Из чего состоит материал: Состав ткани — как определить в домашних условиях

30.07.197003.11.2022 admin 0 Комментариев

Содержание

Состав ткани — как определить в домашних условиях

10.03.2017

Состав определяет все свойства материала, а значит — и будущей одежды. Обычно производители указывают вид и процентное соотношение волокон. Но не будет лишним знать, как можно определить структуру ткани самостоятельно. Ведь не всегда есть возможность ознакомиться с маркировкой, не исключены и случаи искажения информации о материале.

Что определяет состав ткани?

Грамотное определение состава ткани играет важную роль в выборе материи для пошива. От него зависят:

предназначение ткани,

стоимость материала,

технология пошива,

выбор фасона,

особенности ухода за готовым изделием.

Для одежды, предназначенной для летних и зимних сезонов, повседневного ношения и праздничных событий выбираются различные виды тканей. Вещи, контактирующие с кожей, должны содержать большое количество натуральных волокон, обеспечивать приятные ощущения, комфортные условия для вентиляции. Верхняя одежда защищает от холода — в данном случае важны теплоизоляционные и водонепроницаемые свойства материала. Для повседневных изделий важна практичность и износостойкость и т.д. Зная состав текстиля, можно точно определить его предназначение, выбрать оптимальный фасон.

У всех тканей имеются определенные требования к технологии пошива. От содержания волокон различных типов зависят специфика кроя, выбор игл, ниток, швов. Точные сведения позволяют обеспечить удобство в работе и высокое качество результата.

Тактильное определение состава ткани

Информация о составе размещается в этикетках. Производители, указывая эти данные, располагают виды волокон с учетом их содержания в материи, от большего значения к меньшему. Например, этот шерстяной креп PRT1-L6 9071748 состоит на 60% из шерсти, на 30% из хлопка и на 10% из полиэстера. Однако если ознакомиться с такими сведениями невозможно, можно попробовать определить вид ткани при помощи тактильных ощущений:

шелк обладает нежностью, мягкостью, рука скользит по поверхности;

хлопок дарит ощущение тепла, на ощупь приятный, мягкий, мнется легко;

лен намного жестче, создает ощущение прохлады;

от шерсти чувствуется легкое покалывание, тепло, она практически не мнется;

вискоза обладает приятным блеском, на ощупь мягкая, нежная, мнется;

у нейлона, полиэстера, капрона поверхность скользкая, на срезе материя осыпается.

Определение состава по горению

Ассортимент тканей огромен. По тактильным ощущениям сложно точно определить состав, и особенно выявить наличие синтетических волокон в смесовых вариантах. Помощь в изучении состава окажет характер горения тканей и исходящий при этом запах. Для определения вида волокон нужно вытащить из ткани нить и поджечь ее:

хлопковые и льняные волокна горят интенсивно, пламя имеет желтоватый цвет, может искриться, после сгорания остается пепел без комочков, который пахнет жженой бумагой;

горение шерсти и шелка менее интенсивное, остается шарик темного цвета, при прикосновении он рассыпается, ощущается запах горелых волос;

горение вискозы аналогично тому, что наблюдается при сжигании хлопка, но прогорает этот материал намного быстрее;

при горении ацетатных и триацетатных волокон появляется запах уксуса, пламя желтого цвета, полученный комочек можно легко раздавить пальцами;

нить лавсана (или полиэстера) горит медленно, появляется копоть, остается твердый шарик;

при поджигании капроновых волокон ощущается запах сургуча, виден белый дым, остается твердый темный комок;

поливинилхлоридная нить не горит, она обугливается, выделяя хлорный запах;

нитроновое волокно горит вспышками, выделяется черная копоть, остается комок, который можно раздавить пальцами.

Материалы могут изготавливаться из смешанных волокон. При сжигании таких нитей тип пламени, запахи зависят от преобладающего компонента. Нужно учесть, что после горения натуральных волокон остается только пепел. Если же в нем есть твердые комочки — то в ткани содержатся синтетические примеси.

С целью более подробного ознакомления с поведением различных по составу тканей при горении мы создали рубрику #жжем на нашем YouTube-канале. Присоединяйтесь и приятного просмотра!)

состав, структура, плотность, внешняя обработка

Ткани. Состав.

Указанное производителем название ткани, особенно экзотическое, что практикуется безымянными производителями, порой мало что вам скажет о ее составе. Состав ткани является одним из определяющих моментов ее потребительских и эксплуатационных свойств. Для производства тканей используются синтетические, натуральные и смесовые волокна. Натуральные и смесовые не интересны, так как а) тяжелые, б) замечательно намокающие и промокающие, в), г), д) даже не буду рассматривать, так как достаточно пунктов а) и б).

