วัสดุสังเคราะห์คืออะไร? คุณสมบัติและการใช้งาน

วัสดุเหล่านี้เป็นวัสดุที่สร้างขึ้นโดยฝีมือของมนุษย์โดยปกติจะมีความทนทานและคงทนมากกว่าวัสดุจากธรรมชาติซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเพื่อการสร้างและผลิตผลิตภัณฑ์ต่างๆ

วัสดุเหล่านี้ได้เข้ามาแทนที่วัสดุธรรมชาติเป็นส่วนใหญ่เช่นถุงกระดาษสำหรับพลาสติกการใช้ผ้าธรรมชาติสำหรับผ้าที่ทำจากสารประกอบเดียวกันนี้เช่นเดียวกับขวดที่ใช้แล้วทิ้งที่เห็นในภาชนะส่วนใหญ่เคยเป็นแก้ว

สิ่งเหล่านี้ประกอบขึ้นเป็นจำนวนน้อยกว่าครึ่งหนึ่งของสิ่งที่ประกอบด้วยวัสดุที่มีอยู่ทั้งหมดบนโลกและมีราคาถูกกว่าวัสดุธรรมชาติมากและไม่ย่อยสลายได้ง่ายเมื่อเวลาผ่านไปซึ่งทำให้เกิดการโต้เถียงกันในหมู่นักอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมอย่างที่พวกเขามี กล่าวกันว่าก่อให้เกิดปัญหาต่อสิ่งแวดล้อม

วัสดุสังเคราะห์คืออะไร?

สิ่งเหล่านี้เป็นวัสดุที่สร้างขึ้นจากการใช้การสังเคราะห์ทางเคมีซึ่งพยายามเลียนแบบกระบวนการทางธรรมชาติบางอย่างปรับปรุงลักษณะเพื่อสร้างวัสดุที่มีองค์ประกอบทางเคมีที่ดีขึ้นโดยคำนึงถึงความทนทานและความต้านทาน

สิ่งเหล่านี้เป็นสิ่งประดิษฐ์ในธรรมชาติเนื่องจากไม่สามารถพบได้ด้วยกระบวนการทางธรรมชาติบนโลกจนถึงปัจจุบันมีการสร้างสารประกอบเหล่านี้จำนวน 26 ชนิดที่มีเลขอะตอมตั้งแต่ 85 ถึง 118 มีวัสดุบางชนิดที่สร้างขึ้นจากการสังเคราะห์ซึ่ง เมื่อเวลาผ่านไปหลายปีก็มีการค้นพบแหล่งธรรมชาติเช่นพลูโตเนียม

ลักษณะของวัสดุสังเคราะห์

วัสดุสังเคราะห์โดยเฉพาะพลาสติกถูกสร้างขึ้นด้วยเรซินขั้นพื้นฐานซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักของสิ่งเหล่านี้พวกมันได้มาจากน้ำมันและประกอบด้วยโมเลกุลขนาดใหญ่ซึ่งประกอบด้วยการรวมกันของโมเลกุลหลายร้อยชนิดซึ่งเป็นกระบวนการในการ ได้รับโมเลกุลขนาดใหญ่เหล่านี้มีดังนี้

Polyaddition

เป็นปฏิกิริยาที่ทำได้โดยการปล่อยความร้อนปริมาณสูงซึ่งพอลิเมอไรเซชันสองโมโนเมอร์ขึ้นไปพร้อมกันโดยสามารถรับยางสังเคราะห์ในขั้นตอนนี้ได้

พอลิเมอไรเซชัน

เริ่มต้นด้วยการเพิ่มตัวเร่งปฏิกิริยาและตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้กับความถี่ที่ดีประกอบด้วยการรวมกันของโมเลกุลที่เป็นเนื้อเดียวกันและแต่ละโมเลกุลเพื่อให้ได้โมเลกุลที่ใหญ่ขึ้น

Polycondensation

โมเลกุลสองตัวแสวงหาปฏิสัมพันธ์ระหว่างพวกมันสร้างโมเลกุลขนาดใหญ่ซึ่งโมเลกุลที่มีขนาดใหญ่เท่ากับโมเลกุลที่ก่อให้เกิดพอลิเมอไรเซชันนั้นเป็นเพราะพวกมันรวมตัวกันซึ่งส่งผลให้ขั้นตอนทั้งหมดล่าช้า

