Ελαστομερή:Ορισμός, Ιδιότητες, Εφαρμογές.

Κάθε μέρα, επιστρέφουμε σε μια τεράστια ποικιλία υλικών και αντικειμένων για να τα βγάλουμε πέρα, τα περισσότερα από τα οποία σχεδόν δεν παρατηρούμε. Τα ελαστομερή είναι ένα παράδειγμα. χρησιμοποιούνται πλέον σε διάφορες βιομηχανίες και εφαρμογές. Τα ελαστομερή διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο σε πολλές πτυχές της σύγχρονης ζωής, από τα ελαστικά των αυτοκινήτων μας και τα πλαστικά δοχεία μέχρι τις σφραγίδες και τα εξαρτήματα που χρησιμοποιούμε στον εξοπλισμό κατασκευής. Παρόλα αυτά, πολλά άτομα δεν είναι ξεκάθαρα σχετικά με τα ελαστομερή, τη σημασία τους ή πόσο ευρέως χρησιμοποιούνται σε πολλούς τομείς.

Τι είναι τα ελαστομερή;

Το πιο κοινό ψευδώνυμο για τα ελαστομερή είναι "καουτσούκ", αλλά αυτό δίνει στους ανθρώπους μόνο μια γενική αίσθηση των χαρακτηριστικών και των χρήσεών τους. Στη χημεία, τα ελαστομερή μπορούν να οριστούν ως πολυμερή μακράς αλυσίδας άνθρακα, πυριτίου, υδρογόνου και οξυγόνου, που έχουν διαμοριακούς διασταυρούμενους δεσμούς στις χημικές τους δομές. Τα υλικά με αυτά τα χημικά χαρακτηριστικά είναι παχύρρευστα και ελαστικά.

Μπορεί να γίνει εύκολα κατανοητό ως μια μπάλα από μπλεγμένες χορδές. Οι κόμβοι που συνδέουν τις χορδές αντιπροσωπεύουν τους σταυροδεσμούς σε μια πολυμερή αλυσίδα και κάθε χορδή είναι μία από αυτές τις αλυσίδες. Οι σταυροδεσμοί θα εμποδίσουν τις χορδές να τεντωθούν εύκολα όταν έλκονται υπό συμπίεση προς την κατεύθυνση όπου εφαρμόζεται η δύναμη. Οι εγκάρσιοι σύνδεσμοι διασφαλίζουν ότι το ελαστομερές επιστρέφει στο αρχικό του σχήμα όταν απελευθερωθεί το φορτίο. Χωρίς τις εκτεταμένες χορδές ή σταυροδεσμούς, η εφαρμογή δύναμης στο υλικό θα προκαλούσε μόνιμη παραμόρφωση.

Έτσι, το μήκος, η αντοχή και η κατανομή των πολυμερικών σταυροδεσμών σε ένα ελαστομερές υλικό επηρεάζουν τις ακριβείς ιδιότητες της ουσίας.

Ταξινόμηση ελαστομερών

Με βάση τις ιδιαίτερες χημικές τους δομές, τα ελαστομερή μπορούν να ταξινομηθούν στις ακόλουθες κατηγορίες:

Θερμοσκληρυνόμενα ελαστομερή: Αυτές οι ελαστομερείς ουσίες δεν διασπώνται (λιώνουν) όταν θερμαίνονται. Αυτά είναι τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα ελαστομερή. Τα θερμοσκληρυνόμενα ελαστομερή χρειάζονται συνήθως βουλκανισμό, μια διαδικασία χημικής σκλήρυνσης που δημιουργεί εγκάρσιους δεσμούς σε μια αλυσίδα πολυμερούς για την ενίσχυση της ακαμψίας και της αντοχής των προϊόντων από καουτσούκ.

Θερμοπλαστικά ελαστομερή: Οι διασταυρώσεις στα θερμοπλαστικά ελαστομερή είναι ουσιαστικά ασθενέστερες από αυτές στα κανονικά ελαστομερή. Όταν θερμαίνονται, αυτά τα ελαστομερή επιτρέπουν στο υλικό να διασπαστεί (λιώσει) και να αναμορφωθεί χωρίς να διακυβεύονται οι ελαστομερείς του ιδιότητες. Αυτά τα ελαστομερή εκτείνονται περισσότερο από τα θερμοσκληρυνόμενα και είναι συνήθως πιο απλά στη χρήση τους στην κατασκευή. Είναι επίσης πιο εύκολο να ανακυκλωθούν.

