합성 재료 : 개념, 유형 및 예 - 과학

합성 물질이 합성 중합체 또는 소분자 이루어지는 이러한 물질이다. 이러한 물질을 만드는 데 사용되는 화합물은 석유 화학 물질 또는 석유 화학 물질에서 나옵니다.

다른 종류의 섬유를 만들기 위해 다른 화합물이 사용됩니다. 대부분의 합성 재료는 폴리머에서 추출한 화학 물질로 만들어져있어 더 강하고 내성이 강합니다.

합성 재료는 섬유 기술의 모든 분야에서 사용되는 모든 재료의 거의 절반을 구성합니다. 이러한 재료를 제조하는 방법에는 여러 가지가 있지만 가장 일반적인 방법은 용융 선삭입니다. 이 공정에서 고온은 섬유 또는 합성 재료의 모양과 치수를 변경하고 성형하는 데 사용됩니다.

이러한 소재는 견고하며 종종 소비자 친화적 인 기능을 제공합니다. 가장 일반적인 기능 중 일부는 방수 소재, 신축성 소재 및 얼룩 방지 부품입니다.

이것은 천연 섬유가 원소에 민감하고 시간이 지남에 따라 분해되는 경향이 있기 때문에 가능합니다. 이것은 그들이 생분해됨을 의미합니다. 천연 섬유는 면화, 양모 및 실크를 먹는 나방의 경우와 마찬가지로 그들에게 먹이를주는 해충으로 인해 손상되기 쉽습니다.

합성 섬유는 이러한 해충에 대한 내성이 있으며 태양, 물 또는 기름에 노출 되어도 손상되지 않습니다. 가장 일반적인 합성 재료는 나일론, 폴리 에스테르, 탄소 섬유, 레이온, 스판덱스 또는 라이크라입니다.

최근에는 새로운 합성 재료의 발명이 붐을 일으켰습니다. 기술을 통해 과학자들은 작은 분자를 특정 용도에 적합한 특성을 가진 큰 폴리 에스테르 사슬로 연결하는 새로운 합성 경로를 발견했습니다.

예를 들어 카펫에 사용되는 폴리 프로필렌 섬유 또는 플라스틱 병을 만드는 데 사용되는 다양한 폴리에틸렌이 있습니다. 그들은 또한 케블라와 같은 믿을 수 없을 정도로 강한 물질을 개발했습니다.

합성 재료의 종류 및 특성

바이오 플라스틱

플라스틱은 분해되지 않으므로 환경 오염의 큰 원인이됩니다. 또한 대부분의 플라스틱은 재생이 불가능한 원유에서 추출됩니다.

그러나 기술은 재생 가능 자원을 플라스틱과 합성 고무로 전환하는 것을 가능하게했습니다. 이 물질은 화석 자원을 절약하기 때문에 지속 가능하며 아직 생분해되지는 않지만 과학에 큰 발전입니다.

나일론

합성 고분자 계열이며 1935 년에 처음으로 생산되었습니다. 그것은 최초의 대량 생산 합성 섬유였습니다. 이것은 제 2 차 세계 대전 중 낙하산에서 아시아 실크와 대마를 대체해야하기 때문이었습니다. 그 당시 타이어, 텐트, 판초 및 기타 군사 용품을 만드는 데 사용되었습니다. 심지어 미국에서는 지폐를 만드는 데 사용되었습니다.

가연성이 높고 녹는 대신 타 오릅니다. 상당히 탄력적입니다. 그것은 매우 강하고 곤충, 동물, 곰팡이 및 많은 화학 물질에 매우 잘 저항합니다.

그것은 바닥재 및 고무 보강재와 같은 합성 섬유에 많은 상업적 용도를 가지고 있습니다. 또한 자동차 부품, 특히 엔진 실과 전기 장비, 칫솔, 카펫, 나일론 및 의류 직물을 모델링하는 데 사용됩니다.

솔리드 나일론은 또한 헤어 브러시 및 나사 및 기어와 같은 기계 부품을 만드는 데 사용됩니다. 나일론 수지는 일부 식품 포장에 사용됩니다. 특히 오븐용 봉지와 소시지 및 육류 포장에 들어있는 것입니다.