Основные синтетические волокна, используемые для производства тканей во всем мире это полиамидные и полиэфирные, акриловые, ацетатные. Акриловые и ацетатные ткани у производителей турснаряги как то не в почете (почему не понятно, у них тоже хватает положительных качеств), посему их тоже не рассматриваем. Есть еще полиэтилен, полиуретан и прочие, но как основа волокна для плотных тканей они тоже массово вроде как не применяются.

Итак – полиамид и полиэфир. Что есть что?

а) Ткани из полиамидных волокон. Самые известные названия, встречающиеся в обозначении состава тканей (пока говорим только о составе сырья, и не касаемся названия собственно ткани):

— Nylon (нейлон) американское, патентованное название фирмы Дюпон (Du Pont), собственно изобретателя этого полимера.

— Lilion, итальянское название.

— Grilion, японское название.

— Perlon, немецкое название.

— Капрон, советское (и постсоветское) название.

— Полиамид и всевозможные производные на латинке. Нить полиамида представляет из себя жгут, образованный из нескольких продольных волокон большой длины. Имеет отличительные физико-химические свойства: высокую прочность и износоустойчивость, низкий вес, тонкость, хорошую окрашиваемость, однородность. Полиамид является самым распространенным сырьем для производства различных нитей.

Нейлон имеет невероятное сочетание свойств — высокую прочность, легкость, среднюю жесткость, устойчивость к горючим и смазочным веществам и большинству химикатов, обладает он также превосходными электроизоляционными свойствами. Гигроскопичность ткани из нейлона очень низкая. Горюч, плавится, но не критично (бычком или искрой от костра тряпку из капрона не очень то и прожжешь). Одним словом, сказка, а не тряпка, да к тому же еще и дешевая. Но полиамиды имеют ДВА существенных недостатка:

— при намокании у волокна очень большой коэффициент растяжения;

— под воздействием ультрафиолетового излучения полиамидные волокна теряют до 40% прочности в год (данные для средних широт, на высотах до 400 м над уровнем моря), в условиях высоких широт и высокогорья потеря прочности еще более критична. Данные не проверены, потеря прочности в 40% возможно дается для круглосуточного пребывания на солнце в течение года, но факт есть факт – солнце для капрона не гуд, проверено многими.

б) Ткани из полиэфирных волокон.

Самые известные названия, встречающиеся в обозначении состава тканей:

— Dakron (дакрон) американское патентованное название фирмы Дюпон(Du Pont)..

— Terilen (терилен), английское название, ICI (Imperial Chemical Industries, Англия).

— Лавсан, советское (и постсоветское) название. Россияне и белорусы по разработкам и сейчас в ногу со всей планетой, вот с промышленной стороной дела сложнее, а жаль.

— Тетерон, элана, тергаль, тесил и собственно полиэфир и полиэстер в фуевой туче стран в различных написаниях на латинке и кирилке. Ткани из полиэфирных волокон стойки к воздействию жиров и минеральных кислот, имеют низкий коэффициент влагопоглощения, практически не растягиваются при намокании, отличаются повышенной стойкостью к ультрафиолету, а также высокой прочностью, легкие, но плотность лавсана больше капрона.

Недостатки: сильная электризуемость, жесткость (в современных тканях эти проблемы решены с помощью химического модифицирования, за исключением дешевых), горючи, причем критично (во всех нормальных палатках написано «Не курить» ).

в) И еще один полимер, которому нашли применение в палатках. Полиэтилен. Легкий, дешевый, гигроскопичность низкая. Вот и все достоинства. Полиэтилен обладает текучестью при достаточно низких температурах, горюч, плавится, сильно тянется с остаточной деформацией, разрушается от действия ультрафиолета. Если модификация полиэтилена прочная на разрыв, то она жесткая, если гибкая – то рвется. Тканые ткани из волокон полиэтилена существуют, но благодаря свойствам полиэтилена для турснаряги неприменимы. Другое дело пленка. Стопроцентно непромокаема, легкая, но не прочная. Но братья азиаты, а за ними и другие приспособили для дна палаток материал (тканью его назвать можно с большой натяжкой) Tarpaulin (Тарпаулин), некоторые пишут Tarpauling. Представляет собой полотно, сотканное из тонких полосок полиэтилена, закатанное с двух сторон пленкой, одни пишут ПВХ, другие полипропилен. Кому верить не знаю, данных по производителям в русскоязычном Инете не нашел. Изначально материал для строительства. Благодаря ламинированию характеризуется полной водонепроницаемостью, высочайшей прочностью и устойчивостью к ультрафиолетовым лучам, плюс дешевый. Недостатки у этого сэндвича: ну очень тяжелый, плохо мнется, невозможно плотно скрутить. Некоторые безымянные производители палаток позиционируют Tarpaulin как торговую марку ®. ИМХО в этом случае применяется супердерьмо, тк Tarpaulin – в переводе просто напросто брезент, просмоленный холст. Вряд ли где-либо можно зарегистрировать в качестве брэнда такое общеупотребительное слово. Хотя может быть, Форточки то зарегистрировали, Винду то есть .

