MATÉRIAUX SYNTHÉTIQUES: CONCEPT, TYPES ET EXEMPLES - SCIENCE - 2025

Les matériaux synthétiques sont les matériaux qui sont faits de polymères synthétisés ou de petites molécules. Les composés utilisés pour fabriquer ces matériaux proviennent de produits chimiques pétroliers ou pétrochimiques.

Différents composés chimiques sont utilisés pour fabriquer différents types de fibres. La plupart des matériaux synthétiques sont fabriqués à partir de produits chimiques provenant de polymères, ils sont donc plus solides et plus résistants.

Les matériaux synthétiques représentent près de la moitié de tous les matériaux utilisés dans tous les domaines de la technologie textile. Il existe différentes méthodes de fabrication de ces matériaux, mais la plus courante est le tournage à l'état fondu. Dans ce processus, des températures élevées sont utilisées pour modifier et mouler la forme et les dimensions des fibres ou des matériaux synthétiques.

Ces matériaux sont résistants et offrent souvent des caractéristiques conviviales. Certaines des caractéristiques les plus courantes sont les matériaux imperméables, les matériaux extensibles et les pièces résistantes aux taches.

Ceci est possible car les fibres naturelles sont sensibles aux éléments et ont tendance à se décomposer avec le temps; cela signifie qu'ils sont biodégradables. Les fibres naturelles sont également sujettes aux dommages causés par les parasites qui s'en nourrissent, comme c'est le cas des papillons de nuit qui se nourrissent de coton, de laine et de soie.

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

Ces derniers temps, il y a eu un boom dans l'invention de nouveaux matériaux synthétiques. Grâce à la technologie, les scientifiques ont découvert de nouvelles voies de synthèse pour relier de petites molécules à de grandes chaînes de polyester avec les propriétés appropriées pour des utilisations particulières.

Les fibres de polypropylène utilisées dans les tapis ou les variétés de polyéthylène utilisées pour fabriquer des bouteilles en plastique en sont un exemple. Ils ont également réussi à développer des substances incroyablement fortes comme le kevlar.

Types de matériaux synthétiques et caractéristiques

Bioplastiques

Les plastiques ne se dégradent pas, c'est pourquoi ils sont une grande source de pollution environnementale. De plus, la plupart des plastiques sont dérivés du pétrole brut, qui n'est pas renouvelable.

Mais la technologie a permis de convertir les ressources renouvelables en plastiques et en caoutchoucs synthétiques. Ces substances sont durables parce qu'elles économisent les ressources fossiles et bien qu'elles ne soient pas encore biodégradables, c'est une grande avancée pour la science.

Nylon

C'est une famille de polymères synthétiques et a été produit pour la première fois en 1935; c'était la première fibre synthétique produite en série. 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 était même utilisé pour fabriquer du papier-monnaie aux États-Unis.

Il est hautement 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, comme dans les revêtements de sol et les renforts en caoutchouc; Il est également utilisé dans la modélisation de pièces automobiles, en particulier le compartiment moteur, et dans les équipements électriques, les brosses à dents, les tapis, les bas en nylon et les tissus pour vêtements.

Le nylon solide 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; surtout dans ceux qui viennent dans des sacs pour le four et dans des emballages de saucisses et de viande.

Composés plastiques

C'est le nom donné aux plastiques qui ont été renforcés par différentes fibres pour les rendre plus élastiques et résistants. Un exemple est les mélanges entre les polymères et le carbone, qui créent un matériau léger qui est utilisé pour transporter des objets en utilisant efficacement le carburant.

Ces composés sont de plus en plus utilisés, notamment dans l'industrie aérospatiale. L'avion Airbus A360 et le Boeing 787 sont composés à 50% de plastique. La seule chose qui l'empêche d'être davantage utilisée, notamment dans la fabrication de véhicules, est son coût élevé.

Polyester

Ce matériau est largement utilisé dans l'industrie textile; la plupart des vêtements ont une certaine qualité de polyester. Certaines variétés sont même biodégradables, bien que la plupart ne le soient pas.

En plus des vêtements, de nombreux tissus en polyester sont utilisés dans les articles d'ameublement et le linge de maison. Le polyester peut être trouvé dans les chemises, les pantalons, les vestes, les chapeaux, les draps, les couettes, les coussins, les garnitures, les meubles rembourrés et les serviettes. Le polyester industriel est utilisé pour renforcer les pneus, les ceintures de sécurité et pour renforcer les plastiques hautement absorbants.

Ce matériau est également utilisé pour fabriquer des bouteilles, des canoës, des câbles et des hologrammes, entre autres. De plus, il est utilisé comme finition sur 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 qui peuvent le teindre sont les colorants dits dispersés. Dans de nombreuses occasions, des combinaisons entre le polyester et les fibres naturelles sont créées pour obtenir des résultats différents. Par exemple, le mélange polyester / coton, polycoton, est un tissu solide, infroissable et non rétrécissant.