플라스틱 화합물

이것은 더 탄력 있고 강하게 만들기 위해 다른 섬유로 강화 된 플라스틱에 주어진 이름입니다. 예를 들어, 폴리머와 탄소의 혼합물은 연료를 효율적으로 사용하여 물건을 운반하는 데 사용되는 경량 소재를 만듭니다.

이러한 화합물은 특히 항공 우주 산업에서 점점 더 많이 사용되고 있습니다. Airbus A360 항공기와 Boeing 787은 50 %가 플라스틱으로 만들어졌습니다. 특히 차량 제조에서 더 많이 사용되는 것을 막는 유일한 방법은 높은 비용입니다.

폴리 에스터

이 소재는 섬유 산업에서 널리 사용됩니다. 대부분의 의류에는 폴리 에스테르 등급이 있습니다. 대부분은 아니지만 생분해 가능한 품종이 있습니다.

의류 외에도 많은 폴리 에스터 직물이 가정용 가구와 린넨에 사용됩니다. 폴리 에스테르는 셔츠, 바지, 재킷, 모자, 시트, 이불, 쿠션, 충전재, 덮개를 씌운 가구 및 수건에서 찾을 수 있습니다. 산업용 폴리 에스테르는 타이어, 안전 벨트를 강화하고 흡수성이 높은 플라스틱을 강화하는 데 사용됩니다.

이 재료는 또한 병, 카누, 케이블 및 홀로그램을 만드는 데 사용됩니다. 또한 기타, 피아노 및 요트 인테리어와 같은 목재 제품의 마감재로 사용됩니다.

폴리 에스테르는 얼룩에 매우 강합니다. 염색 할 수있는 유일한 염료는 소위 분산 염료입니다. 많은 기회에서 폴리 에스테르와 천연 섬유의 조합이 만들어져 다른 결과를 얻습니다. 예를 들어, 폴리 에스테르 /면 혼방 인 폴리 코튼은 튼튼하고 주름이 생기지 않으며 수축되지 않는 원단입니다.

자가 수리 재료

개발중인 이러한 신소재는 다른 경우에는 돌이킬 수없는 것으로 간주 될 수있는 손상을 복구 할 수 있습니다. 그들은 2000 년대 초에 발견되었습니다.

폴리머는자가 치유가 가능한 유일한 재료는 아니지만 가장 효율적입니다. 그들은 매우 복잡한 디자인을 포함하고 제조하기 어렵지만 수리하면 다른 폴리머보다 더 내구성이 있습니다. 그들은 코팅, 전자 제품 및 운송에 점점 더 많이 사용될 것으로 예상됩니다.

탄소 섬유

탄소 섬유를 함유 한 튼튼하고 가벼운 강화 플라스틱입니다. 탄소 섬유는 제조 비용이 많이들 수 있지만 자동차, 항공 우주, 토목 공학, 스포츠 용품 및 기타 기술 응용 분야에서 널리 사용됩니다.

단단하지만 동시에 성형이 가능하며 고온에 대한 내성이 좋습니다.

케블라

케블라는 매우 강한 플라스틱입니다. 서로 강하게 밀착되는 섬유로 만들어져있어 매우 요구되는 특성이 있습니다. 나일론의 친척이며 슈퍼 폴리머로 간주되며 70 년대에 시장에 출시되었습니다.

매우 강한 소재이지만 비교적 가볍습니다. 녹지 않고 450 ° C 이상의 온도에서만 분해됩니다. 추위도 해를 끼치 지 않으며 -196 ° C까지의 온도에서 견딜 수 있습니다. 그것은 다른 화학 물질의 공격에 저항하고 습기는 그것을 손상시키지 않습니다.

Kevlar는 총알이나 칼이 섬유를 통과하기 어렵 기 때문에 우수한 방탄 소재입니다. 현대 갑옷처럼 강철보다 강하지 만 강철보다 가볍고 유연합니다.

Kevlar의 다른 용도로는 자전거 타이어, 세일링 보트 및 음악 드럼 용 드럼 헤드 제조에 사용됩니다.