วัสดุสังเคราะห์หลักและการใช้งาน

เป็นวัสดุที่มนุษย์สร้างขึ้นอย่างชัดเจนสิ่งนี้มีประโยชน์อย่างมากในเชิงพาณิชย์เนื่องจากวัตถุประสงค์หลักของสิ่งเหล่านี้คือการสร้างผลิตภัณฑ์ที่ทนทานและทนทานมากขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการของผู้บริโภคและในกลุ่มหลักในอุตสาหกรรมการผลิต ได้แก่ ดังต่อไปนี้.

พลาสติก

เป็นวัสดุที่สามารถจัดเก็บและขึ้นรูปได้ตามความต้องการนอกจากนี้ยังขาดจุดระเหยและเป็นที่นิยมใช้มากที่สุดในอุตสาหกรรมในปัจจุบันและเป็นส่วนประกอบหลักของวัสดุสังเคราะห์หลายชนิด

พลาสติกชนิดแรกที่พบในประวัติศาสตร์คือในปี 1860 เมื่อชายคนหนึ่งจัดการประกวดให้ใครบางคนประดิษฐ์วัสดุเพื่อใช้แทนงาช้างในลูกบิลเลียดซึ่งเขาประสบความสำเร็จและเป็นผลิตภัณฑ์ที่สำคัญมากในยุคนั้น

พลาสติกมีโครงสร้างโมเลกุลขนาดใหญ่ซึ่งเป็นสารเคมีที่เรียกว่าโพลีเมอร์ซึ่งเกิดขึ้นได้จากการเกิดพอลิเมอไรเซชัน สิ่งเหล่านี้มีคุณสมบัติเฉพาะที่ยอดเยี่ยมเช่นน้ำหนักเบามากความต้านทานต่อการย่อยสลายที่เกิดจากสิ่งแวดล้อมและสามารถใช้สีใดก็ได้

ทำให้ง่ายต่อการทำงานทนต่อการกัดกร่อนเป็นฉนวนกันน้ำและฉนวนไฟฟ้าที่ดีรวมถึงคุณสมบัติอื่น ๆ อีกมากมายที่วัสดุชนิดนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน

อีลาสเทน

ที่รู้จักกันในเชิงพาณิชย์ว่าไลคร่าหรือสแปนเด็กซ์เป็นยูรีเทนโคพอลิเมอร์ที่ประกอบด้วยโพลียูรีเทนแบบแบ่งส่วนทั้งหมด 95% ซึ่งมีฐานหลักคือโพลียูรีเทนอีเทอร์จึงได้รับโซ่โมเลกุลที่กว้างขวางซึ่งสามารถสร้างเส้นใยเดี่ยวหรือเส้นใยหลายเส้น   

เป็นผ้าที่น่าสัมผัสและยืดตัวได้ง่ายนิยมใช้ในชุดกีฬาเพราะปรับให้เข้ากับสรีระและให้ความสบายในการใช้งานเป็นอย่างมากโดยทำงานเป็นเส้นใยต่อเนื่องเนื่องจากมีลักษณะเป็นเส้นใยเดี่ยวหรือเส้นใยหลายเส้นตามที่แสดงด้านบน .

เสื้อผ้าทุกชนิดผลิตด้วยวัสดุนี้เช่นเสื้อกีฬาเลกกิ้งหรือไลคร่าถุงเท้ากีฬาชุดชั้นในชุดว่ายน้ำหรือชุดว่ายน้ำเป็นต้น

ไนลอน

มันอยู่ในกลุ่มของโพลีเอไมด์เมื่อไดอะมีนถูกสร้างขึ้นจากโพลีคอนดักเตอร์ด้วยไดอะซิดโพลีเมอร์นี้จะถูกสร้างขึ้นซึ่งรู้จักกันในชื่อไนลอนโดยเครื่องหมายการค้า "ไนลอน" และเชื่อกันว่าเป็นชื่อที่พนักงานของบริการขนส่ง พบว่ามันยากมากที่จะออกเสียงชื่อเดิมดังนั้นจึงมีการกำหนดชื่อย่อของเมืองหลักที่ส่งมาซึ่ง ได้แก่ นิวยอร์กและลอนดอนโดยใช้ตัวอักษร NY จากตัวแรกและ LON จากวินาที

