MATERIALS SINTÈTICS: CONCEPTE, TIPUS I EXEMPLES - CIÈNCIA - 2025

Els materials sintètics són aquells materials que estan fets de polímers sintetitzats o de petites molècules. Els compostos usats per realitzar aquests materials vénen de químics derivats de l'petroli o petroquímics.

Diferents compostos químics es fan servir per fabricar diferents tipus de fibres. La majoria dels materials sintètics estan fabricats de químics que provenen de polímers, per tant són més forts i resistents.

Els materials sintètics componen gairebé la meitat de tots dels materials que són utilitzats en tots els camps de la tecnologia tèxtil. Hi ha diferents mètodes per fabricar aquests materials, però el més comú és el tornejat en estat de fusió. En aquest procés, s'utilitzen altes temperatures per canviar i modelar la forma i les dimensions de les fibres o materials sintètics.

Aquests materials són resistents i solen oferir característiques amigables per al consumidor. Algunes de les característiques més comunes són materials a prova d'aigua, materials que es poden estirar i peces resistents a les taques.

Això és possible ja que les fibres naturals són sensibles als elements i tendeixen a trencar-se amb el pas el temps; això vol dir que són biodegradables. Les fibres naturals també són propenses a danys de plagues que s'alimenten d'elles, com és el cas de les arnes que s'alimenten de el cotó, llana i seda.

Les fibres sintètiques són immune a aquestes plagues i no pateixen els danys per exposició a sol, aigua o oli. Alguns dels materials sintètics més comuns són el niló, el polièster, la fibra de carbó, el raió i el spandex o licra.

En temps recents, ha sorgit un auge pel que fa a la invenció de nous materials sintètics. Amb la tecnologia, els científics han descobert noves rutes sintètiques d'unir petites molècules en grans cadenes de polièster amb les propietats correctes per a usos particulars.

Un exemple d'aquests són les fibres de polipropilè que s'usen en les catifes o les varietats de polietilè que es fan servir per fer ampolles de plàstic. També han aconseguit desenvolupar substàncies increïblement forts com el kevlar.

Tipus de materials sintètics i característiques

bioplàstics

Els plàstics no es degraden, per això són una gran font de contaminació ambiental. Addicionalment, la majoria dels plàstics són derivats de l'cru, el qual no és renovable.

Però la tecnologia ha fet possible convertir recursos renovables en plàstics i gomes sintètiques. Aquestes substàncies són sostenibles perquè guarden recursos fòssils i tot i que encara no són biodegradables, és un gran avanç per a la ciència.

nylon

És família dels polímers sintètics i va ser produït per primera vegada en 1935; va ser la primera fibra sintètica produïda en massa. Això es va deure a la necessitat de reemplaçar la seda asiàtica i el cànem en els paracaigudes durant la II Guerra Mundial. En aquesta època va ser utilitzada per fabricar llandes, carpes, ponxos i altres subministraments militars. Fins i tot va ser usada per fer paper de moneda en els Estats Units.

És altament inflamable, es crema en comptes de fondre. És bastant elàstica; és molt fort, resisteix molt bé als insectes, animals, fongs ja molts químics.

Té moltes aplicacions comercials en fibres sintètiques, com en revestiments de pisos i reforços de goma; també s'usa per a modelar parts d'automòbils, especialment el compartiment de motor, i en equips elèctrics, en raspalls dentals, catifes, mitges de niló i teles per confeccionar roba.

El niló sòlid també s'usa per fabricar raspalls de cabell i parts mecàniques, com cargols i engranatges. Les resines de niló s'utilitzen en alguns empaquetatges d'aliments; sobretot en els que vénen en bosses per al forn i en empaquetatges d'embotits i carns.

Compostos de plàstic

Aquest és el nom que se li dóna als plàstics que han estat reforçats per diferents fibres perquè siguin més elàstics i forts. Un exemple són les barreges entre polímers i carbó, que creen un material lleuger que serveix per transportar coses utilitzant combustible de manera eficient.

