Synthetische Materialien: Konzept, Typen und Beispiele

Synthetische Materialien sind solche Materialien, die aus synthetisierten Polymeren oder kleinen Molekülen bestehen. Die zur Herstellung dieser Materialien verwendeten Verbindungen stammen von Chemikalien, die aus Erdöl oder Petrochemikalien stammen.

Verschiedene chemische Verbindungen werden verwendet, um verschiedene Arten von Fasern herzustellen. Die meisten synthetischen Materialien bestehen aus Chemikalien, die aus Polymeren stammen, daher sind sie fester und widerstandsfähiger.

Kunststoffe machen fast die Hälfte aller Materialien aus, die in allen Bereichen der Textiltechnik eingesetzt werden. Es gibt verschiedene Methoden, um diese Materialien herzustellen, aber die häufigste ist das Drehen in einem Zustand der Verschmelzung. Bei diesem Verfahren werden hohe Temperaturen verwendet, um die Form und die Abmessungen von Fasern oder synthetischen Materialien zu ändern und zu formen.

Diese Materialien sind widerstandsfähig und bieten tendenziell verbraucherfreundliche Eigenschaften. Einige der häufigsten Merkmale sind wasserdichte Materialien, dehnbare Materialien und schmutzabweisende Teile.

Dies ist möglich, weil Naturfasern empfindlich auf die Elemente reagieren und dazu neigen, mit der Zeit zu brechen. Dies bedeutet, dass sie biologisch abbaubar sind. Naturfasern können auch durch Schädlinge, die sich von ihnen ernähren, beschädigt werden, wie dies bei Motten der Fall ist, die sich von Baumwolle, Wolle und Seide ernähren.

Synthetische Fasern sind immun gegen diese Schädlinge und werden durch Sonneneinstrahlung, Wasser oder Öl nicht geschädigt. Einige der gebräuchlichsten synthetischen Materialien sind Nylon, Polyester, Kohlefaser, Rayon und Spandex oder Lycra.

In jüngster Zeit hat sich ein Boom hinsichtlich der Erfindung neuer Kunststoffe herausgebildet. Mit der Technologie haben Wissenschaftler neue Synthesewege entdeckt, um kleine Moleküle zu großen Polyesterketten mit den richtigen Eigenschaften für bestimmte Anwendungen zu verbinden.

Ein Beispiel hierfür sind die Polypropylenfasern, die in Teppichen verwendet werden, oder die Polyethylensorten, die zur Herstellung von Kunststoffflaschen verwendet werden. Sie haben es auch geschafft, unglaublich starke Substanzen wie Kevlar zu entwickeln.

Arten von synthetischen Materialien und Eigenschaften

Biokunststoffe

Kunststoffe zersetzen sich nicht und sind daher eine große Quelle für Umweltverschmutzung. Darüber hinaus werden die meisten Kunststoffe aus Rohöl gewonnen, das nicht erneuerbar ist.

Die Technologie hat es jedoch ermöglicht, nachwachsende Rohstoffe in Kunststoffe und synthetischen Kautschuk umzuwandeln. Diese Substanzen sind nachhaltig, weil sie fossile Ressourcen enthalten und obwohl sie noch nicht biologisch abbaubar sind, ist dies ein großer Fortschritt für die Wissenschaft.

Nylon

Es ist eine Familie synthetischer Polymere und wurde erstmals 1935 hergestellt. Es war die erste in Massenproduktion hergestellte Kunstfaser. Dies war auf die Notwendigkeit zurückzuführen, asiatische Seide und Hanf in den Fallschirmen während des Zweiten Weltkriegs zu ersetzen. Zu dieser Zeit wurden hier Reifen, Zelte, Ponchos und andere militärische Güter hergestellt. Es wurde sogar zur Herstellung von Währungspapieren in den Vereinigten Staaten verwendet.

