Materiali sintetici: concetto, tipi ed esempi
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 derivati dal petrolio o dai prodotti petrolchimici.
Diversi composti chimici sono utilizzati per creare diversi tipi di fibre. La maggior parte dei materiali sintetici sono fatti di sostanze chimiche che provengono da polimeri, quindi sono più forti e più resistenti.
I materiali sintetici rappresentano quasi la metà di tutti i materiali utilizzati in tutti i campi della tecnologia tessile. Esistono diversi metodi per realizzare questi materiali, ma il più comune sta diventando uno stato di fusione. In questo processo, le alte temperature vengono utilizzate per cambiare e modellare la forma e le dimensioni delle fibre o dei materiali sintetici.
Questi materiali sono resistenti e tendono a offrire caratteristiche di facile utilizzo. Alcune delle caratteristiche più comuni sono i materiali impermeabili, i materiali estensibili e le parti resistenti alle macchie.
Questo è possibile perché le fibre naturali sono sensibili agli elementi e tendono a rompersi nel tempo; Ciò significa che sono biodegradabili. Le fibre naturali sono anche soggette a danni da parassiti che si nutrono di loro, come nel caso delle tarme che si nutrono di cotone, lana e seta.
Le fibre sintetiche sono immuni a questi parassiti e non subiscono danni 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.
Negli ultimi tempi, è emerso un boom in termini di invenzione di nuovi materiali sintetici. Con la tecnologia, gli scienziati hanno scoperto nuove vie sintetiche di collegamento di piccole molecole in grandi catene di poliestere con le giuste proprietà per usi particolari.
Un esempio di queste sono le fibre di polipropilene che vengono utilizzate nei tappeti o nelle varietà di polietilene utilizzate per produrre bottiglie di plastica. Sono anche riusciti a sviluppare sostanze incredibilmente forti come il kevlar.
Tipi di materiali e caratteristiche sintetici
bioplastiche
Le materie plastiche non si degradano, quindi sono una grande fonte di inquinamento ambientale. Inoltre, la maggior parte delle materie plastiche derivano dal greggio, che non è rinnovabile.
Ma la tecnologia ha reso possibile convertire le risorse rinnovabili in plastica e gomma sintetica. Queste sostanze sono sostenibili perché contengono risorse fossili e sebbene non siano ancora biodegradabili, rappresentano un grande progresso per la scienza.
nylon
È una famiglia di polimeri sintetici e fu prodotta per la prima volta nel 1935; Era la prima fibra sintetica prodotta in massa. Ciò era dovuto alla necessità di sostituire la seta e la canapa asiatiche nei paracadute durante la seconda guerra mondiale. A quel tempo era usato per fabbricare pneumatici, tende, poncho e altre forniture militari. È stato persino usato per fare banconote negli Stati Uniti.
È altamente infiammabile, brucia invece di sciogliersi. È abbastanza elastico; È molto forte, resiste molto bene agli insetti, agli animali, ai funghi e a molte sostanze chimiche.
Ha molte applicazioni commerciali in fibre sintetiche, come rivestimenti per pavimenti e rinforzi in gomma; Viene anche utilizzato per modellare parti di automobili, in particolare il vano motore, e in equipaggiamenti elettrici, spazzolini da denti, tappeti, calze di nylon e tessuti per abbigliamento.
Il nylon solido è anche usato per realizzare spazzole per capelli e parti meccaniche, come viti e ingranaggi. Le resine di nylon vengono utilizzate in alcune confezioni di alimenti; soprattutto in quelli che vengono in sacchetti per il forno e in salumi e impacchi di carne.
Composti plastici
Questo è il nome dato alla plastica che è stata rinforzata da fibre diverse per renderle più elastiche e forti. Un esempio sono le miscele tra polimeri e carbone, che creano un materiale leggero che serve a trasportare le cose usando il combustibile in modo efficiente.
Questi composti sono sempre più utilizzati, in particolare nell'industria aerospaziale. L'Airbus A360 e il Boeing 787 sono realizzati con mescola di plastica al 50%. L'unica cosa che impedisce di essere utilizzata di più, soprattutto nella produzione di veicoli, è il suo alto costo.
poliestere
Questo materiale è ampiamente utilizzato nell'industria tessile; La maggior parte degli indumenti ha un grado di poliestere. Ci sono alcune varietà che sono anche biodegradabili, anche se la maggior parte non lo sono.