О горючести синтетических тканей стоит сказать отдельно. В принципе отличная горючесть это отличительная особенность любого синтетического волокна. Существует три метода огнезащитной отделки текстильных материалов, в т.ч. на основе полиэфирных волокон: поверхностная обработка антипиренами (АП) ткани, полотна или готового изделия, физическая модификация волокна и сополимеризация мономеров или олигомеров с реакционноактивным АП в процессе получения полимера, перерабатываемого в дальнейшем в волокна или нити. Последний метод, является наиболее эффективным, ибо в отличие от двух других придает волокну и текстильным материалам независимо от каких-либо обработок долговременную огнезащищенность. В настоящее время только несколько фирм в Германии, Японии и США в ограниченном объеме производят полиэфирные волокна и нити с постоянным эффектом огнезащиты. Из материала приведенного выше можно сделать вывод, что негорючие синтетические ткани с долговременным сохранением эффекта негорючести очень дорогие и для массового производства палаток не используются (данных не нашел). Значит если ткань рекламируют как негорючую, она максимум покрыта АП и через энное время АП смоется, испарится или отвалится. Негорючих тканей из Могилевского лавсана нет, по Курску инфы не нашел. Ткани из капрона (нейлона) дешевле, ткани из лавсана (даркона) дороже, хотя непонятно почему, тк полиэфирные волокна являются самыми дешевыми среди всех химических волокон.

Ткани. Структура, плотность.

Механические свойства ткани зависят от структуры (способа плетения нитей) и плотности. Поголовно все торгующие тентовыми тканями и девайсами из нее употребляют Taffeta с кучей дополнений, но как Мальчиш-Кибальчиш не выдают тайну, а что это за хрень такая? Речь идет о способе плетения ткани. В русскоязычном Инете я толкования не нашел. Ток на каком-то сайте про яхты: «Taffeta (полотно), простой тканый материал, где волокна основы и утка попеременно проходят друг над другом. Традиционная парусная ткань является таффетой».

На инглише: Taffeta — a plain weave, tightly woven smooth crisp fabric with a characteristic rustle. Made from silk or man-made filament yarns, что то типа: Таффета (тафта) – ткань ровного переплетения, очень плотная, гладкая, легкая («Smooth» наверно надо переводить как «легкий»), с характерным шелестом. Производится из шелковых или искусственных нитей. ссылка Короче то, что у текстильщиков называется: — Полотняное переплетение — простейшее и наиболее распространенное ткацкое переплетение нитей, характеризуется тем, что с каждой нитью основы переплетается нить утка. Лицевая и изнаночная стороны ткани одинаковы. Большое число пересечений нитей в ткани полотняного переплетения делает ее жестковатой, позволяет при прочих равных условиях получить более плотную и более прочную ткань.

То есть Таффета это все же больше название ткани, чем способ переплетения

С Oxford-ом тоже самое, говорят плетение. А на самом деле? Читаем: — «Oxford» 210Т Плотная ветро- и влогонепроницаемая курточная ткань полотняного переплетения. — Nylon Oxford- износоустойчивый полиамидный материал с прочным переплетением нити. Значит Oxford это тоже собственно название ткани, а не способ плетения.

И наконец Rip (рвать) Stop (ну типа черта с два), то есть по руски — фигпорвешь, куда ж без него теперь. Здесь как с Оксфордом, ток наоборот. Обычно про Рип говорят что это название ткани, хотя это способ плетения. Много трепаться не буду. Rip Stop в названии это значит, что ткань усилена особенно прочной нитью (причем не обязательно более толстой по отношению к основе и утку) с шагом от 2 до 10 мм. Эти нити и создают очевидный вафельный рисунок. Вывод: для изготовления палаток используется ткань полотняного плетения, самого плотного и прочного, а так как изобрести велосипед вторично как конструкцию невозможно, извращаются по поводу названий. Выпустят ткань с саржевым плетением, например, и обзовут «Taffeta 3х1 Super». И как их различать, если продавец не говорит или не знает этой разницы?

Собственно плотность ткани.

Все в школе учились (учатся). У европейцев гр/м2, у прочих могут быть унции на фут и прочая экзотическая эвилибристика.

Д(D), Ден, Денье, Децитекс. Обычно объясняют так: Ден (Denie) — толщина нитей, участвующих в переплетении (например: 75D) ссылка ДЕН (сокращенное от ДЕНЬЕ) — внесистемная единица линейной плотности волокон или нитей, т.е. отношение их массы к длине. 1 ДЕН = 0,05 г/450м или 1 ДЕН=1г/9000м. Ден единица внесистемная, метрическая Детитекс. 1 ДЕТИТЕКС=1г/10000м. Соответственно помножив Детитексы на 0,9 получим Дены. Получается что Д (всякие, еще и в Динах кажется измеряют) — чисто техническая характеристика линейной плотности нити, но никак не толщины. Если нити одной плотности, то нить 75Д будет тоньше нити 85Д. Но если сравнивать нитку из волокон слабого кручения 75Д с ниткой сильного кручения 75Д (более плотную), да еще из волокон покрытых силиконом или полиуретаном, то последняя будет тоньше.