ส่วนประกอบนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์เช่นสกรูเครื่องยนต์หรือชิ้นส่วนเครื่องจักรไนลอนตกปลารูดซิปและอื่น ๆ

คาร์บอนไฟเบอร์

แผ่นเหล่านี้เป็นแผ่นที่สร้างขึ้นที่บ้านของคาร์บอนที่มีเส้นใยละเอียดประมาณ 5 ถึง 10 ไมโครเมตรซึ่งเทียบเท่ากับหนึ่งในสิบของสิ่งที่จะเป็นมิลลิเมตรมีความคล้ายคลึงกันมากกับเหล็กในแง่ของคุณสมบัติเชิงกลซึ่งจะแสดงความต้านทานมากขึ้น ว่าสิ่งนี้เมื่อกระทบกับวัตถุทื่อ

ในตอนแรกมันเป็นวัสดุที่มีราคาแพงเกินไปซึ่งใช้เพื่อการแสวงหาผลกำไรจากอวกาศเท่านั้น แต่สิ่งนี้กำลังลดต้นทุนและอุตสาหกรรมอื่น ๆ ก็เริ่มใช้ประโยชน์จากมันเพื่อความแข็งแรงเช่นเดียวกับเหล็ก แต่มีน้ำหนักเบาอย่างไม่น่าเชื่อเช่นเดียวกับ พลาสติก.

ครั้งแรกพวกเขาเริ่มต้นด้วยวิธีการขนส่งรถยนต์มีความทนทานและน้ำหนักเบามากขึ้นซึ่งส่งเสริมการใช้เครื่องยนต์ที่มีกำลังน้อยกว่าในบาง บริษัท และในทางกลับกันความสนใจในการค้าก็เพิ่มขึ้นเนื่องจากทุกวันนี้คุณสามารถสังเกตเห็นการมีอยู่ของวัสดุนี้บน จักรยานนาฬิกากระเป๋าสตางค์และอื่น ๆ อีกมากมายที่มีไว้สำหรับใช้ในชีวิตประจำวัน

พลาสติกนิเวศวิทยา

หรือที่เรียกว่าพลาสติกชีวภาพเป็นวัสดุที่มีความคล้ายคลึงกันในระดับโมเลกุลกับพอลิเมอร์ทั่วไป แต่มีความแตกต่างอย่างมากที่สิ่งเหล่านี้ผลิตขึ้นด้วยทรัพยากรหมุนเวียนซึ่งทำให้มีคุณภาพที่สามารถย่อยสลายได้ตามธรรมชาติ

สิ่งเหล่านี้แนบมากับอนาคตความเป็นไปได้ในการใช้แม้ว่าขวดที่บรรจุของเหลวที่ใช้แล้วจะอยู่ในระหว่างการศึกษาดังนั้นเมื่อทิ้งแล้วก็จะไม่ปนเปื้อนด้วยผลกระทบเช่นเดียวกับพลาสติกดั้งเดิม

อะคริลิค

เป็นแผ่นพลาสติกที่ได้จากการพอลิเมอไรเซชันเมธิลเมทาคริเลตซึ่งมีความทนทานมากที่สุดในบรรดาพลาสติกใสด้วยเหตุนี้จึงมีมูลค่าทางการค้าอย่างมากในอุตสาหกรรมต่างๆเช่นยานยนต์การแพทย์แสงสว่างและความบันเทิง

เป็นวัสดุที่ง่ายมากในการซ่อมแซมในแง่ของรอยขีดข่วนพวกเขามีต้นทุนการผลิตที่ต่ำซึ่งทำให้พวกเขาน่าสนใจมากจากมุมมองของอุตสาหกรรมซึ่งพบเห็นได้บ่อยขึ้นทุกวันแม้กระทั่งในการตกแต่งบ้านเนื่องจากเป็นวิธีที่ง่ายในการ แม่พิมพ์และความต้านทานในบางกรณีคล้ายแก้ว แต่จุดอ่อนของการแตกหัก