Παραδείγματα ελαστομερών περιλαμβάνουν ελαστομερές σιλικόνης, φυσικό καουτσούκ, πολυουρεθάνη, νεοπρένιο και πολυβουταδιένιο.

Ιδιότητες των ελαστομερών

Παρά την εμφάνιση, το καουτσούκ έχει ποικίλο φάσμα φυσικών ιδιοτήτων ανάλογα με το είδος και τη χημική σύνθεση του υλικού. Οι δύο πιο σημαντικές ιδιότητες των ελαστομερών, το ιξώδες και η ελαστικότητα των ελαστομερών, συζητούνται περαιτέρω παρακάτω: 

Ιξώδες: Το ιξώδες μπορεί να οριστεί ως η ικανότητα ροής της ουσίας. Ο βαθμός ιξώδους αντανακλά πόσο γρήγορα ή αργά κινείται ένα υγρό υπό τη δύναμη. Για παράδειγμα, όταν ρίχνουμε λάδι πάνω από νερό από ένα ποτήρι, η ροή λαδιού είναι σημαντικά πιο αργή σε σύγκριση με το νερό, υποδεικνύοντας ότι είναι πιο παχύρρευστο. Τα ελαστομερή συνήθως έχουν υψηλά ιξώδη, γεγονός που τα κάνει να ρέουν όταν πιέζονται.

Ελαστικότητα: Οι ελαστικές ιδιότητες ενός αντικειμένου αναφέρονται στην ικανότητά του να ανακτά το αρχικό του σχήμα αφού τεντωθεί ή συμπιεστεί εξωτερικά. Ένα λάστιχο είναι το καλύτερο παράδειγμά του. όταν τεντωθεί, επιστρέφει στο αρχικό του σχήμα. Τα υψηλά επίπεδα ελαστικότητας είναι χαρακτηριστικό των ελαστομερών πολυμερών, γεγονός που τα καθιστά πιο ανθεκτικά στο σπάσιμο και το ράγισμα. Τα ελαστομερή μπορούν να επεκταθούν παροδικά έως και 700 τοις εκατό ανάλογα με το συγκεκριμένο υλικό.

Τα ελαστομερή έχουν επίσης πολλές άλλες ιδιότητες εκτός από αυτές τις δύο.

Θερμοκρασία: Κάθε τύπος ελαστομερούς έχει μια καθορισμένη θερμοκρασία λειτουργίας. Ωστόσο, αυτό θα εξαρτηθεί από πολλές μεταβλητές, συμπεριλαμβανομένου του σχεδιασμού σφραγίδας, της ανοχής μέσων, της δυναμικής ή στατικής λειτουργίας και πολλών άλλων. Πολλοί παράγοντες επηρεάζουν τη θερμοκρασία λειτουργίας των ελαστομερών. Τα ελαστομερή που τεντώνονται στο απόλυτο όριό τους μπορεί να παρουσιάσουν ταχεία απώλεια ελαστικότητας και υπερβολική συμπίεση.

Ευελιξία σε χαμηλές θερμοκρασίες: Ο ρυθμός ανάκτησης των ελαστομερών μπορεί να αξιολογηθεί υποβάλλοντας το υλικό σε ανάκληση σε χαμηλή θερμοκρασία.

Σκληρότητα: Η διαδικασία αξιολόγησης της σκληρότητας περιλαμβάνει τον προσδιορισμό του χρόνου που μια ουσία θα αντέξει την παραμόρφωση με τη βία. Διαφέρει από ουσία σε ουσία. Οι πιο σκληρές ενώσεις έχουν ισχυρή αντίσταση και χαμηλή τριβή, ενώ οι μαλακές ενώσεις κάμπτονται εύκολα και έχουν υψηλή τριβή.