Oltre all'abbigliamento, molti tessuti tessuti in poliestere sono utilizzati nell'arredamento domestico e nell'arredamento della casa. Poliestere può essere trovato su camicie, pantaloni, giacche, cappelli, lenzuola, trapunte, cuscini, imbottiture, mobili imbottiti e asciugamani. Il poliestere industriale viene utilizzato per rinforzare cerchi, cinture di sicurezza e per rinforzare plastiche altamente assorbenti.
Questo materiale è anche usato per fare bottiglie, canoe, cavi e ologrammi, tra gli altri. Inoltre, viene utilizzato come finitura in prodotti in legno, come chitarre, pianoforti e interni di yacht.
Il poliestere è altamente resistente alle macchie; gli unici coloranti che possono tingerli sono i cosiddetti coloranti dispersi. In molte occasioni si creano combinazioni tra poliestere e fibre naturali per ottenere risultati diversi. Ad esempio, la miscela tra poliestere e cotone, poly cotton, è un tessuto resistente, resistente alle rughe e non si restringe.
Materiale autoriparante
Questi nuovi materiali in fase di sviluppo hanno la capacità di riparare i danni che in altre occasioni potrebbero essere considerati irreparabili. Sono stati scoperti nei primi anni 2000.
I polimeri non sono l'unico materiale in grado di autoripararsi, ma sono i più efficienti. Riguardano progetti molto complicati ed è difficile produrli, ma quando si riparano sono più resistenti di altri polimeri. Si prevede che sempre più vengano utilizzati nei rivestimenti, nell'elettronica e nei trasporti.
Fibra di carbonio
È una plastica rinforzata, resistente e leggera, contenente fibra di carbonio. La fibra di carbonio può essere costosa da produrre, ma è ampiamente utilizzata nei settori automobilistico, aerospaziale, dell'ingegneria civile, prodotti 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 poiché è fatto di fibre che sono fortemente compresse l'una con l'altra. È familiare al nylon, è considerato un super polimero ed è stato introdotto sul mercato negli anni '70.
È un materiale molto forte, ma relativamente leggero. Non si scioglie e si decompone solo a temperature superiori a 450 ° C; anche il freddo non lo danneggia, può sopravvivere a temperature fino a -196 ° C. Resiste agli attacchi di diverse sostanze chimiche 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 un'armatura moderna, ma più leggera e flessibile dell'acciaio.
Altri usi del Kevlar includono l'uso nella produzione di pneumatici per biciclette, barche a vela e toppe per batteria per batterie 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 stretching, ritorna alle sue dimensioni originali e si asciuga più velocemente di altri tessuti. È più forte e più resistente della gomma ed è stato inventato negli anni '50.
Grazie alla sua elasticità e forza, è utilizzato in molti articoli di abbigliamento, soprattutto negli sport. Pantaloncini da ciclismo, costumi da bagno per il nuoto, pantaloni da sci, tute da triathlon e tute da acqua sono solo alcuni degli usi più comuni. Altri usi includono biancheria intima, costumi da bagno, guanti e lycra.
Polimeri reattivi intelligenti
Gengive 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 perché può aiutare a progettare altri materiali intelligenti, come sensori e allarmi. Quando la tecnologia di auto-guarigione viene aggiunta a questa equazione, i risultati potrebbero avere usi importanti in molti settori.
Questi materiali possono essere sensibili alle variazioni di temperatura, umidità, pH, intensità luminosa e campi magnetici ed elettronici. Possono alterare il loro colore, trasparenza o anche la loro forma.
Sono utilizzati in ingegneria biomedica, idrogel e imballaggi biodegradabili.
acrilico
È stato sviluppato negli anni 40. È forte, leggero e caldo, quindi è comunemente usato nei maglioni, come tappezzerie di mobili, 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 per il cashmere che è più costoso.
L'acrilico è molto resistente e resistente. Accetta molto bene il colore, non ha problemi con il lavaggio e di solito è ipoallergenico. Per quanto riguarda i vestiti, viene solitamente utilizzato nella produzione di calze, sciarpe e cappelli. Inoltre, viene utilizzato nei filati per maglieria, specialmente nell'uncinetto.