Т, “Thread Count”, Texture Element «. Обычно эту букву Т обзывают Тэксом и объясняют что это плотность ткани, но если бы многие удосужились перевести «Thread Count» на русский (дословно «нитка счет») то не выглядели бы …. (как бы сказать чтоб не обиделись). ссылка Как видно из написанного выше Тэкс это одна десятая Детитекса, линейной плотности нити, значит расшифровывать Т как плотность ткани и обзывать Тэксом неверно. Буквой Т шифруют плотность плетения нитей в единице площади ткани. Тоже не все просто. Азиаты указывают сумму количества нитей утка и основы на квадратный дюйм, например 190Т. Европейские производители в основном указывают количество нитей в сантиметре по утку и основе отдельно, например 41Т/38Т. Так что азиатский 190Т может быть европейским 41Т/38Т или 50Т/29Т, пустячек а неприятно. Чем больше число «T», тем плотнее, прочнее ткань, но и тяжелее. Чем меньше – тем «рыхлее», растяжимее и подверженней несимметричной деформации, особенно если азиатский 190Т такой кривой: 50Т/29Т.

По D и Т можно вы вычислить плотность собственно ткани, если не указана. — 41Т/38Т (на см кв) — 70/75D (считаем детитекс это проще ) Длина ниток по основе 3800м в м кв. Масса 75г х 0,38 = 28,5 г. Длина ниток по утку 4100м в м кв. Масса 70г х 0,41= 28,7г. Плотность ткани (28,5г + 28,7г) 57,2г/м кв. Есть еще один момент. Длина мононити (волокна) из которой крутится нитка. Как я понял выдувают длинные и короткие мононити, короткие естественно проще и дешевле. Ткань из нитки свитой из длинных мононитей (сплошная тафтология но по другому не получается) при равных D и Т будет прочнее в N раз но и дороже. Но этот параметр вообще никогда не озвучивается. А по идее он очень существенный.

Ткани. Поверхностная обработка.

Вот здесь самое интересное.

Все знают, что наносят полиуретан, силикон, тефлон. НО! Как наносят, каким способом, сколько граммов идет на один слой, сколько слоев должно быть при водонепроницаемости 3000 или там 10000, какие механические свойства покрытия на истирание итд, инфы нет. Гугля и прочие дымятся, но в русскоязычном Инете тайну не выдают. Кто-то может сказать, а на кой такие тонкости. А почему бы и нет? Если мне впаривают тряпку с PU 5000, при прочих 41Т/38Т, 70/75D и говорят что плотность ткани 73,5г/м2, а я знаю что для того чтобы достигнуть с помощью полиуретана водонепроницаемости 5000 необходимо его накатать к примеру три слоя на квадрат общей массой 27г, значит меня обувают, ибо 57,2г весит квадрат собственно ткани и еще должно быть 27г полимера, в сумме 84,2г/м2. Значит либо недоложили PU и это не 5000 а типа1500, либо тряпка тоньше. Кто предупрежден, тот вооружен.

Плотность тканей: kordura 500 = 222,2 г/м2 oxford 210 = 117 г/м2 силиконка = 71,43 г/м2 рип-стоп = 63,64 г/м2

видов материалов | Давайте поговорим о науке

Все, что мы делаем, состоит из одного или нескольких материалов. Разные материалы имеют разные свойства . Из-за этих различных свойств их можно использовать для создания многих видов объектов. Материалы могут быть мягкими или жесткими. Они могут быть гибкими или жесткими. Они могут быть тонкими или очень сильными. Рассмотрим несколько примеров различных материалов.

Древесина

Древесина может быть классифицирована как твердая древесина или мягкая древесина .

Твердая древесина происходит от лиственных деревьев . Это деревья, которые осенью сбрасывают листву. Твердая древесина обычно используется для изготовления мебели и в строительных проектах, которые должны служить долго. Примерами лиственных пород являются дуб, клен и орех.

Мягкая древесина получается из хвойных деревьев. Хвойные, или вечнозеленые, деревья сохраняют свою хвою круглый год. Большая часть древесины или древесины, подготовленной для строительства, производится из хвойных пород деревьев. Хвойная древесина обычно используется в частях зданий, таких как окна и двери. Он также используется в некоторых видах мебели. Примерами хвойных пород являются сосна, пихта и ель.

Предупреждение о неправильном представлении
Термины «лиственная древесина» и «хвойная древесина» не относятся к твердости древесины дерева. Эти термины относятся к тому, как дерево воспроизводится. Хвойные (хвойные) деревья размножаются семенами в шишках. Лиственные (лиственные) деревья размножаются семенами, полученными из плодов или цветов.