มันไม่ได้มีอายุด้วยรังสียูวีของดวงอาทิตย์หรือผ่านกระบวนการทางสิ่งแวดล้อมในนั้นอย่างน้อยก็จนกว่าจะผ่านไป 10 ปีมีลักษณะเป็นฉนวนไฟฟ้าและเสถียรภาพทางความร้อนมีความโปร่งใสมากกว่าแก้วจึงมีความสะดวกมาก การจัดการเมื่อทำการตัดเฉือนและสร้างมัน

เคฟลาร์

เป็นพลาสติกชนิดหนึ่งที่มีความทนทานสูงซึ่งมีลักษณะของความยากลำบากในการผลิตเป็นโพลีเอไมด์ซึ่งการใช้เครื่องจักรมีความซับซ้อน แต่เมื่อทำได้สำเร็จแล้วก็เริ่มวางตลาดอย่างรวดเร็วเนื่องจากมีพลังในการต่อต้านเกือบทุกชนิด โจมตี.

ด้วยวัสดุนี้ทำให้สามารถผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีความทนทานเท่ากับเหล็กกล้า แต่มีน้ำหนักเบาโดยสิ้นเชิงเช่นเรือคายัคถุงมือป้องกันบาดแผลหรือรอยขีดข่วนชุดอวกาศสาย USB สำหรับอุปกรณ์พกพาเสื้อเกราะกันกระสุนหมวกกันน็อกของ รถจักรยานยนต์และสูตร 1 ด้ายสำหรับเย็บใช้ในรองเท้ากีฬาบางรุ่นและอื่น ๆ อีกมากมาย

นอกจากนี้ยังมีคุณสมบัติเช่นความต้านทานต่อการตัดสูงคุณสมบัติทางเคมีมีเสถียรภาพทางความร้อนมีการนำไฟฟ้าต่ำเมื่อเทียบกับไฟฟ้าและมีโครงสร้างที่มั่นคงและแข็งแรง

สมาร์ทโพลีเมอร์

ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยีแบบทวีคูณจึงได้รับการแสวงหาว่าสิ่งเหล่านี้มีคุณสมบัติของส่วนประกอบทางธรรมชาติเช่นการปรับตัวให้เข้ากับสภาพภูมิอากาศบางอย่างเพื่อรักษาความทนทาน

คุณลักษณะของโพลีเมอร์นี้ได้นำไปสู่การพิจารณาในการใช้สำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์บางอย่างเช่นหน้าต่างและแว่นตาอัจฉริยะกล้ามเนื้อเทียมการบริหารยาและอื่น ๆ อีกมากมายที่แม้ว่าจะยังไม่ได้มีอยู่จริง แต่ก็อาจสังเกตได้ในอนาคตอันใกล้ . ในผลิตภัณฑ์ในชีวิตประจำวัน.

ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของสารสังเคราะห์

การใช้วัสดุเหล่านี้ได้สร้างความหายนะอย่างมากต่อสิ่งแวดล้อมเนื่องจากการบริโภคอย่างมากในแง่ของผลิตภัณฑ์ที่มีวัสดุพลาสติกซึ่งก่อให้เกิดขยะจำนวนมากที่ไม่มีคุณสมบัติในการย่อยสลายเนื่องจากการนับจำนวน ถ้าไม่ถึง 200 ปี

ในทางกลับกันในขณะที่การตอบโต้การโจมตีแคมเปญการรีไซเคิลได้เริ่มขึ้นดังนั้นเมื่อต้องทิ้งผลิตภัณฑ์สังเคราะห์จึงมีการนำกลับมาใช้ใหม่เพื่อให้ส่วนที่เหลือนี้อนุญาตให้มีการผลิตผลิตภัณฑ์ใหม่ซึ่งเป็นวงจรของการใช้งาน

ยังมีการศึกษาความเป็นไปได้ในการสร้างโพลีเมอร์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพเช่นพลาสติกชีวภาพซึ่งทำจากวัสดุอินทรีย์ที่นำกลับมาใช้ใหม่