Es ist leicht entzündlich, es brennt anstatt zu schmelzen. Es ist ziemlich elastisch; Es ist sehr stark, widersteht Insekten, Tieren, Pilzen und vielen Chemikalien sehr gut.

Es hat viele kommerzielle Anwendungen in synthetischen Fasern, wie Bodenbelägen und Gummiverstärkungen; Es wird auch zur Modellierung von Automobilteilen, insbesondere des Motorraums, sowie für elektrische Geräte, Zahnbürsten, Teppiche, Nylonsocken und Bekleidungsstoffe verwendet.

Aus festem Nylon werden auch Haarbürsten und mechanische Teile wie Schrauben und Zahnräder hergestellt. Nylonharze werden in einigen Lebensmittelverpackungen verwendet. vor allem in Beuteln für den Ofen und in Wurst- und Fleischverpackungen.

Kunststoffverbindungen

Dies ist der Name für Kunststoffe, die mit verschiedenen Fasern verstärkt wurden, um sie elastischer und fester zu machen. Ein Beispiel sind die Mischungen von Polymeren und Kohle, die ein leichtes Material erzeugen, das dazu dient, Dinge effizient mit Kraftstoff zu transportieren.

Diese Verbindungen werden insbesondere in der Luft- und Raumfahrtindustrie zunehmend eingesetzt. Der Airbus A360 und die Boeing 787 bestehen zu 50% aus Kunststoff. Das einzige, was verhindert, dass es mehr verwendet wird, insbesondere bei der Herstellung von Fahrzeugen, sind die hohen Kosten.

Polyester

Dieses Material ist in der Textilindustrie weit verbreitet; Die meisten Kleidungsstücke sind aus Polyester. Es gibt einige Sorten, die sogar biologisch abbaubar sind, die meisten jedoch nicht.

Neben Kleidung werden viele aus Polyester gewebte Stoffe in Wohnmöbeln und Einrichtungsgegenständen verwendet. Polyester ist auf Hemden, Hosen, Jacken, Hüten, Betttüchern, Steppdecken, Kissen, Füllungen, Polstermöbeln und Handtüchern zu finden. Industriepolyester wird zur Verstärkung von Felgen, Sicherheitsgurten und hochsaugfähigen Kunststoffen verwendet.

Aus diesem Material werden unter anderem auch Flaschen, Kanus, Kabel und Hologramme hergestellt. Darüber hinaus wird es zur Veredelung von Holzprodukten wie Gitarren, Klavieren und Yachtinterieurs verwendet.

Polyester ist sehr schmutzabweisend. die einzigen Farbstoffe, die es färben können, sind die sogenannten Dispersionsfarbstoffe. Bei vielen Gelegenheiten werden Kombinationen zwischen Polyester und Naturfasern hergestellt, um unterschiedliche Ergebnisse zu erzielen. Beispielsweise ist die Mischung aus Polyester und Baumwolle, Polybaumwolle, ein starkes Gewebe, das gegen Falten beständig ist und nicht schrumpft.

Selbstreparierendes Material

Diese neuen Materialien, die entwickelt werden, sind in der Lage, Schäden zu reparieren, die in anderen Fällen als irreparabel angesehen werden könnten. Sie wurden in den frühen 2000er Jahren entdeckt.

Polymere sind nicht das einzige Material, das sich selbst reparieren kann, aber sie sind das effizienteste. Sie beinhalten sehr komplizierte Konstruktionen und es ist schwierig, sie herzustellen, aber wenn sie repariert werden, sind sie haltbarer als andere Polymere. Es wird erwartet, dass immer mehr in Beschichtungen, Elektronik und Transport eingesetzt werden.

Kohlefaser

Es ist ein verstärkter, fester und leichter Kunststoff, der Kohlenstofffasern enthält. Die Herstellung von Kohlenstofffasern kann teuer sein, ist jedoch in der Automobilindustrie, in der Luft- und Raumfahrt, im Tiefbau, bei Sportprodukten und anderen technischen Anwendungen weit verbreitet.