Aquests compostos són cada vegada més usats, particularment en la indústria aeroespacial. Els avions Airbus A360 i el Boeing 787 estan fets de 50% compost de plàstics. L'única cosa que impedeix que s'utilitzi més, sobretot a la fabricació de vehicles, és el seu alt cost.

polyester

Aquest material s'utilitza àmpliament en la indústria tèxtil; la majoria de la roba té algun grau de polièster. Hi ha algunes varietats que fins i tot són biodegradables, encara que la majoria no ho és.

A més de la roba, moltes teles teixides en polièster s'usen en mobles casolans i roba de casa. Es pot trobar polièster en camises, pantalons, jaquetes, barrets, llençols, edredons, coixins, farcits, mobles entapissats i tovalloles. El polièster industrial s'usa per reforçar llantes, cinturons de seguretat, i per reforçar plàstics d'alta absorció.

Aquest material també s'usa per fabricar ampolles, canoes, cables i hologrames, entre d'altres. Addicionalment, s'utilitza com acabat en productes de fusta, com ara guitarres, pianos i interiors de iots.

El polièster és altament resistent a les taques; els únics colorants que poden tenyir-ho són els anomenats colorants dispersos. En moltes oportunitats es creen combinacions entre polièster i fibres naturals per obtenir diferents resultats. Per exemple, la barreja entre polièster i cotó, el poli cotó, és un teixit fort, resistent a les arrugues i que no es encongeix.

Material acte reparante

Aquests nous materials que estan sent desenvolupats tenen la capacitat de reparar danys que en altres ocasions podrien considerar irreparables. Van ser descoberts a principis dels 2000.

Els polímers no són l'únic material capaç d'auto reparar-se, però són els més eficients. Involucren dissenys molt complicats i és difícil fabricar-los, però a l'reparar són més duradors que altres polímers. S'espera que cada vegada es facin servir més en revestiments, electrònics i en transports.

Fibra de carbó

És un plàstic reforçat, fort i lleuger, que conté fibra de carbó. La fibra de carbó pot ser costosa a l'fabricar-se, però és àmpliament usada en les indústries automotors, aeroespacials, en l'enginyeria civil, productes esportius i en altres aplicacions tècniques.

És rígida però a el mateix temps moldejable i té una bona resistència a les altes temperatures.

Kevlar

El Kevlar és un plàstic molt fort. Té propietats molt buscades ja que està fet de fibres que estan fortament pressionades les unes amb les altres. És un familiar de l'niló, és considerat un súper polímer i va ser introduït a l'mercat en els anys 70.

És un material molt forta, però relativament lleuger. No es fon i només es descompon en una temperatura major a 450 ° C; el fred tampoc ho fa malbé, pot sobreviure a temperatures de fins a -196 ° C. Resisteix atacs de diferents químics i la humitat no ho fa malbé.

El Kevlar és una excel·lent material antibalístic, ja que és difícil que una bala o un ganivet pugui passar a través de les fibres. És més fort que l'acer, com una armadura moderna, però més lleugera i flexible que l'acer.

Altres usos d'el Kevlar inclouen ser usat en la fabricació de llantes de bicicletes, vaixells de vela i pegats de tambor per bateries musicals.

licra

La licra o spandex és una fibra coneguda per ser excepcionalment elàstica; pot expandir fins a 5 vegades la seva grandària. Les seves característiques més preuades són que tot i estirar-torna a la mida original i que s'asseca més ràpid que altres teles. És més forta i duradora que el cautxú i va ser inventada en els anys 50.

Per la seva elasticitat i força és usada en molts articles de roba, sobretot en l'àmbit esportiu. Els shorts de ciclisme, els vaig portar de banys per a natació, els pantalons d'esquí, els vestits per triatló i els vestits aquàtics, són només alguns dels usos més comuns. Altres usos inclouen en roba interior, vestits de banys, guants i licres.

