Matériaux synthétiques: concept, types et exemples

Les matériaux synthétiques sont les matériaux constitués de polymères synthétisés ou de petites molécules. Les composés utilisés pour fabriquer ces matériaux proviennent de produits chimiques dérivés du pétrole ou de produits pétrochimiques.

Différents composés chimiques sont utilisés pour fabriquer différents types de fibres. La plupart des matériaux synthétiques sont composés de produits chimiques issus de polymères. Ils sont donc plus solides et plus résistants.

Les matériaux synthétiques constituent près de la moitié des matériaux utilisés dans tous les domaines de la technologie textile. Il existe différentes méthodes pour fabriquer ces matériaux, mais la plus courante consiste à passer à l'état de fusion. Dans ce processus, des températures élevées sont utilisées pour modifier et façonner la forme et les dimensions des fibres ou des matériaux synthétiques.

Ces matériaux sont résistants et ont tendance à offrir des fonctionnalités conviviales. Certaines des caractéristiques les plus courantes sont les matériaux imperméables, les matériaux extensibles et les pièces résistantes aux taches.

Cela est possible car les fibres naturelles sont sensibles aux éléments et ont tendance à se rompre avec le temps. Cela signifie qu'ils sont biodégradables. Les fibres naturelles sont également sujettes aux dommages causés par les insectes nuisibles qui s'en nourrissent, comme c'est le cas pour les teignes qui se nourrissent de coton, de laine et de soie.

Les fibres synthétiques sont immunisées contre ces parasites et ne subissent pas de dommages dus au soleil, à l'eau ou aux huiles. Certains des matériaux synthétiques les plus courants sont le nylon, le polyester, la fibre de carbone, la rayonne et le spandex ou le lycra.

Récemment, un boom a émergé en termes d'invention de nouveaux matériaux synthétiques. Grâce à la technologie, les scientifiques ont découvert de nouvelles voies de synthèse permettant de relier de petites molécules en grandes chaînes de polyester possédant les propriétés appropriées pour des utilisations particulières.

Un exemple en est les fibres de polypropylène utilisées dans les tapis ou les variétés de polyéthylène utilisées pour fabriquer des bouteilles en plastique. Ils ont également réussi à développer des substances incroyablement fortes telles que le kevlar.

Types de matériaux synthétiques et caractéristiques

Bioplastiques

Les plastiques ne se dégradent pas, ils sont donc une source importante de pollution environnementale. De plus, la plupart des plastiques sont dérivés du brut, non renouvelable.

Mais la technologie a permis de convertir des ressources renouvelables en plastiques et en caoutchouc synthétique. Ces substances sont durables car elles contiennent des ressources fossiles. Bien qu'elles ne soient pas encore biodégradables, elles représentent un progrès considérable pour la science.

Nylon

C'est une famille de polymères synthétiques et a été produite pour la première fois en 1935; C'était la première fibre synthétique produite en masse. Cela était dû à la nécessité de remplacer la soie asiatique et le chanvre dans les parachutes pendant la Seconde Guerre mondiale. À cette époque, il était utilisé pour fabriquer des pneus, des tentes, des ponchos et d’autres fournitures militaires. Il a même été utilisé pour fabriquer du papier-monnaie aux États-Unis.

Il est très inflammable, il brûle au lieu de fondre. C'est assez élastique; Il est très fort, il résiste très bien aux insectes, aux animaux, aux champignons et à de nombreux produits chimiques.

Il a de nombreuses applications commerciales dans les fibres synthétiques, telles que les revêtements de sol et les renforts en caoutchouc; Il est également utilisé pour modéliser des pièces automobiles, notamment le compartiment moteur, ainsi que dans les équipements électriques, les brosses à dents, les tapis, les chaussettes en nylon et les tissus pour vêtements.

Le nylon massif est également utilisé pour fabriquer des brosses à cheveux et des pièces mécaniques, telles que des vis et des engrenages. Les résines de nylon sont utilisées dans certains emballages alimentaires; en particulier dans ceux qui viennent dans des sacs pour le four et dans les emballages de saucisses et de viande.

Composés plastiques

C'est le nom donné aux plastiques renforcés par différentes fibres pour les rendre plus élastiques et plus résistants. Un exemple est le mélange de polymères et de charbon, qui crée un matériau léger qui permet de transporter efficacement des objets utilisant du combustible.

Ces composés sont de plus en plus utilisés, en particulier dans l'industrie aérospatiale. Les Airbus A360 et Boeing 787 sont composés à 50% de plastique. La seule chose qui empêche de l'utiliser davantage, en particulier dans la fabrication de véhicules, est son coût élevé.

Polyester

Ce matériau est largement utilisé dans l'industrie textile; La plupart des vêtements sont en polyester. Certaines variétés sont même biodégradables, mais la plupart ne le sont pas.

En plus des vêtements, de nombreux tissus tissés en polyester sont utilisés dans les meubles et les accessoires de maison. On trouve du polyester sur les chemises, les pantalons, les vestes, les chapeaux, les draps, les édredons, les coussins, les rembourrages, les meubles rembourrés et les serviettes. Le polyester industriel est utilisé pour renforcer les jantes, les ceintures de sécurité et les plastiques très absorbants.

