แนวคิดประเภทและตัวอย่างของวัสดุสังเคราะห์

วัสดุสังเคราะห์ เป็นวัสดุที่ทำจากโพลีเมอร์สังเคราะห์หรือโมเลกุลขนาดเล็ก สารประกอบที่ใช้ทำวัสดุเหล่านี้มาจากสารเคมีที่ได้มาจากปิโตรเลียมหรือปิโตรเคมี.

สารประกอบทางเคมีต่าง ๆ ถูกนำมาใช้เพื่อสร้างเส้นใยชนิดต่าง ๆ วัสดุสังเคราะห์ส่วนใหญ่ทำจากสารเคมีที่มาจากโพลิเมอร์ดังนั้นจึงมีความแข็งแรงและทนทานมากกว่า.

วัสดุสังเคราะห์ทำขึ้นเกือบครึ่งหนึ่งของวัสดุทั้งหมดที่ใช้ในเทคโนโลยีสิ่งทอทุกสาขา มีวิธีการต่าง ๆ ในการทำวัสดุเหล่านี้ แต่ที่พบมากที่สุดคือการเปลี่ยนสถานะของฟิวชั่น ในกระบวนการนี้จะใช้อุณหภูมิสูงในการเปลี่ยนรูปร่างและขนาดของเส้นใยหรือวัสดุสังเคราะห์.

วัสดุเหล่านี้มีความทนทานและมีแนวโน้มที่จะนำเสนอคุณสมบัติที่เป็นมิตรกับผู้ใช้ คุณสมบัติที่พบบ่อยที่สุดคือวัสดุกันน้ำวัสดุที่ยืดหยุ่นได้และชิ้นส่วนที่ทนต่อรอยเปื้อน.

สิ่งนี้เป็นไปได้เพราะเส้นใยธรรมชาติมีความไวต่อองค์ประกอบและมีแนวโน้มที่จะสลายตัวเมื่อเวลาผ่านไป; ซึ่งหมายความว่าพวกมันย่อยสลายได้ทางชีวภาพ เส้นใยธรรมชาติก็มีแนวโน้มที่จะเกิดความเสียหายจากศัตรูพืชที่กินมันเช่นเดียวกับแมลงเม่าที่กินฝ้ายขนสัตว์และไหม.

เส้นใยสังเคราะห์เป็นภูมิคุ้มกันต่อศัตรูพืชเหล่านี้และไม่ได้รับความเสียหายจากการสัมผัสกับแสงแดดน้ำหรือน้ำมัน วัสดุสังเคราะห์ที่พบมากที่สุดคือไนลอนโพลีเอสเตอร์เส้นใยคาร์บอนเรยอนและสแปนเด็กซ์หรือไลครา.

ในช่วงไม่กี่ครั้งที่ผ่านมาบูมได้เกิดขึ้นในแง่ของการประดิษฐ์วัสดุสังเคราะห์ใหม่ ด้วยเทคโนโลยีนักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบเส้นทางสังเคราะห์ใหม่ของการรวมโมเลกุลขนาดเล็กเข้าไปในโซ่โพลีเอสเตอร์ขนาดใหญ่ที่มีคุณสมบัติที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานโดยเฉพาะ.

ตัวอย่างของสิ่งเหล่านี้คือเส้นใยโพรพิลีนที่ใช้ในพรมหรือพันธุ์พลาสติกที่ใช้ทำขวดพลาสติก พวกเขายังสามารถพัฒนาสารที่แข็งแกร่งอย่างไม่น่าเชื่อเช่นเคฟลาร์.

ประเภทของวัสดุสังเคราะห์และคุณลักษณะ

พลาสติกชีวภาพ

พลาสติกไม่เสื่อมสภาพดังนั้นจึงเป็นแหล่งกำเนิดมลพิษทางสิ่งแวดล้อม นอกจากนี้พลาสติกส่วนใหญ่ยังได้มาจากน้ำมันดิบซึ่งไม่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้.

แต่เทคโนโลยีทำให้สามารถแปลงทรัพยากรที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่เป็นพลาสติกและยางสังเคราะห์ได้ สารเหล่านี้มีความยั่งยืนเพราะมีทรัพยากรฟอสซิลและถึงแม้ว่าพวกมันจะยังไม่สามารถย่อยสลายได้ แต่มันก็เป็นความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ที่ยอดเยี่ยม.

