SYNTHETISCHE MATERIALIEN: KONZEPT, TYPEN UND BEISPIELE - WISSENSCHAFT - 2025

Die synthetischen Materialien sind solche Materialien, die aus synthetisierten Polymeren oder kleinen Molekülen hergestellt sind. Die zur Herstellung dieser Materialien verwendeten Verbindungen stammen aus Erdölchemikalien oder Petrochemikalien.

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 stärker und widerstandsfähiger.

Synthetische Materialien machen fast die Hälfte aller Materialien aus, die in allen Bereichen der Textiltechnologie eingesetzt werden. Es gibt verschiedene Methoden zur Herstellung dieser Materialien, aber die häufigste ist das Schmelzdrehen. Bei diesem Verfahren werden hohe Temperaturen verwendet, um die Form und Abmessungen von Fasern oder synthetischen Materialien zu ändern und zu formen.

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

Dies ist möglich, da Naturfasern empfindlich auf die Elemente reagieren und im Laufe der Zeit zum Abbau neigen. Dies bedeutet, dass sie biologisch abbaubar sind. Naturfasern sind auch anfällig für Schäden durch Schädlinge, die sich von ihnen ernähren, wie dies bei Motten der Fall ist, die sich von Baumwolle, Wolle und Seide ernähren.

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

In jüngster Zeit hat die Erfindung neuer synthetischer Materialien einen Boom erlebt. 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 Sorten von Polyethylen, die zur Herstellung von Plastikflaschen verwendet werden. Sie haben es auch geschafft, unglaublich starke Substanzen wie Kevlar zu entwickeln.

Arten von synthetischen Materialien und Eigenschaften

Biokunststoffe

Kunststoffe werden nicht abgebaut, weshalb sie eine große Quelle für Umweltverschmutzung darstellen. Darüber hinaus werden die meisten Kunststoffe aus Rohöl gewonnen, das nicht erneuerbar ist.

Die Technologie hat es jedoch möglich gemacht, erneuerbare Ressourcen in Kunststoffe und synthetische Kautschuke umzuwandeln. Diese Substanzen sind nachhaltig, weil sie fossile Ressourcen schonen 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 synthetische Massenfaser. Dies war auf die Notwendigkeit zurückzuführen, asiatische Seide und Hanf in Fallschirmen während des Zweiten Weltkriegs zu ersetzen. Zu dieser Zeit wurden daraus Reifen, Zelte, Ponchos und andere militärische Hilfsgüter hergestellt. Es wurde sogar verwendet, um Papiergeld in den Vereinigten Staaten zu verdienen.

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

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

Massives Nylon wird auch zur Herstellung von Haarbürsten und mechanischen Teilen wie Schrauben und Zahnrädern verwendet. In einigen Lebensmittelverpackungen werden Nylonharze verwendet. besonders in jenen, die in Säcken für den Ofen und in Wurst- und Fleischverpackungen kommen.

Kunststoffverbindungen

Dies ist der Name für Kunststoffe, die mit verschiedenen Fasern verstärkt wurden, um sie elastischer und fester zu machen. Ein Beispiel sind die Gemische zwischen Polymeren und Kohlenstoff, die ein leichtes Material erzeugen, mit dem Dinge effizient mit Kraftstoff transportiert werden können.

Diese Verbindungen werden insbesondere in der Luft- und Raumfahrtindustrie zunehmend eingesetzt. Airbus A360-Flugzeuge 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 seine hohen Kosten.

Polyester

Dieses Material ist in der Textilindustrie weit verbreitet. Die meisten Kleidungsstücke haben eine gewisse Polyesterqualität. Es gibt einige Sorten, die sogar biologisch abbaubar sind, die meisten jedoch nicht.

Neben Kleidung werden viele Polyestergewebe für Einrichtungsgegenstände und Bettwäsche verwendet. Polyester ist in Hemden, Hosen, Jacken, Hüten, Laken, Bettdecken, Kissen, Füllungen, Polstermöbeln und Handtüchern enthalten. Industriepolyester wird zur Verstärkung von Reifen und Sicherheitsgurten sowie zur Verstärkung hochsaugfähiger Kunststoffe verwendet.

Aus diesem Material werden unter anderem auch Flaschen, Kanus, Kabel und Hologramme hergestellt. Darüber hinaus wird es als Finish für Holzprodukte wie Gitarren, Klaviere und Yacht-Interieurs 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 erzeugt, um unterschiedliche Ergebnisse zu erzielen. Zum Beispiel ist die Polyester / Baumwollmischung Polycotton ein starkes, knitterfreies, nicht schrumpfendes Gewebe.

Selbstreparierendes Material

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

Polymere sind nicht das einzige Material, das zur Selbstheilung fähig ist, aber sie sind das effizienteste. Sie sind sehr kompliziert konstruiert und schwer herzustellen, aber wenn sie repariert werden, sind sie haltbarer als andere Polymere. Es wird erwartet, dass sie zunehmend in Beschichtungen, Elektronik und Transport eingesetzt werden.