Es ist starr, aber gleichzeitig formbar und weist eine gute Beständigkeit gegen hohe Temperaturen auf.

Kevlar

Kevlar ist ein sehr starker Kunststoff. Es hat sehr nach Eigenschaften gesucht, da es aus Fasern besteht, die stark miteinander verpresst sind. Es ist ein bekanntes Nylon, gilt als Superpolymer und wurde in den 70er Jahren auf den Markt gebracht.

Es ist ein sehr starkes Material, aber relativ leicht. Es schmilzt nicht und zersetzt sich erst bei Temperaturen über 450 ° C; Auch die Kälte schadet ihm nicht, sie kann Temperaturen von bis zu -196 ° C überstehen. Es widersteht Angriffen von verschiedenen Chemikalien und Feuchtigkeit schadet ihm nicht.

Kevlar ist ein ausgezeichnetes Material gegen Ballistik, da es für eine Kugel oder ein Messer schwierig ist, durch die Fasern zu gelangen. Es ist stärker als Stahl, wie moderne Rüstungen, aber leichter und flexibler als Stahl.

Andere Verwendungen von Kevlar umfassen die Herstellung von Fahrradreifen, Segelbooten und Trommelflecken für Musikbatterien.

Lycra

Lycra oder Spandex ist eine Faser, von der bekannt ist, dass sie außergewöhnlich elastisch ist. Es kann sich bis zum Fünffachen seiner Größe ausdehnen. Das wertvollste Merkmal ist, dass es trotz Dehnung wieder seine ursprüngliche Größe annimmt und schneller trocknet als andere Stoffe. Es ist stärker und haltbarer als Gummi und wurde in den 50er Jahren erfunden.

Aufgrund seiner Elastizität und Festigkeit wird es in vielen Kleidungsstücken verwendet, insbesondere im Sport. Fahrradshorts, Badeanzüge zum Schwimmen, Skihosen, Triathlonanzüge und Wasseranzüge sind nur einige der häufigsten Verwendungszwecke. Andere Anwendungen sind Unterwäsche, Badeanzüge, Handschuhe und Lycra.

Intelligente reaktive Polymere

Synthetisches Zahnfleisch und Gel können ihre Form als Reaktion auf äußere Reize anpassen. Dies bedeutet, dass sie auf Änderungen in der Umgebung reagieren. Diese Funktion ist sehr nützlich, da sie bei der Entwicklung anderer intelligenter Materialien wie Sensoren und Alarmen helfen kann. Wenn Selbstheilungstechnologie zu dieser Gleichung hinzugefügt wird, können die Ergebnisse in vielen Branchen wichtige Verwendungen haben.

Diese Materialien können empfindlich gegenüber Änderungen von Temperatur, Feuchtigkeit, pH-Wert, Lichtintensität sowie magnetischen und elektronischen Feldern sein. Sie können ihre Farbe, Transparenz oder sogar ihre Form ändern.

Sie werden in der Biomedizintechnik, in Hydrogelen und in biologisch abbaubaren Verpackungen eingesetzt.

Acryl

Es wurde in den 40er Jahren entwickelt und ist stark, leicht und warm, daher wird es häufig in Pullovern, als Möbelpolster, in Teppichen und zum Abdecken von Stiefeln und Handschuhen verwendet. Es ist so weich, dass es sich bei Berührung wie Wolle anfühlt. Nach einem korrekten Verfahren können damit andere Stoffe wie Baumwolle nachgeahmt werden. Manchmal wird es als Ersatz für Kaschmir verwendet, das teurer ist.

Das Acryl ist sehr langlebig und widerstandsfähig. Akzeptiert die Farbe sehr gut, hat beim Waschen keine Probleme und ist in der Regel hypoallergen. Was Kleidung betrifft, wird sie normalerweise bei der Herstellung von Strümpfen, Schals und Hüten verwendet. Darüber hinaus wird es beim Stricken von Garnen verwendet, insbesondere beim Häkeln.