Γήρανση: Τα τεστ θερμικής γήρανσης χρησιμοποιούνται συχνά για την παρακολούθηση αλλαγών στις ιδιότητες ενός ελαστομερούς. Συνήθως, γίνονται μετρήσεις και συγκρίσεις με τις αρχικές παραμέτρους για τη σκληρότητα, την αντοχή σε εφελκυσμό και την επιμήκυνση. Αυτό το χαρακτηριστικό διευκολύνει την κατανόηση της απόδοσης ενός υλικού σε ένα ζεστό περιβάλλον. Τα ελαστομερή θα εμφανίσουν σκληρότητα, θραύση και σχίσιμο εάν ξεπεραστεί η αντίστασή τους στη γήρανση.

Χρώμα: Το χρώμα χρησιμοποιείται ως επί το πλείστον για τη διάκριση των κατηγοριών ενώσεων σύμφωνα με την προβλεπόμενη εφαρμογή τους. Τα υλικά πλήρωσης μαύρου άνθρακα χρησιμοποιούνται συχνά στη σύνθεση των καουτσούκ. Ως αποτέλεσμα, η συντριπτική πλειοψηφία των ελαστομερών είναι σκούρου χρώματος. Τα υλικά πλήρωσης μαύρου άνθρακα προστίθενται στα καουτσούκ για να αυξηθεί η αντοχή και η αντοχή τους στη θερμοκρασία.

Επιμήκυνση στο σπάσιμο: Όταν ένα υλικό υπόκειται σε τάση εφελκυσμού, η ιδιότητα επιμήκυνσης κατά τη θραύση χρησιμοποιείται για να καθοριστεί πότε το υλικό θα σπάσει.

Τύποι ελαστομερών

Τα ελαστομερή χρησιμοποιούνται σε πολλές βιομηχανίες για πολλές εφαρμογές λόγω των ιδιαίτερων χαρακτηριστικών τους. Μερικοί από τους τύπους ελαστομερών που χρησιμοποιούνται συνήθως και οι εφαρμογές τους σε διάφορους τομείς παρατίθενται παρακάτω:

Φυσικό καουτσούκ: Το φυσικό καουτσούκ αποτελείται από την οργανική ένωση ισοπρενίου από το φυτό καουτσούκ. Είναι εξαιρετικά ελαστικό και στιβαρό, αλλά είναι επιρρεπές στη γήρανση και το φούσκωμα παρουσία λαδιού, καθιστώντας το λιγότερο κατάλληλο για την κατασκευή σφραγίδων. Το φυσικό καουτσούκ χρησιμοποιείται ευρέως για την κατασκευή αντικραδασμικών υλικών, προϊόντων λατέξ, φορητών προϊόντων, συμπεριλαμβανομένων υποδημάτων και υφασμάτων από καουτσούκ, και ανταλλακτικών αυτοκινήτων.

Ελαστομερές πολυουρεθάνης: Το ελαστομερές πολυουρεθάνης είναι απίστευτα προσαρμόσιμο στην κατασκευή και είναι ικανό να παράγει ανθεκτικά, αξιόπιστα προϊόντα. Το ελαστομερές πολυουρεθάνης χρησιμοποιείται συνήθως σε μεγάλο βαθμό στον τομέα της κλωστοϋφαντουργίας για τη δημιουργία ελαστικών ενδυμάτων όπως το spandex. Το θερμοπλαστικό ελαστομερές πολυουρεθάνης χρησιμοποιείται επίσης για την παραγωγή τεχνικών εξαρτημάτων, όπως παπούτσια, μαξιλάρια, καλώδια, τσιμούχες και εξαρτήματα.

Ελαστομερές πολυβουταδιενίου: Είναι ένα σημαντικό ελαστομερές, ιδιαίτερα στη δημιουργία ελαστικών οχημάτων, όταν συνδυάζεται με άλλα ελαστικά, όπως φυσικό καουτσούκ ή στυρένιο.

Νεοπρένιο: Το νεοπρένιο είναι πιο γνωστό για την εφαρμογή του σε ρούχα. Επιπλέον, αυτό το συνθετικό καουτσούκ είναι εξαιρετικά ανθεκτικό στη φθορά, καθιστώντας το ιδανικό για χρήση σε εύκαμπτους σωλήνες, επιστρώσεις και παρεμβύσματα που ανθίστανται στη διάβρωση.