Разные виды деревьев производят древесину с разными свойствами. Но все виды древесины имеют некоторые общие физические характеристики. Во-первых, древесина прочная. Его сила зависит от его зерно . Зерно – это естественное направление роста волокон в древесине. Древесина очень устойчива к сжатию , когда сила приложена в направлении волокон. Но он может легко сломаться, если к волокну приложить силу.

Древесина также имеет интересные отношения с водой. Это очень плавучий материал. Это означает, что он может плавать. Вот почему древесина часто используется для изготовления кораблей и лодок. Но дерево также гигроскопично . Это означает, что он может поглощать воду. Некоторые виды древесины могут поглощать и удерживать много воды. Эту характеристику важно учитывать при выборе древесины для проекта. Если древесина содержит слишком много воды, она может в конечном итоге гниль . Когда древесина гниет, она ломается.

Знаете ли вы?
Пробковая древесина — одна из самых легких и наименее плотных пород дерева, но технически она считается твердой древесиной, потому что деревья, которые ее производят, создают семена!

Древесные волокна из разных пород дерева (Источник: Anonimski через Wikimedia Commons).

Металлы

Металлы являются одними из наиболее важных материалов, используемых в производстве и строительстве. Некоторыми примерами металлов являются железо, алюминий, медь, цинк, олово и свинец. Многие металлы, которые мы используем сегодня, имеют сплавы . Сплавы получают путем соединения двух или более металлов. Они также могут сочетать металл с неметаллическим материалом. Сплавы изготавливаются для придания металлу новых характеристик. Такие вещи, как повышенная твердость или прочность. Например, сталь представляет собой сплав железа, содержащий небольшое количество углерода.

Все металлы имеют три основных характеристики:

Блеск : они блестят при разрезании или царапании
Пластичность : хотя они и прочные, их можно согнуть или придать им форму с помощью нужного количества тепла и силы
Проводимость : они проводят тепло и электричество

Но отдельные металлы имеют разные свойства. Металлы и металлические сплавы обычно выбирают для объектов, исходя из их свойств. В предметах домашнего обихода используются многие виды металлов, от меди до стали и даже золота!

По часовой стрелке сверху слева: мерный стакан из пирекса, шарики, колба Эрленмейера, стеклянная лошадь, увеличительное стекло, очки, лампочка и витраж (давайте поговорим о науке, используя изображения с iStockphoto).

Многие металлы подвержены коррозии. Коррозия — это химическая реакция, при которой металл взаимодействует с кислородом. Иногда это хорошо, потому что укрепляет металл. Но когда железо или сталь реагируют с кислородом, образуется ржавчина . Коррозия может в конечном итоге полностью превратить металл в ржавчину.

Керамика

Керамика часто определяется тем, чем она не является. Это неметаллические и неорганические твердые вещества. Это означает, что они не сделаны из металла, дерева, пластика или резины. Их изготавливают путем обжига глины, песка и других природных материалов при очень высоких температурах.

Несколько примеров керамики: кирпич, плитка и бетон. Керамические материалы используются для изготовления всего: от домов, в которых мы живем, до кастрюль, в которых мы готовим пищу, и зубных имплантатов для наших зубов. Его даже используют для изготовления изоляционных плит на космических кораблях! Стекло (см. ниже) также является керамикой. Итак, вы окружены керамикой и можете об этом не знать!

Основные свойства керамики:

Обычно они твердые
Термостойкие: имеют высокую температуру плавления
Устойчив к химической коррозии
Они не проводят тепло или электричество: это означает, что они являются хорошими изоляторами

Некоторые виды керамики, такие как стекло и фарфор, также могут быть хрупкими (их легко разбить). Тем не менее они могут прослужить очень долго.

Слева направо: фарфоровые горшки с крышками, куклы с фарфоровыми головами и фарфоровыми зубами (Let’s Talk Science с использованием изображений Loamaresort [CC BY-SA] через Wikimedia Commons, JohnGollop через iStockphoto и seb_ra через iStockphoto).

Стекло

Стекло — один из самых универсальных материалов, созданных человеком. Стекло состоит в основном из песка, который состоит из диоксида кремния . Когда песок нагревается до очень высокой температуры (около 1700°C), он становится жидкостью. Когда он снова остывает, он подвергается полной трансформации и становится прозрачным твердым телом.

Наиболее знакомое нам сегодня стекло называется натриево-известково-силикатное стекло . Он состоит в основном из песка, но также и из некоторых других ингредиентов. Кальцинированная сода, состоящая из карбоната натрия, снижает температуру плавления песка. Это означает, что его не нужно нагревать до такой высокой температуры, прежде чем он превратится в жидкость. Но кальцинированная сода также делает стекло водорастворимый . Это означает, что он может растворяться в воде! Чтобы этого не произошло, добавляют известняк или карбонат кальция.

