BAGAIMANA BAHAN ELASTIS DISINTESIS? - KIMIA - 2025

Untuk mensintesis bahan elastis , pertama-tama, seseorang harus memiliki pengetahuan tentang jenis polimernya; karena, jika tidak, elaborasi dari plastik atau serat akan dirumuskan. Mengetahui hal ini, polimer yang akan dipertimbangkan adalah yang disebut elastomer.

Jadi, elastomer membuat bahan elastis; Tapi apa itu? Apa bedanya dengan polimer lain? Bagaimana Anda tahu jika bahan yang disintesis benar-benar memiliki sifat elastis?

Sumber: Pxhere

Salah satu contoh paling sederhana dari bahan elastis adalah karet gelang (atau karet gelang) yang mengikat koran, bunga, atau setumpuk uang kertas. Jika mereka diregangkan, akan diamati bahwa mereka berubah bentuk secara longitudinal, dan kemudian kembali ke bentuk aslinya.

Tapi, jika bahannya cacat permanen, maka itu bukan elastis, tapi plastik. Ada beberapa parameter fisik yang memungkinkan untuk membedakan bahan-bahan ini, seperti modulus Young, batas elastisitasnya, dan temperatur transisi gelas (Tg).

Selain kualitas fisik ini, bahan yang elastis secara kimiawi juga harus memenuhi kriteria molekuler tertentu untuk berperilaku seperti itu.

Dari sini muncul berbagai kemungkinan, campuran dan sintesis, bergantung pada variabel tak terbatas; semua ini untuk menyatu pada karakteristik elastisitas yang "sederhana".

Bahan baku

Seperti disebutkan di awal, bahan elastis terbuat dari elastomer. Yang terakhir ini pada gilirannya membutuhkan polimer lain atau "potongan molekul" yang lebih kecil; artinya, elastomer juga mendapatkan sintesisnya sendiri dari prapolimer.

Setiap kasus memerlukan studi yang cermat tentang variabel proses, kondisi dan mengapa dengan polimer ini elastomer yang dihasilkan dan, oleh karena itu, bahan elastis "bekerja".

Tanpa merincinya, berikut rangkaian polimer yang digunakan untuk tujuan ini:

-Polyisocyanate

-Polyol polyester

-Kopolimer etilena dan propilena (yaitu campuran polietilen dan polipropilena)

-Polyisobutylene

-Polisulfida

-Polysiloxane

Selain banyak lainnya. Ini bereaksi satu sama lain melalui mekanisme polimerisasi yang berbeda, di antaranya adalah: kondensasi, penambahan, atau melalui radikal bebas.

Oleh karena itu, setiap sintesis menyiratkan kebutuhan untuk menguasai kinetika reaksi, untuk menjamin kondisi yang optimal untuk perkembangannya. Demikian pula, di mana sintesis akan berlangsung ikut bermain; yaitu, reaktor, jenisnya dan variabel proses.

Karakteristik molekuler

Apa kesamaan semua polimer yang digunakan untuk sintesis elastomer? Sifat-sifat yang pertama akan bersinergi (keseluruhan lebih besar daripada jumlah bagian-bagiannya) dengan yang terakhir.

Pertama-tama, mereka harus memiliki struktur asimetris, dan oleh karena itu harus seheterogen mungkin. Struktur molekulnya harus linier dan fleksibel; artinya, rotasi ikatan tunggal tidak boleh menyebabkan tolakan sterik antara gugus substituen.

Juga, polimer tidak boleh sangat polar, jika tidak interaksi antarmolekulnya akan lebih kuat dan itu akan menunjukkan kekakuan yang lebih besar.

Oleh karena itu, polimer harus memiliki: unit asimetris, nonpolar dan fleksibel. Jika mereka memenuhi semua karakteristik molekuler ini, maka mereka mewakili titik awal potensial untuk memperoleh elastomer.

Sintesis elastomer

Setelah memilih bahan mentah dan semua variabel proses, sintesis elastomer berlanjut. Setelah disintesis, dan setelah serangkaian perlakuan fisik dan kimiawi berikutnya, bahan elastis dibuat.

Tetapi, transformasi apa yang harus dilakukan polimer yang dipilih untuk menjadi elastomer?

