Comment un matériau élastique est-il synthétisé?

Un matériau élastique est composé d'élastomères, qui lui donnent sa propriété élastique

Pour synthétiser un matériau élastique Vous devez savoir quel type de polymères se compose. Les matériaux élastiques, appelés polymères élastiques, sont formés par élastomères.

Les matériaux élastiques sont ceux qui peuvent être déformés en appliquant une force, et une fois qu'il cesse de s'appliquer, ils reviennent à leur formulaire d'origine. C'est pourquoi on sait qu'un matériau a des propriétés élastiques.

L'un des exemples les plus simples d'un matériau élastique se trouve dans les bandes (ou ligues) élastiques qui lient les journaux, les fleurs ou une liasse de billets. S'il est étiré, il sera observé qu'ils se déforment longitudinalement, puis reviennent à sa forme d'origine.

Lorsque le matériau se déforme en permanence, il n'est pas élastique, mais en plastique. Il existe plusieurs paramètres physiques qui permettent de différencier ces matériaux, comme votre jeune module, sa limite d'élasticité et sa température de transition vitreuse (TG).

En plus de ces qualités physiques, chimiquement, les matériaux élastiques doivent également se conformer à certains critères moléculaires pour se comporter comme tels.

De là, survient un large éventail de possibilités, de mélanges et de synthèse, soumis à des variables sans fin, qui convergent dans la caractéristique "simple" de l'élasticité

Matière première des matériaux élastiques

Les matériaux élastiques sont faits d'élastomères. Ces derniers nécessitent à leur tour d'autres polymères ou des "pièces moléculaires", c'est-à-dire que les élastomères méritent également leur propre synthèse de pré-politymemen.

Chaque cas nécessite une étude approfondie des variables de processus, des conditions et pourquoi avec ces polymères "l'élastomère résultant fonctionne" et, par conséquent, le matériau élastique.

Il existe une série de polymères utilisés à cet effet:

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- Polyisocial

- Polyester polyol

- Copolymères d'éthylène et de propylène (c'est-à-dire des mélanges en polyéthylène et en polypropylène)

- Polyisobutilene

- Polysulfuros

- Polyiloxan

En plus de beaucoup d'autres. Ceux-ci réagissent entre eux par différents mécanismes de polymérisation, parmi lesquels sont: la condensation, l'addition ou les radicaux libres via.

Par conséquent, chaque synthèse implique la nécessité d'une maîtrise de la cinétique de la réaction, afin de garantir les conditions optimales de son développement. De même, la synthèse entrera en jeu, c'est-à-dire le réacteur, son type et les variables de processus.

Caractéristiques moléculaires

- Les polymères utilisés pour la synthèse des élastomères ont certaines choses en commun. Les propriétés de la première synergie de Will (le tout est supérieur à la somme de leurs parties) avec ceux des secondes.

- Pour commencer, ils doivent avoir des structures asymétriques et, par conséquent, être aussi hétérogènes que possible. Ses structures moléculaires doivent nécessairement être linéaires et flexibles, c'est-à-dire que la rotation des liaisons simples ne doit pas provoquer de répulsions stériques entre les groupes de substituants.

- Le polymère ne doit pas être très polaire, car, sinon, ses interactions intermoléculaires seront plus fortes et montreront une plus grande rigidité.

- Les polymères doivent avoir: unités asymétriques, non polaires et flexibles. S'ils rassemblent toutes ces caractéristiques moléculaires, ils représentent un point de départ potentiel pour obtenir un élastomère.

Synthèse des élastomères

Après avoir sélectionné la matière première et toutes les variables de processus, elle continue avec la synthèse des élastomères. Une fois synthétisé, et après une série ultérieure de traitements physiques et chimiques, le matériau élastique est créé.

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Mais pour devenir des élastomères, ils doivent subir certaines transformations.

Ils doivent subir un paria ou durci (Réticulation, En anglais), c'est-à-dire que leurs chaînes polymères se connecteront entre elles par des ponts moléculaires, qui proviennent de polymères ou polymères BI ou polyponctionnels (capable de former deux ou plusieurs liaisons covalentes)).

L'image ci-dessous résume ce qui précède:

Ponts moléculaires. Source: Gabriel Bolívar

Les lignes violettes représentent les chaînes polymères ou les blocs d'élastomères "plus rigides", tandis que le noir est la partie la plus flexible. Chaque ligne violette peut être composée d'un polymère différent, plus flexible ou rigide par rapport à la précédente ou à procéder.

Ces ponts moléculaires permettent à l'élastomère inscrit.

Le printemps magique (slinky, par exemple, de Histoire de jouet) Il se comporte légèrement similaire à la façon dont les élastomères font.

Vulcanisation

Parmi tous les processus de la rive. Ici, les chaînes en polymère sont interconnectées par des ponts de soufre (S-S-S ...).

Revenant à l'image supérieure, les ponts ne seraient plus noirs, mais jaunes. Ce processus est indispensable dans la fabrication des pneus.

Traitements physiques et chimiques supplémentaires

Les élastomères synthétisés, les étapes suivantes consistent à traiter le matériel résultant pour leur donner leurs caractéristiques singulières. Chaque matériau a son propre traitement, parmi lequel le chauffage, le moulage ou le broyage, ou d'autres "durcis" physiques ".

Dans ces étapes, les pigments et autres substances chimiques qui garantissent que leur élasticité est ajoutée. De même, le module de son jeune, son TG et sa limite d'élasticité comme analyse de qualité (en plus des autres variables) sont évalués (en plus des autres variables).

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C'est ici que le terme élastomère est enterré par le mot «caoutchouc»: silicone, nitrile, naturel, uretanos, caoutchoucs de butadiène-styrène, etc. Les caoutchoucs sont synonymes de matériau élastique.

Synthèse de bandes élastiques

Enfin, une brève description du processus de synthèse de la bande élastique sera donnée.

La source de polymère pour la synthèse de ses élastomères est obtenue à partir du latex naturel, spécifiquement de l'arbre Hevea Brasiliensis. Il s'agit d'une substance laiteuse et résineuse, qui est soumise à une purification puis mélangée avec de l'acide acétique et du formaldéhyde.

De ce mélange, une dalle est obtenue, à partir de laquelle l'eau est extraite en la serrant et en lui donnant une forme de bloc. Ces blocs sont coupés en morceaux plus petits dans un mélangeur, où ils sont chauffés, et les pigments et le soufre sont ajoutés pour leur vulcanisation.

Ensuite, ils sont coupés et soumis à une extrusion pour obtenir des tiges creuses, dans lesquelles ils occuperont une tige en aluminium avec du talc comme support.

Et enfin, les tiges sont chauffées et retirées de leur soutien en aluminium, pour être une dernière fois pressé par un rouleau avant d'être coupé. Chaque coupe génère une ligue et d'innombrables coupes en génèrent des tonnes.

Les références

1. Élastomères. Récupéré de softroboticstoolkit.com
2. Chapitre 16, 17, 18-Plastiques, Fibres, Elastomères. Récupéré de fab.CBA.mit.Édu
3. Synthèse des élastomères. Récupéré de: joyps.Uakron.Édu