Когда смесь жидкого стекла немного остынет, ее можно использовать по-разному. Его можно залить в форму для создания таких вещей, как бутылки или лампочки. Его также можно «плавать», чтобы создать идеально ровные листы, которые станут окнами или зеркалами. Затем смеси дают остыть и стать твердой.

Основные свойства стекла:

прозрачность: вы можете видеть сквозь нее
термостойкость: плохо плавится
твердость: неразрушимость

Вы можете не думать, что стекло очень прочное. Но предметы, с которыми вы знакомы, такие как лампочки и стаканы для воды, сделаны из очень тонких кусочков стекла. Если бы у вас был очень толстый кусок стекла (подумайте о кирпиче из стекла), он был бы очень прочным!

Когда люди изготавливают стеклянные предметы, они могут добавлять различные ингредиенты, чтобы придать стеклу новые свойства. Например, жаростойкое стекло, такое как Pyrex, содержит оксид бора. Стекло, используемое для изготовления декоративных хрустальных предметов, таких как вазы и статуэтки, содержит оксид свинца. Это позволяет легче его резать. Витражное или цветное стекло имеет разные цвета, потому что металлы добавляются, когда оно находится в жидкой форме!

Пластмассы

Пластмассы бывают разных форм. Их используют для изготовления самых разных продуктов. Молекулы пластика состоят из длинных цепочек. Эти молекулы называются полимерами .

Знаете ли вы?
Слово «пластик» происходит от греческого «plastikos», что означает «способный принимать форму».

Большинство пластмасс являются либо термопластами, либо термореактивными пластмассами. Термопласты нагревают, а затем формуют. Позже их можно разогреть и изменить форму. Большинство пластиковых бутылок термопластичны. Термореактивные пластмассы можно нагревать и формовать только один раз. Термореактивные пластмассы используются для изготовления таких вещей, как электрическая изоляция, обеденные тарелки и автомобильные детали.

Пластмассы обладают многими полезными свойствами. Это:

Обычно просты в изготовлении и недороги
Прочный и долговечный
Устойчивость к электричеству и воде
Стойкий ко многим видам химической коррозии

Но эта долговечность и устойчивость к повреждениям также могут быть проблемой. Пластик может очень долго разлагаться. Пластиковые бутылки разлагаются примерно 450 лет. Пластиковые пакеты для покупок могут храниться до 10 000 лет! Вот почему так важно перерабатывать пластика. Термопласты подлежат вторичной переработке, а термореактивные пластмассы — нет. Когда это возможно, лучше выбирать термопласты, а не термореактивные пластмассы, чтобы пластику можно было дать новую жизнь после использования.

Ассортимент пластиковых предметов, включая миску, бутылку с водой, чашку, упаковочный материал, пакет, столовые приборы, шприц, компакт-диск (CD), калькулятор, скотч, прищепку и кухонный таймер (Источник: Cjp24 [общественное достояние] на Викискладе).

Текстиль

Слово «текстиль» первоначально относилось к тканым тканям. Теперь это обычно относится ко всем волокнам, пряже и тканям. Текстиль может быть изготовлен из натуральных материалов, таких как шерсть и хлопок, или из синтетических материалов, таких как полиэстер. Текстиль используется для изготовления одежды, ковров и многих других изделий.

Знаете ли вы?
Самые ранние текстильные изделия восходят к 5000 г. до н.э. Некоторые из старейших форм текстильного производства включают изготовление сетей и плетение корзин.

Текстиль состоит из множества крошечных частей, называемых волокнами . Текстильные волокна должны обладать особыми свойствами, чтобы их можно было прясть в пряжу или превращать непосредственно в ткани. Они должны быть прочными, гибкими, эластичными и долговечными. Волокна с этими свойствами могут быть превращены в пряжу и ткани с аналогичными свойствами.

Но не все волокна обладают одинаковыми свойствами. Одни теплее, другие прочнее, третьи мягче и комфортнее. Иногда для достижения желаемых свойств готового текстильного изделия требуется смесь волокон!

Разнообразие тканей, включая хлопок слева и шелк и вискоза справа (Источник: oonal через iStockphoto).

Кожа

Традиционная кожа изготавливается из шкур животных. Производится синтетическая или искусственная кожа. Кожа используется для изготовления всего: от автомобильных сидений до мебели, футбольных мячей и сумок. Он прочный и имеет естественную отделку. Эти свойства трудно воссоздать с помощью синтетических материалов.

Знаете ли вы?
Около 65% кожи производится коровами. Остальные 35% поступают в основном от овец, свиней и коз.