Kohlefaser

Es ist ein starker und leichter verstärkter Kunststoff, der Kohlefaser enthält. Die Herstellung von Kohlefasern kann teuer sein, wird jedoch häufig in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Tiefbau-, Sportartikel- und anderen technischen Anwendung eingesetzt.

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

Kevlar

Kevlar ist ein sehr starker Kunststoff. Es hat sehr begehrte Eigenschaften, da es aus Fasern besteht, die stark gegeneinander gedrückt werden. Es ist ein Verwandter von Nylon, es 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 nur bei einer Temperatur von mehr als 450 ° C; Die Kälte schadet ihm auch nicht, sie kann Temperaturen bis zu -196 ° C überstehen. Es widersteht Angriffen durch verschiedene Chemikalien und Feuchtigkeit beschädigt es nicht.

Kevlar ist ein ausgezeichnetes anti-ballistisches Material, 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 Verwendungszwecke für Kevlar sind die Herstellung von Fahrradreifen, Segelbooten und Trommelköpfen für Musiktrommeln.

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. Seine wertvollsten Eigenschaften sind, dass es trotz Dehnung zu seiner ursprünglichen Größe zurückkehrt und schneller trocknet als andere Stoffe. Es ist stärker und haltbarer als Gummi und wurde in den 1950er Jahren erfunden.

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

Intelligente reaktive Polymere

Synthetische Kautschuke und Gele 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 damit andere intelligente Materialien wie Sensoren und Alarme entwerfen können. Wenn dieser Gleichung Selbstheilungstechnologie hinzugefügt wird, könnten die Ergebnisse in vielen Branchen wichtige Verwendung finden.

Diese Materialien können empfindlich auf Änderungen von Temperatur, Luftfeuchtigkeit, pH-Wert, Lichtintensität sowie magnetischen und elektronischen Feldern reagieren. Sie können seine Farbe, Transparenz oder sogar seine Form ändern.

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

Acryl

Es wurde in den 1940er Jahren entwickelt. Es 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 wie Wolle anfühlt. Nach einem korrekten Verfahren können andere Stoffe wie Baumwolle nachgeahmt werden. Es wird manchmal als Ersatz für das teurere Kaschmir verwendet.

Acryl ist sehr haltbar und stark. Es nimmt Farben sehr gut auf, hat keine Probleme beim Waschen und ist normalerweise hypoallergen. Kleidung wird normalerweise zur Herstellung von Strümpfen, Schals und Mützen verwendet. Zusätzlich wird es in Fäden zum Stricken verwendet, insbesondere beim Häkeln.

Synthesekautschuk

Die Ursprünge des synthetischen Kautschuks reichen bis ins späte 19. Jahrhundert zurück, da eine Variante des Naturkautschuks geschaffen werden musste, die den Anforderungen der Automobilindustrie gerecht werden konnte.

Synthetischer Kautschuk verbessert den natürlichen Kautschuk, da er aufgrund seiner Zusammensetzung besser handhabbar ist und Verformungen aufweist, ohne seine Elastizität zu verlieren.

Klebstoffe

Die Klebstoffe können tierischen, pflanzlichen oder synthetischen Ursprungs sein. Letzteres basiert auf Polymeren aus Erdöl sowie synthetischen Kautschuk- oder Polyurethanklebstoffen.

Klebstoffe können wiederum entsprechend ihrer Zusammensetzung in Einkomponenten- und Zweikomponenten-Klebstoffe eingeteilt werden.

Polymer-Ton

Es erfüllt die Funktionen von Erdton, nur besteht es hauptsächlich aus Polyvinylchlorid (PVC). Es ist erst seit kurzer Zeit auf dem Markt, aber aufgrund seiner geringen Kosten und Möglichkeiten kann es im Vergleich zu herkömmlichem Ton immer häufiger verwendet werden.

Silikon

Die synthetische Zusammensetzung von Silikon wurde 1938 hergestellt. Es ist ein sehr vielseitiges Produkt für den täglichen Gebrauch in Branchen wie Elektronik, Bauwesen, Pharmazie oder Möbel. Die größte Möglichkeit besteht darin, dass es auf hohe Temperaturen erhitzt werden kann, ohne sich zu verformen oder seine Eigenschaften zu verlieren.

Thermoplaste

Thermoplaste sind eine Kombination von Kunststoffen aus Rohöl zusammen mit Sauerstoff, Wasserstoff und Kohlenstoff. Ihre Hauptkapazität besteht darin, dass sie geschmolzen werden können, damit sie später die gewünschte Form annehmen können.

Es wird in der Automobilindustrie zur Entwicklung von Scheinwerfern, für wasserdichte Produkte wie Duschvorhänge oder Regenmäntel oder zur Herstellung von Rohren eingesetzt.

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