ไนลอน

มันเป็นตระกูลโพลีเมอร์สังเคราะห์และผลิตครั้งแรกในปี 1935 มันเป็นเส้นใยสังเคราะห์แรกที่ผลิตในมวล นี่เป็นเพราะความจำเป็นที่จะต้องเปลี่ยนผ้าไหมและป่านในเอเชียในร่มชูชีพในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง ในเวลานั้นมันถูกใช้ในการทำยาง, เต็นท์, ponchos และอุปกรณ์ทางทหารอื่น ๆ มันเคยใช้เพื่อทำเงินกระดาษในสหรัฐอเมริกา.

มีความไวไฟสูงเผาไหม้แทนที่จะละลาย มันค่อนข้างยืดหยุ่น มันมีความแข็งแรงทนทานต่อแมลงสัตว์เชื้อราและสารเคมีต่าง ๆ ได้เป็นอย่างดี.

มันมีการใช้งานเชิงพาณิชย์มากมายในเส้นใยสังเคราะห์เช่นวัสดุปูพื้นและเสริมแรงยาง นอกจากนี้ยังใช้ในการสร้างแบบจำลองชิ้นส่วนรถยนต์โดยเฉพาะในห้องเครื่องและในอุปกรณ์ไฟฟ้าแปรงสีฟันพรมถุงน่องไนลอนและผ้าเสื้อผ้า.

ไนล่อนที่เป็นของแข็งยังใช้ในการทำแปรงผมและชิ้นส่วนเครื่องจักรกลเช่นสกรูและเกียร์ เม็ดไนลอนที่ใช้ในบรรจุภัณฑ์อาหาร โดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้ที่มาในถุงสำหรับเตาอบและในไส้กรอกและบรรจุภัณฑ์เนื้อสัตว์.

สารประกอบพลาสติก

นี่คือชื่อที่กำหนดให้กับพลาสติกที่ได้รับการเสริมแรงด้วยเส้นใยที่แตกต่างกันเพื่อให้มีความยืดหยุ่นและแข็งแรงมากขึ้น ตัวอย่างคือการผสมระหว่างพอลิเมอร์กับถ่านหินซึ่งสร้างวัสดุเบาที่ทำหน้าที่ขนส่งสิ่งของที่ใช้เชื้อเพลิงอย่างมีประสิทธิภาพ.

สารประกอบเหล่านี้มีการใช้มากขึ้นโดยเฉพาะในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ เครื่องบินแอร์บัส A360 และเครื่องบินโบอิ้ง 787 ทำจากพลาสติกผสม 50% สิ่งเดียวที่ทำให้ไม่สามารถใช้งานได้มากขึ้นโดยเฉพาะในการผลิตยานพาหนะคือค่าใช้จ่ายสูง.

เส้นใยสังเคราะห์

วัสดุนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมสิ่งทอ เสื้อผ้าส่วนใหญ่มีระดับโพลีเอสเตอร์ มีบางพันธุ์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพถึงแม้ว่าส่วนใหญ่จะไม่ย่อยสลายได้.

นอกจากเสื้อผ้าแล้วยังมีการใช้ผ้าหลายชนิดที่ทอด้วยโพลีเอสเตอร์ในเฟอร์นิเจอร์บ้านและของตกแต่งบ้าน โพลีเอสเตอร์สามารถพบได้ในเสื้อ, กางเกง, แจ็คเก็ต, หมวก, แผ่น, ผ้าห่ม, หมอนอิง, การกรอก, เฟอร์นิเจอร์ตกแต่งและผ้าขนหนู โพลีเอสเตอร์อุตสาหกรรมถูกใช้เพื่อเสริมแรงขอบเข็มขัดนิรภัยและเสริมแรงพลาสติกดูดซับสูง.

วัสดุนี้ยังใช้ทำขวดเรือแคนูสายเคเบิลและโฮโลแกรม นอกจากนี้ยังใช้เป็นผลิตภัณฑ์ไม้เช่นกีต้าร์เปียโนและการตกแต่งภายในเรือยอชท์.