Воловья кожа часто используется для изготовления традиционной кожи. Он толстый и прочный, из него часто делают куртки, пальто и мебель. Овчина обычно дубленая с мягкой шерстью, все еще прикрепленной к коже. Из него делают куртки, пледы и тапочки. Из свиной кожи делают удобную и водостойкую кожу. Из него изготавливают обувь, перчатки и некоторые виды спортивного инвентаря. Козья кожа очень мягкая и ковкий . Его часто используют для изготовления сумок, перчаток и ковриков. Шкуры других животных, таких как змеи, аллигаторы, крокодилы, страусы и даже рыбы, также могут быть использованы для изготовления кожи.

Искусственная кожа обычно изготавливается из смеси натуральных и синтетических волокон, покрытых пластичным полимером. Этот материал имитирует свойства натуральной кожи. Как и натуральная кожа, искусственная кожа мягкая на ощупь и водостойкая. Хотя искусственная кожа не так прочна, как традиционная кожа, ее трудно разрезать или порвать. Поэтому его часто используют для изготовления мебели.

Традиционная кожа вызывает этические опасения, поскольку это продукт животного происхождения. Но поскольку традиционная кожа изготавливается из натурального материала, она может разлагаться , или разрушаться естественным образом. Искусственная кожа больше похожа на пластик и очень долго разлагается.

По часовой стрелке сверху слева: книги в кожаных переплетах, пальто из кожи и овчины, сумки и ремни из кожи аллигатора, сапоги из кожи и змеиной кожи (Let’s Talk Science с использованием изображений Ника Макфи [CC BY-SA 2.0] через Wikimedia Commons, Sekmous [CC BY -SA 3.0] через Wikimedia Commons, Сергейрыжов через iStockphoto и Photovideostock через iStockphoto).

Бумага и картон

Бумага — важный материал, который многие люди используют каждый день. От чтения газет до рисования картин и упаковки подарков вы, вероятно, не понимаете, как часто вы используете бумагу. Бумагу также можно использовать для изготовления других материалов, таких как картон .

Бумага изготовлена из материала, называемого целлюлозой . Пульпа производится из древесных волокон, смешанных с водой. Эти волокна обычно получают из хвойных пород деревьев, таких как ель и сосна. Чтобы сделать бумагу, деревья режут и удаляют кору. Затем древесину измельчают на мелкие кусочки и смешивают с водой для получения целлюлозы. Пульпа подвергается химической обработке, затем прессуется и высушивается.

Эта фабрика производит бумагу и картон из переработанной бумаги с помощью машины Fourdrinier (Источник: orenosoppelsa через iStockphoto).]

Картон состоит из нескольких слоев бумаги. Гофрированный картон состоит из двух листов плоской бумаги, между которыми третий лист бумаги гофрирован или согнут в форме волны. Конечный продукт получается жестким, прочным и очень легким. Этот картон можно сложить и склеить для создания коробок или других упаковочных материалов.

Каучук

Существует два основных типа каучука: натуральный каучук и синтетический каучук. Натуральный каучук производится из латекса , который производится растениями. Синтетический каучук производится с использованием смеси химических веществ. Синтетический каучук во многом похож на натуральный каучук. Его можно использовать в шинах, шлангах, ремнях, напольных покрытиях и многом другом.

По часовой стрелке сверху слева: автомобильные шины, надувные мячики, ластик, клубок резинок, хирургические перчатки, воздушные шары, ботинки (давайте поговорим о науке, используя изображения с iStockphoto).

Знаете ли вы?
Если вы когда-либо собирали одуванчик, вы, возможно, видели молочно-белую жидкость на внутренней стороне стебля. Это латекс!

Почти 99% производимого в мире натурального каучука производится из латекса растения под названием Hevea brasiliensis . Это растение широко известно как каучуковое дерево. Латекс подвергается ряду различных процессов, чтобы превратиться в универсальный упругий материал, который мы называем «резиной». Сначала его «пережевывают», затем в него добавляют химические вещества. Затем его сжимают и растягивают, а затем готовят при температуре около 140°C, чтобы он сохранял свою форму. Конечный продукт прочный, эластичный, эластичный, долговечный и водонепроницаемый. Его можно использовать для изготовления самых разных товаров, от ластиков для карандашей до кроссовок и гидрокостюмов!

Ученые открыли материал, который можно сделать как пластик, но проводящий как металл

Группа ученых из Чикагского университета открыла способ создания материала, который можно сделать как пластик, но проводить электричество больше, чем металл. Вверху сотрудники лаборатории Андерсона за работой. Предоставлено: Джон Зич/Чикагский университет.

Ученые из Чикагского университета нашли способ создать материал, который можно сделать как пластик, но проводить электричество больше, чем металл.

Исследование, опубликованное 26 октября в журнале Nature, , показывает, как создать материал, молекулярные фрагменты которого перемешаны и неупорядочены, но при этом могут очень хорошо проводить электричество.