Ελαστομερές σιλικόνης: Σε αντίθεση με άλλα ελαστομερή που αποτελούνται από άτομα υδρογόνου και άνθρακα, τα ελαστομερή σιλικόνης αποτελούνται από άτομα πυριτίου και οξυγόνου. Το ελαστομερές σιλικόνης είναι ένα θαυμάσιο ελαστομερές για όλες τις χρήσεις που χρησιμοποιείται συχνά στην αεροδιαστημική, την αυτοκινητοβιομηχανία, τα τρόφιμα, την ιατρική, την κατασκευή και τις εφαρμογές καταναλωτικών προϊόντων. Είναι πιο ανθεκτικό σε σκληρές θερμοκρασίες, γήρανση και περιβαλλοντικές μεταβλητές.

Διηλεκτρικά ελαστομερή (DEs): Τα διηλεκτρικά ελαστομερή (DEs) είναι γνωστικά συστήματα υλικού που δημιουργούν σημαντική καταπόνηση. Η κατηγορία των ηλεκτρενεργών πολυμερών περιλαμβάνει αυτά τα διηλεκτρικά ελαστομερή (EAP). Εδώ η ηλεκτρική ενέργεια μετατρέπεται σε μηχανική κίνηση. Είναι ελαφριά σε βάρος και έχουν υψηλή πυκνότητα κάμψης.

Φθοροελαστομερή: Τα φθοροελαστομερή, που αναφέρονται επίσης ως ενώσεις φθοράνθρακα, χρησιμοποιούνται σε πολλές εξαιρετικά απαιτητικές εφαρμογές. Τα κύρια χαρακτηριστικά που διακρίνουν τα φθοροελαστομερή από άλλα υλικά περιλαμβάνουν τη μακροπρόθεσμη αξιοπιστία και τις ελάχιστες περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Αυτά τα ελαστομερή δημιουργήθηκαν με μοναδικό σκοπό να είναι εξαιρετικά ανθεκτικά σε υψηλές θερμοκρασίες (204°C συνεχώς, 300°C κατά διαστήματα) και σκληρές χημικές αλλαγές. Τα φθοροελαστομερή διαθέτουν εξαιρετική συμπίεση, αντοχή στην υπεριώδη ακτινοβολία και το όζον και χαμηλό ρυθμό απορρόφησης αερίου.

Εφαρμογές ελαστομερών

Τα ελαστομερή παίζουν σημαντικό και διάχυτο ρόλο στην καθημερινή ζωή. Διαθέτει υψηλή ευελιξία, ελαστικότητα, αδιαλυτότητα και πολλές άλλες μοναδικές ιδιότητες. Ακολουθεί μια κοινή λίστα με ορισμένες από τις εφαρμογές τους:

Αυτοκίνητα: Οι θερμοσκληρυντές είναι ένα παράδειγμα ενός ελαστομερούς που δεν λιώνει εύκολα, καθιστώντας τα χρήσιμα για τη δημιουργία σφραγίδων, ελαστικών και άλλων εξαρτημάτων σε όλο το σχέδιο του αυτοκινήτου. Συγκεκριμένα, σε εκείνα τα μέρη που θα θερμανθούν κατά την παραγωγική διαδικασία. Το πολυμερές του τύπου πολυβουταδιενίου έχει εξαιρετική αντοχή στη φθορά. με αποτέλεσμα να προτιμάται στην κατασκευή ελαστικών.

Καταναλωτικά αγαθά: Αυτή η κατηγορία περιλαμβάνει την ευρύτερη γκάμα προϊόντων, από παιδικά παιχνίδια για βρέφη μέχρι σόλες από καουτσούκ και πολλά άλλα άσχετα είδη.

Κατασκευές: Υλικά όπως στεγανωτικά και κόλλες εγκλωβισμένα σε ελαστομερή είναι απαραίτητα για όλες τις κατασκευές. Ιδιαίτερα για τη γεφύρωση των ρωγμών.