Polímers reactius intel·ligents

Les gomes sintètiques i els gels poden ajustar la seva forma en resposta a estímuls externs; això vol dir que responen a canvis en l'ambient. Aquesta capacitat és molt útil ja que pot ajudar a dissenyar altres materials intel·ligents, com ara sensors i alarmes. Quan s'afegeix la tecnologia acte reparadora a aquesta equació, els resultats podrien tenir usos importants en moltes indústries.

Aquests materials poden ser sensibles a canvis en temperatura, humitat, pH, intensitat de la llum i camps magnètics i electrònics. Poden alterar el seu color, transparència o fins i tot la seva forma.

S'usen en enginyeria biomèdica, hidrogels i empaquetatges biodegradables.

acrílic

Va ser desenvolupada en els anys 40. És fort, lleuger i tebi, per tant és usada comunament en sweaters, com tapisseria de mobles, en catifes i per recobrir botes i guants.

És tan suau que a el tacte se sent com llana; després de passar per un procediment correcte, pot ser usada per a imitar altres teles com el cotó. Algunes vegades s'usa com a substitut de la caixmir que és més costosa.

L'acrílic és molt durador i resistent. Accepta el color molt bé, no té problemes a l'ésser rentat i sol ser singlot al·lergènica. Pel que fa a roba, sol ser utilitzada en la fabricació de mitges, bufandes i barrets. Addicionalment, s'usa en fils per a teixir, especialment en el ganxet.

cautxú sintètic

Els orígens de l'cautxú sintètic es remunten a finals de segle XIX a causa de la necessitat de crear una variant de l'cautxú natural que pogués cobrir la demanda de la indústria automobilística.

El cautxú sintètic millora a l'natural a causa de que la seva composició li permet ser més manejable i patir deformacions sense que perdi la seva elasticitat.

adhesius

Els adhesius poden ser d'origen animal, vegetal o sintètic. Aquest últim té com a base polímers que deriven de l'petroli, així com cues de cautxú sintètic o de poliuretà.

Al seu torn, els adhesius es poden classificar, segons la seva composició, en adhesius monocomponents i adhesius bicomponents.

argila polimèrica

Realitza les funcions de l'argila de terra, només que aquesta es compon principalment de clorur de polivinil (PVC). Té poc temps al mercat, però el seu baix cost i possibilitats estan permetent un ús cada vegada més estès que fa a l'argila tradicional.

silicona

La composició sintetitzada de la silicona es va dur a terme en 1938. És un producte molt versàtil i d'ús diari en indústries com l'electrònica, construcció, farmacèutica, o la de l'moble. El seu major possibilitat és que pot escalfar a altes temperatures sense deformar o perdre les seves propietats.

termoplàstics

Els termoplàstics són una combinació de plàstics derivats de l'petroli cru juntament amb oxigen, hidrogen i carboni. La seva capacitat principal és que es poden fondre perquè després adoptin la qual forma que es desitgi.

S'aplica en la indústria automobilística per al desenvolupament de fars, per a productes impermeables com cortines de bany o impermeables o per a la fabricació de canonades.

referències

1. What are some examples of synthetic materials? Questions and Answers. Recuperat de reference.com.
2. Five synthetic materials with the power to change the world (2015). The Conversation. Recuperat de theconversation.com.
3. Nylons (Polyamide) (2017) Plastipedia. Recuperat de bpf.com.uk.
4. Part 8: Dyeing with dispersi dyes. (1981). AATC. Recuperat de books.google.com.
5. Home Comforts: The Art and Science of Keeping House. (2005) Simon and Schuster. Recuperat de books.google.com.
6. (2016) Explain that Stuff. Recuperat de explainthatstuff.com.
7. Smart Polymers for Bioseparation and Bioprocessing (2001) CRC. Recuperat de books.google.com.
8. Kevlar ® Brand. Better, Stronger and safer. Recuperat de dupont.com.
9. Manufacturing Technology: Materials, Processes, and Equipment (2011). Boca Raton, Florida. Estats Units. CRC. Recuperat de books.google.com.