Это противоречит всем известным нам правилам электропроводности — для ученого это все равно, что увидеть автомобиль, едущий по воде и продолжающий двигаться со скоростью 70 миль в час. Но открытие также может быть чрезвычайно полезным; если вы хотите изобрести что-то революционное, процесс часто начинается с открытия совершенно нового материала.

«В принципе, это открывает возможности для разработки совершенно нового класса материалов, которые проводят электричество, легко поддаются формовке и очень прочны в повседневных условиях», — сказал Джон Андерсон, доцент кафедры химии Чикагского университета. и старший автор исследования. «По сути, это предлагает новые возможности для чрезвычайно важной технологической группы материалов», — сказал Цзязе Се (доктор философии 22 года, сейчас в Принстоне), первый автор статьи.

«Нет надежной теории, объясняющей это»

Проводящие материалы абсолютно необходимы, если вы делаете какое-либо электронное устройство, будь то iPhone, солнечная панель или телевизор. На сегодняшний день самая старая и самая многочисленная группа проводников – это металлы: медь, золото, алюминий. Затем, около 50 лет назад, ученые смогли создать проводники из органических материалов, используя химическую обработку, известную как «легирование», при которой через материал впрыскиваются различные атомы или электроны.

Это выгодно, потому что эти материалы более гибкие и их легче обрабатывать, чем традиционные металлы, но проблема в том, что они не очень стабильны; они могут потерять свою проводимость при воздействии влаги или при слишком высокой температуре.

Но, по сути, эти органические и традиционные металлические проводники имеют общие характеристики. Они состоят из прямых, плотно упакованных рядов атомов или молекул. Это означает, что электроны могут легко проходить через материал, как автомобили на шоссе. Фактически, ученые думали, что материал имеет , чтобы иметь эти прямые, упорядоченные ряды, чтобы эффективно проводить электричество.

Затем Се начал экспериментировать с некоторыми материалами, открытыми много лет назад, но в основном игнорируемыми. Он нанизал атомы никеля, как жемчужины, на цепочку молекулярных шариков из углерода и серы и начал испытания.

К удивлению ученых, материал легко и сильно проводит электричество. Более того, он был очень стабильным. «Мы нагревали его, охлаждали, подвергали воздействию воздуха и влажности и даже капали на него кислотой и щелочью, и ничего не произошло», — сказал Се. Это чрезвычайно полезно для устройства, которое должно функционировать в реальном мире.

Но самым поразительным для ученых было то, что молекулярная структура материала оказалась неупорядоченной. «С фундаментальной точки зрения это не должно быть металлом», — сказал Андерсон. «Нет твердой теории, объясняющей это».

Се, Андерсон и их лаборатория работали с другими учеными университета, пытаясь понять, как материал может проводить электричество. После испытаний, симуляций и теоретической работы они пришли к выводу, что материал образует слои, как листы в лазанье. Даже если листы вращаются вбок, не образуя аккуратной стопки лазаньи, электроны все равно могут двигаться горизонтально или вертикально — до тех пор, пока кусочки соприкасаются.

Конечный результат беспрецедентен для проводящего материала. «Это почти то же самое, что проводящий пластилин Play-Doh — вы можете положить его на место, и он проводит электричество», — сказал Андерсон.

Ученые взволнованы тем, что открытие предлагает принципиально новый принцип проектирования электронных технологий. Они объяснили, что проводники настолько важны, что практически любая новая разработка открывает новые направления для технологий.

Одной из привлекательных характеристик материала являются новые возможности обработки. Например, металлы обычно приходится плавить, чтобы придать им правильную форму для чипа или устройства, что ограничивает то, что вы можете сделать с ними, поскольку другие компоненты устройства должны выдерживать тепло, необходимое для обработки. эти материалы.

Новый материал не имеет такого ограничения, поскольку его можно производить при комнатной температуре. Его также можно использовать там, где необходимость в том, чтобы устройство или части устройства выдерживали воздействие тепла, кислоты, щелочи или влажности, ранее ограничивало возможности инженеров по разработке новых технологий.

Команда также исследует различные формы и функции, которые может выполнять материал. «Мы думаем, что можем сделать его двухмерным или трехмерным, сделать его пористым или даже ввести другие функции, добавив различные компоновщики или узлы», — сказал Се.

Дополнительная информация:
Джон Андерсон, Внутренний стекловидно-металлический перенос в аморфном координационном полимере, Nature (2022). DOI: 10.1038/s41586-022-05261-4. www.nature.com/articles/s41586-022-05261-4

Информация журнала:
Природа

Предоставлено
Чикагский университет

Цитата :
Ученые открыли материал, который можно сделать как пластик, но проводящий как металл (2022, 26 октября)
получено 2 ноября 2022 г.
с https://phys.org/news/2022-10-scientists-material-plastic-metal.html

Этот документ защищен авторским правом. Помимо любой добросовестной сделки с целью частного изучения или исследования, никакие
часть может быть воспроизведена без письменного разрешения.

Строительство и ремонт