Βιομηχανικά προϊόντα: Τα ελαστομερή χρησιμοποιούνται εκτενώς στην παραγωγή βιομηχανικού εξοπλισμού, συσκευών, ιμάντων, καλουπιών, λιπαντικών κ.λπ.

Σώμα και καλώδιο: Τα υλικά που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή των συρμάτων πρέπει να είναι ανθεκτικά στη θερμότητα, εύκαμπτα (δυνάμενη να επεκταθούν) και μονωτικά. Το νεοπρένιο και άλλα ελαστομερή είναι ιδανικά για αυτό.

Ιατρικός εξοπλισμός: Η ιατρική βιομηχανία απαιτεί ένα ευρύ φάσμα προϊόντων, συμπεριλαμβανομένων των προσθετικών, της λίπανσης και των καλουπιών με εξαιρετική χημική και θερμική αντοχή. Τα ελαστομερή σιλικόνης χρησιμοποιούνται κυρίως για την κατασκευή αυτού του τύπου εξοπλισμού.

Συμπέρασμα

Αρκετοί κατασκευαστές μπορεί να προσφέρουν ελαστομερή υλικά, αλλά πρέπει να επιλέξετε το κατάλληλο για να προσφέρετε σταθερή ποιότητα κάθε φορά. Η επιλογή μιας πηγής χαμηλής ποιότητας μπορεί να οδηγήσει σε σημαντική αύξηση του κόστους στην παραγωγικότητα και η συνεργασία με πολλούς προμηθευτές μπορεί να σας κοστίσει χρήματα και χρόνο για να προσδιορίσετε ποιο προϊόν ή υπηρεσία είναι πιο αξιόπιστο. Τα ελαστομερή Lion είναι διαθέσιμα για βοήθεια.

Όταν επιλέγετε Lion Elastomers, επιλέγετε μια επιχείρηση με χρόνια εμπειρίας. Μαζί με την παροχή εξατομικευμένων προϊόντων από καουτσούκ για την κάλυψη των συγκεκριμένων αναγκών σας, προμηθεύουν επίσης ανταλλακτικά μηχανών γεώτρησης, κύπελλα συσκευασίας, περιβλήματα πετρελαιοπηγών και άλλα βασικά είδη για την επιχείρησή σας. Ό,τι κι αν χρειάζεται η επιχείρησή σας, η Lion Elastomers μπορεί να το προσφέρει.

Συχνές ερωτήσεις.

1. Ποιος είναι ο σκοπός των φθοροελαστομερών;

Απ. Τα φθοροελαστομερή χρησιμοποιούνται κυρίως σε βιομηχανικές σφραγίσεις και στρώματα φραγμού. Αυτά υπόκεινται σε σκληρά περιβάλλοντα που άλλα ελαστομερή δεν μπορούν να αντέξουν. Τα φθοροελαστομερή εξαρτήματα μπορούν να ανεχθούν σταθερές θερμοκρασίες άνω των 300°C (572°F) και έχουν παρατεταμένη δυνατότητα συντήρησης σε θερμοκρασίες πάνω από 150°C (302°F).

2. Τι είναι τα ελαστομερή;

Απ. Το ελαστομερές είναι κάθε ουσία που μοιάζει με καουτσούκ που αποτελείται από άτομα που μοιάζουν με μακριές αλυσίδες, συχνά γνωστά ως πολυμερή, που μπορούν να ανακτήσουν το προηγούμενο σχήμα τους αφού τεντωθούν πολύ.

3. Ποιες είναι οι κύριες χρήσεις ενός ελαστομερούς;

Απ. Τα ελαστομερή χρησιμοποιούνται κυρίως στην αυτοκινητοβιομηχανία για την κατασκευή ελαστικών ελαστικών και σωλήνων, ποδηλάτων, μοτοσικλετών, οχημάτων αναψυχής, χλοοκοπτικών και άλλων εργαλείων για την αυλή, εύκαμπτους σωλήνες, ζώνες, ψάθες, γάντια, λάστιχα, μπαλόνια παιχνιδιών, γόμες μολυβιών και κόλλες .