라이크라

라이크라 또는 스판덱스는 매우 신축성이있는 것으로 알려진 섬유입니다. 크기의 5 배까지 확장 할 수 있습니다. 가장 귀중한 특징은 늘 임에도 불구하고 원래 크기로 돌아가고 다른 직물보다 빨리 건조된다는 것입니다. 고무보다 더 강하고 내구성이 있으며 1950 년대에 발명되었습니다.

탄력과 강도로 인해 특히 스포츠에서 많은 의류 품목에 사용됩니다. 사이클링 반바지, 수영 트렁크, 스키 바지, 철인 3 종 경기 정장 및 잠수복은 가장 일반적인 용도 중 일부에 불과합니다. 다른 용도로는 속옷, 수영복, 장갑 및 라이크라가 있습니다.

스마트 반응성 폴리머

합성 고무와 젤은 외부 자극에 반응하여 모양을 조정할 수 있습니다. 이것은 그들이 환경의 변화에 반응한다는 것을 의미합니다. 이 기능은 센서 및 경보와 같은 다른 스마트 재료를 설계하는 데 도움이 될 수 있으므로 매우 유용합니다. 자가 치유 기술이이 방정식에 추가되면 결과는 많은 산업에서 중요한 용도로 사용될 수 있습니다.

이러한 재료는 온도, 습도, pH, 광도, 자기장 및 전자장의 변화에 민감 할 수 있습니다. 색상, 투명도 또는 모양을 변경할 수 있습니다.

그들은 생물 의학 공학, 하이드로 겔 및 생분해 성 포장에 사용됩니다.

아크릴

1940 년대에 개발되었습니다. 튼튼하고 가볍고 따뜻하기 때문에 스웨터, 가구 장식품, 카펫, 부츠와 장갑을 덮는 데 일반적으로 사용됩니다.

너무 부드러워서 만지면 양모처럼 느껴집니다. 올바른 절차를 거친 후면과 같은 다른 직물을 모방하는 데 사용할 수 있습니다. 때로는 더 비싼 캐시미어의 대체품으로 사용됩니다.

아크릴은 매우 튼튼하고 튼튼합니다. 색상을 잘 받아들이고 세탁시 문제가 없으며 일반적으로 저자 극성입니다. 의류의 경우 일반적으로 스타킹, 스카프 및 모자 제조에 사용됩니다. 또한, 뜨개질을하는 실, 특히 크로 셰 뜨개질에 사용됩니다.

인조 고무

합성 고무의 기원은 자동차 산업의 수요를 충족시킬 수있는 천연 고무의 변형을 만들 필요가 있었기 때문에 19 세기 후반으로 거슬러 올라갑니다.

합성 고무는 합성 고무의 구성이 탄력성을 잃지 않고 관리가 용이하고 변형을 겪을 수 있기 때문에 천연 고무보다 향상됩니다.

접착제

접착제는 동물성, 식물성 또는 합성 원료 일 수 있습니다. 후자는 석유에서 추출한 폴리머와 합성 고무 또는 폴리 우레탄 접착제를 기반으로합니다.

차례로 접착제는 구성에 따라 1 액형 및 2 액형 접착제로 분류 할 수 있습니다.

폴리머 클레이

그것은 흙 점토의 기능을 수행하며 주로 폴리 염화 비닐 (PVC)로 구성됩니다. 시장에 출시 된 지 얼마되지 않았지만 가격이 저렴하고 가능성이 높아 전통적인 점토에 비해 점점 더 널리 사용될 수 있습니다.

실리콘

실리콘의 합성 조성물은 1938 년에 수행되었습니다.이 제품은 전자, 건설, 제약 또는 가구와 같은 산업에서 매일 사용하기위한 매우 다양한 제품입니다. 가장 큰 가능성은 특성을 변형하거나 잃지 않고 고온으로 가열 할 수 있다는 것입니다.

열가소성 수지

열가소성 플라스틱은 원유에서 추출한 플라스틱과 산소, 수소 및 탄소의 조합입니다. 주요 용량은 나중에 원하는 모양을 채택 할 수 있도록 녹일 수 있다는 것입니다.

자동차 산업에서 전조등 개발, 샤워 커튼 또는 레인 코트와 같은 방수 제품 또는 파이프 제조에 적용됩니다.

참고 문헌

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