โพลีเอสเตอร์ทนต่อคราบได้สูง สีย้อมเพียงอย่างเดียวที่สามารถย้อมได้คือสีย้อมที่กระจายตัว ในหลายโอกาสการรวมกันระหว่างโพลีเอสเตอร์และเส้นใยธรรมชาติถูกสร้างขึ้นเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่แตกต่าง ตัวอย่างเช่นส่วนผสมระหว่างโพลีเอสเตอร์และฝ้าย, ผ้าฝ้ายโพลีเป็นผ้าที่แข็งแกร่งทนต่อริ้วรอยและที่ไม่หดตัว.

วัสดุซ่อมแซมตัวเอง

วัสดุใหม่ที่ได้รับการพัฒนามีความสามารถในการซ่อมแซมความเสียหายที่ในโอกาสอื่น ๆ อาจไม่สามารถแก้ไขได้ พวกเขาถูกค้นพบในช่วงต้นยุค 2000.

โพลิเมอร์ไม่ได้เป็นวัสดุเดียวที่สามารถซ่อมแซมตัวเองได้ แต่มีประสิทธิภาพที่สุด พวกเขาเกี่ยวข้องกับการออกแบบที่ซับซ้อนมากและเป็นการยากที่จะผลิตพวกเขา แต่เมื่อซ่อมพวกเขามีความทนทานกว่าโพลิเมอร์อื่น ๆ คาดว่าจะมีการใช้สารเคลือบอิเล็กทรอนิกส์และการขนส่งมากขึ้นเรื่อย ๆ.

คาร์บอนไฟเบอร์

เป็นพลาสติกเสริมความแข็งแรงและน้ำหนักเบาประกอบด้วยคาร์บอนไฟเบอร์ คาร์บอนไฟเบอร์อาจมีราคาแพงในการผลิต แต่มันถูกใช้อย่างกว้างขวางในยานยนต์, อวกาศ, วิศวกรรมโยธา, ผลิตภัณฑ์กีฬาและการใช้งานทางเทคนิคอื่น ๆ.

มันมีความแข็ง แต่ในเวลาเดียวกันสามารถขึ้นรูปได้และมีความต้านทานต่ออุณหภูมิสูงได้ดี. 

เคฟลาร์

เคฟลาร์เป็นพลาสติกที่แข็งแรงมาก มันมีคุณสมบัติเป็นที่ต้องการอย่างมากเนื่องจากมันทำจากเส้นใยที่ถูกกดให้แน่นซึ่งกันและกัน มันเป็นที่คุ้นเคยของไนลอนถือเป็นพอลิเมอร์ซุปเปอร์และได้รับการแนะนำให้รู้จักกับตลาดในยุค 70.

มันเป็นวัสดุที่แข็งแกร่งมาก แต่ค่อนข้างเบา ไม่ละลายและสลายเฉพาะที่อุณหภูมิสูงกว่า 450 ° C; ความเย็นไม่ทำลายมันอย่างใดอย่างหนึ่งก็สามารถอยู่รอดได้อุณหภูมิสูงถึง -196 ° C ต่อต้านการโจมตีจากสารเคมีที่แตกต่างกันและความชื้นไม่ทำลายมัน.

เคฟลาร์เป็นวัสดุต่อต้านขีปนาวุธที่ยอดเยี่ยมเนื่องจากเป็นเรื่องยากสำหรับกระสุนหรือมีดที่จะผ่านเส้นใย มันแข็งแกร่งกว่าเหล็กกล้าเช่นเกราะที่ทันสมัย ​​แต่เบากว่าและยืดหยุ่นกว่าเหล็กกล้า.

การใช้งานอื่น ๆ ของเคฟล่ารวมถึงการใช้ในการผลิตยางรถจักรยานเรือใบและแผ่นกลองสำหรับแบตเตอรี่ดนตรี.

ไลคร่า

ไลคร่าหรือสแปนเด็กซ์เป็นเส้นใยที่รู้จักกันว่ามีความยืดหยุ่นเป็นพิเศษ มันสามารถขยายได้ถึง 5 เท่าของขนาด คุณสมบัติที่มีค่าที่สุดของมันคือแม้จะยืดออกก็จะกลับมาเป็นขนาดเดิมและแห้งเร็วกว่าผ้าชนิดอื่น มันมีความแข็งแกร่งและทนทานกว่ายางและถูกคิดค้นใน 50s.