Matériau autoréparable

Ces nouveaux matériaux en cours de développement ont la capacité de réparer des dommages qui à d'autres moments pourraient 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-cicatriser, mais ils sont les plus efficaces. Ils impliquent des conceptions très compliquées et sont difficiles à fabriquer, mais une fois réparés, ils sont plus durables que les autres polymères. On s'attend à ce qu'ils soient de plus en plus utilisés dans les revêtements, l'électronique et le transport.

Fibre de carbone

C'est un plastique renforcé solide et léger qui contient de la fibre de carbone. La fibre de carbone peut être coûteuse à fabriquer, mais elle est largement utilisée dans l'automobile, l'aérospatiale, le génie civil, les articles de sport et d'autres applications techniques.

Il est rigide mais en même temps moulable et a une bonne résistance aux températures élevées.

Kevlar

Le Kevlar est un plastique très résistant. Il a des propriétés très recherchées car il est composé de fibres fortement pressées les unes contre les autres. C'est un parent du nylon, il est 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 lui nuit pas non plus, il peut survivre à des températures allant jusqu'à -196 ° C. Il résiste aux attaques de différents produits chimiques et l'humidité ne l'endommage 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 solide que l'acier, comme les armures modernes, mais plus léger et plus flexible que l'acier.

Le Kevlar est également utilisé dans la fabrication de pneus de bicyclette, de voiliers et de têtes de tambour pour tambours musicaux.

Lycra

Le lycra ou spandex est une fibre connue pour être exceptionnellement élastique; il peut s'étendre 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 solide et plus durable que le caoutchouc et a été inventé dans les années 1950.

En raison de son élasticité et de sa résistance, il est utilisé dans de nombreux articles vestimentaires, notamment dans le sport. Les shorts de cyclisme, les maillots de bain, les pantalons de ski, les combinaisons de triathlon et les combinaisons ne sont que quelques-unes des utilisations les plus courantes. D'autres utilisations comprennent les sous-vêtements, les maillots de bain, les gants et le lycra.

Polymères réactifs intelligents

Les caoutchoucs et gels synthétiques peuvent ajuster leur forme en réponse à des stimuli externes; cela signifie qu'ils réagissent aux changements de l'environnement. Cette fonctionnalité est très utile car elle peut vous 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 des utilisations importantes dans de nombreuses industries.

Ces matériaux peuvent être sensibles aux changements de température, d'humidité, de pH, d'intensité lumineuse et de champs magnétiques et électroniques. Ils peuvent altérer sa couleur, sa transparence ou même sa 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, c'est pourquoi il est couramment utilisé dans les pulls, comme rembourrage de meubles, dans les tapis et pour couvrir les bottes et les gants.

Il est si doux qu'il ressemble à de la laine au toucher; Après avoir suivi une procédure correcte, il peut être utilisé pour imiter d'autres tissus tels que le coton. Il est parfois utilisé comme un substitut au cachemire plus cher.

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

Caoutchouc synthétique

Les origines du caoutchouc synthétique remontent à la fin du XIXe siècle en raison de la nécessité de créer une variante du caoutchouc naturel qui pourrait répondre à la demande de l'industrie automobile.

Le caoutchouc synthétique améliore le naturel car sa composition lui permet d'être plus maniable et de subir des déformations sans perdre son élasticité.

Adhésifs

Les adhésifs peuvent être d'origine animale, végétale ou synthétique. Ce dernier est à base de polymères dérivés du pétrole, ainsi que de colles de caoutchouc synthétique ou de polyuréthane.

À leur tour, les adhésifs peuvent être classés, selon leur composition, en adhésifs à un composant et à deux composants.

Pâte polymère

Il remplit les fonctions de terre-argile, seulement il est principalement composé de polychlorure de vinyle (PVC). Elle est sur le marché depuis peu de temps, mais son faible coût et ses possibilités permettent une utilisation de plus en plus répandue par rapport à l'argile traditionnelle.

Silicone

La composition synthétique de silicone a été réalisée en 1938. C'est un produit très polyvalent pour une utilisation quotidienne dans des industries telles que l'électronique, la construction, la pharmacie ou l'ameublement. Sa plus grande possibilité est qu'il peut être chauffé à des températures élevées sans se déformer ni perdre ses propriétés.

Thermoplastiques

Les thermoplastiques sont une combinaison de plastiques dérivés du pétrole brut avec de l'oxygène, de l'hydrogène et du carbone. Sa principale capacité est qu'ils peuvent être fondus pour qu'ils puissent ensuite adopter la forme que vous souhaitez.

Il est appliqué dans l'industrie automobile pour le développement de phares, pour des produits étanches tels que des rideaux de douche ou des imperméables ou pour la fabrication de tuyaux.

Références

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