Mereka harus menjalani crosslinking atau curing (crosslinking, dalam bahasa Inggris); yaitu, rantai polimeriknya akan terhubung satu sama lain melalui jembatan molekuler, yang berasal dari molekul bi atau polifungsional atau polimer (mampu membentuk dua atau lebih ikatan kovalen yang kuat). Gambar di bawah ini merangkum kata-kata di atas:

Sumber: Gabriel Bolívar

Garis ungu menunjukkan rantai polimer atau blok elastomer yang "lebih kaku"; sedangkan garis hitam adalah bagian yang paling fleksibel. Setiap garis ungu dapat terdiri dari polimer yang berbeda, lebih fleksibel atau kaku dibandingkan dengan yang sebelumnya atau hasil.

Fungsi apa yang dimainkan oleh jembatan molekuler ini? Itu memungkinkan elastomer berguling dengan sendirinya (mode statis), untuk dapat membuka di bawah tekanan peregangan (mode elastis) berkat fleksibilitas tautannya.

Pegas ajaib (Slinky, misalnya, dari Toystory) berperilaku sedikit mirip dengan cara kerja elastomer.

Pulkanisasi

Di antara semua proses hubungan silang, vulkanisasi adalah salah satu yang paling terkenal. Di sini, rantai polimer dihubungkan oleh jembatan belerang (SSS…).

Kembali ke gambar atas, jembatan tidak lagi menjadi hitam, tetapi kuning. Proses ini penting dalam pembuatan ban.

Perawatan fisik dan kimia tambahan

Setelah elastomer disintesis, langkah selanjutnya adalah mengolah bahan yang dihasilkan untuk memberikan karakteristik uniknya. Setiap bahan memiliki perlakuannya sendiri-sendiri, di antaranya adalah pemanasan, pencetakan atau penggilingan, atau "pengawetan" fisik lainnya.

Dalam langkah-langkah ini pigmen dan bahan kimia lainnya ditambahkan untuk memastikan elastisitasnya. Demikian juga, modulus Young, Tg, dan batas elastisitasnya dievaluasi sebagai analisis kualitas (selain variabel lain).

Di sinilah istilah elastomer terkubur oleh kata 'rubber'; karet silikon, nitril, alami, uretan, butadiena-stirena, dll. Karet memang identik dengan bahan elastis.

Sintesis pita elastis

Akhirnya, penjelasan singkat tentang proses sintesis pita elastis akan diberikan.

Sumber polimer untuk sintesis elastomernya diperoleh dari lateks alam, khususnya dari pohon Hevea brasiliensis. Ini adalah zat seperti susu dan resin, yang mengalami pemurnian dan kemudian dicampur dengan asam asetat dan formaldehida.

Dari campuran ini diperoleh lempengan, dari mana air diekstraksi dengan memerasnya dan memberinya bentuk balok. Blok-blok ini dipotong menjadi potongan-potongan kecil dalam mixer, di mana mereka dipanaskan dan pigmen serta belerang ditambahkan untuk vulkanisasi.

Kemudian, mereka dipotong dan diekstrusi untuk mendapatkan batang berlubang, di dalamnya mereka akan menempati batang aluminium dengan bedak sebagai penyangga.

Dan akhirnya, batang dipanaskan dan dilepaskan dari penyangga aluminiumnya, untuk diperas untuk terakhir kalinya dengan roller sebelum dipotong; Setiap potongan menghasilkan liga, dan potongan yang tak terhitung jumlahnya menghasilkan banyak sekali.

Referensi

1. Wikipedia. (2018). Elastisitas (fisika). Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
2. Odian G. (1986) Pengantar Sintesis Elastomer. Dalam: Lal J., Mark JE (eds) Maju dalam Elastomer dan Elastisitas Karet. Springer, Boston, MA
3. Perangkat robotika lembut. (sf). Elastomer. Diperoleh dari: softroboticstoolkit.com
4. Bab 16, 17, 18-Plastik, Serat, Elastomer. . Diperoleh dari: fab.cba.mit.edu
5. Sintesis elastomer. . Diperoleh dari: gozips.uakron.edu
6. Advameg, Inc. (2018). Gelang karet. Diperoleh dari: madehow.com.