เนื่องจากความยืดหยุ่นและความแข็งแรงของมันจึงถูกใช้ในหลาย ๆ บทความของเสื้อผ้าโดยเฉพาะในกีฬา กางเกงขาสั้นขี่จักรยานชุดว่ายน้ำสำหรับว่ายน้ำกางเกงสกีชุดไตรกีฬาและชุดน้ำเป็นเพียงการใช้งานทั่วไป การใช้งานอื่น ๆ รวมถึงในชุดชั้นใน, ชุดว่ายน้ำ, ถุงมือและไลคร่า.

โพลิเมอร์ปฏิกิริยาอัจฉริยะ

เหงือกและเจลสังเคราะห์สามารถปรับรูปร่างเพื่อตอบสนองต่อสิ่งเร้าภายนอก ซึ่งหมายความว่าพวกเขาตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อม ความสามารถนี้มีประโยชน์มากเพราะสามารถช่วยออกแบบวัสดุอัจฉริยะอื่น ๆ เช่นเซ็นเซอร์และสัญญาณเตือน เมื่อเพิ่มเทคโนโลยีการรักษาตัวเองในสมการนี้ผลลัพธ์อาจมีการใช้งานที่สำคัญในหลายอุตสาหกรรม.

วัสดุเหล่านี้มีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิความชื้น pH ความเข้มแสงและสนามแม่เหล็กและอิเล็กทรอนิกส์ พวกเขาสามารถเปลี่ยนสีความโปร่งใสหรือแม้แต่รูปร่างของพวกเขา.

พวกเขาจะใช้ในวิศวกรรมชีวการแพทย์ไฮโดรเจลและบรรจุภัณฑ์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ.

สังเคราะห์

มันได้รับการพัฒนาในยุค 40 มีความแข็งแรงน้ำหนักเบาและอบอุ่นจึงเป็นที่นิยมใช้ในเสื้อกันหนาวเช่นเบาะเฟอร์นิเจอร์ในพรมและสำหรับคลุมรองเท้าและถุงมือ มันนุ่มมากจนสัมผัสมันให้ความรู้สึกเหมือนขนแกะ หลังจากผ่านขั้นตอนที่ถูกต้องแล้วมันสามารถใช้เลียนแบบเนื้อผ้าอื่น ๆ เช่นฝ้าย บางครั้งมันถูกใช้แทนผ้าขนสัตว์ชนิดหนึ่งซึ่งมีราคาแพงกว่า.

อะคริลิคมีความทนทานและทนได้ดี ยอมรับสีได้เป็นอย่างดีไม่มีปัญหาเมื่อถูกล้างและมักจะแพ้สารก่อภูมิแพ้ สำหรับเสื้อผ้ามักจะใช้ในการผลิตถุงน่องผ้าพันคอและหมวก นอกจากนี้ยังใช้ในการถักไหมพรมโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการถัก.

การอ้างอิง

1. ตัวอย่างของวัสดุสังเคราะห์มีอะไรบ้าง คำถามและคำตอบ กู้คืนจาก reference.com.
2. ห้าวัสดุสังเคราะห์ที่มีพลังในการเปลี่ยนแปลงโลก (2015) บทสนทนา สืบค้นจาก theconversation.com.
3. Nylons (Polyamide) (2017) Plastipedia เรียกดูจาก bpf.com.uk.
4. ตอนที่ 8: การย้อมด้วยการย้อมสีสลาย (1981) AATC กู้คืนจาก books.google.co.th.
5. ความสะดวกสบายที่บ้าน: ศิลปะและวิทยาศาสตร์ของการรักษาบ้าน (2005) Simon และ Schuster กู้คืนจาก books.google.co.th.
6. (2016) อธิบายสิ่งนั้น ดึงจาก explthatstuff.com.
7. สมาร์ทโพลีเมอร์สำหรับการแยกทางชีวภาพและกระบวนการทางชีวภาพ (2001) ซีอาร์ซี กู้คืนจาก books.google.co.th.
8. แบรนด์เคฟล่าร์ ดีกว่าแข็งแกร่งและปลอดภัยยิ่งขึ้น กู้คืนจาก dupont.com.
9. เทคโนโลยีการผลิต: วัสดุกระบวนการและอุปกรณ์ (2011) โบกาเรตันฟลอริดา สหรัฐอเมริกา ซีอาร์ซี กู้คืนจาก books.google.co.th.