Ce matériau est également utilisé pour fabriquer des bouteilles, des canoës, des câbles et des hologrammes, entre autres. En outre, il est utilisé comme finition dans les produits en bois, tels que les guitares, les pianos et les intérieurs de yacht.

Le polyester est très résistant aux taches; les seuls colorants capables de le teindre sont les colorants dits dispersés. Dans de nombreuses occasions, des combinaisons entre polyester et fibres naturelles sont créées pour obtenir des résultats différents. Par exemple, le mélange de polyester et de coton, le poly coton, est un tissu résistant, résistant aux rides et ne rétrécissant pas.

Matériau auto-réparateur

Ces nouveaux matériaux en cours de développement ont la capacité de réparer les dommages qui pourraient par la suite être considérés comme irréparables. Ils ont été découverts au début des années 2000.

Les polymères ne sont pas le seul matériau capable de s'auto-réparer, mais ils sont les plus efficaces. Ils impliquent des conceptions très compliquées et il est difficile de les fabriquer, mais lors de la réparation, ils sont plus durables que d'autres polymères. On s'attend à ce que de plus en plus d'entre eux soient utilisés dans les revêtements, l'électronique et les transports.

Fibre de carbone

C'est un plastique renforcé, solide et léger, contenant de la fibre de carbone. La fabrication de la fibre de carbone peut être coûteuse, mais elle est largement utilisée dans les domaines de l’automobile, de l’aérospatiale, du génie civil, des produits de sport et d’autres applications techniques.

Il est rigide mais peut être moulé et présente une bonne résistance aux températures élevées.

Kevlar

Le kevlar est un plastique très résistant. Ses propriétés sont très recherchées car il est constitué de fibres fortement comprimées les unes avec les autres. C'est un familier du nylon, considéré comme un super polymère et a été introduit sur le marché dans les années 70.

C'est un matériau très résistant mais relativement léger. Il ne fond pas et ne se décompose qu'à une température supérieure à 450 ° C; le froid ne l’endommage pas non plus, il peut résister à des températures allant jusqu’à -196 ° C. Il résiste aux attaques de différents produits chimiques et l'humidité ne lui nuit pas.

Le kevlar est un excellent matériau anti-balistique, car il est difficile pour une balle ou un couteau de passer à travers les fibres. Il est plus résistant que l'acier, à l'instar des armures modernes, mais plus léger et plus souple que l'acier.

Le kevlar est également utilisé dans la fabrication de pneus de vélo, de bateaux à voile et de timbres pour batterie pour batteries musicales.

Lycra

Lycra ou spandex est une fibre connue pour être exceptionnellement élastique; Il peut augmenter jusqu'à 5 fois sa taille. Ses caractéristiques les plus précieuses sont que malgré l'étirement, il retrouve sa taille d'origine et sèche plus rapidement que les autres tissus. Il est plus fort et plus durable que le caoutchouc et a été inventé dans les années 50.

En raison de son élasticité et de sa résistance, il est utilisé dans de nombreux articles vestimentaires, en particulier dans le sport. Short de vélo, maillot de bain pour la natation, pantalon de ski, combinaison de triathlon et combinaison d'eau sont quelques-unes des utilisations les plus courantes. Les autres utilisations comprennent les sous-vêtements, les maillots de bain, les gants et le lycra.

Polymères réactifs intelligents

Les gommes synthétiques et le gel peuvent ajuster leur forme en réponse à des stimuli externes; Cela signifie qu'ils répondent aux changements de l'environnement. Cette fonctionnalité est très utile car elle peut aider à concevoir d’autres matériaux intelligents, tels que des capteurs et des alarmes. Lorsque la technologie d'auto-guérison est ajoutée à cette équation, les résultats pourraient avoir d'importantes utilisations dans de nombreux secteurs.

Ces matériaux peuvent être sensibles aux changements de température, d'humidité, de pH, d'intensité lumineuse et de champs magnétiques et électroniques. Ils peuvent modifier leur couleur, leur transparence ou même leur forme.

Ils sont utilisés dans le génie biomédical, les hydrogels et les emballages biodégradables.

Acrylique

Il a été développé dans les années 40. Il est solide, léger et chaud, il est donc couramment utilisé pour les chandails, le rembourrage de meubles, les tapis et pour recouvrir les bottes et les gants. Il est si doux qu’au toucher, il ressemble à de la laine; Après une procédure correcte, il peut être utilisé pour imiter d’autres tissus tels que le coton. Parfois, il est utilisé comme substitut du cachemire, qui coûte plus cher.

L'acrylique est très durable et résistant. Accepte très bien la couleur, ne présente aucun problème de lavage et est généralement hypoallergénique. Quant aux vêtements, ils sont généralement utilisés dans la fabrication de bas, de foulards et de chapeaux. De plus, il est utilisé dans les fils à tricoter, en particulier au crochet.