sue proprietà.

termoplastici

Le termoplastiche sono una combinazione di materie plastiche derivate dal petrolio greggio insieme a ossigeno, idrogeno e carbonio. La sua capacità principale è che possono essere fusi in modo che possano successivamente adottare la forma desiderata.

Viene applicato nell'industria automobilistica per lo sviluppo di fari, per prodotti impermeabili come tende da doccia o impermeabili o per la fabbricazione di tubi.

Riferimenti

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