En dayanıklı plastik. Dünyanın en dayanıklı malzemeleri. Otomotiv endüstrisinde en yaygın plastik türlerine örnekler

Etrafımızdaki dünya hala pek çok gizemle dolu, ancak uzun zamandır bilinenler bile fenomen bilim adamları ve maddeler asla şaşırtmayı ve sevindirmeyi bırakmaz. Parlak renklere hayran kalırız, tatlardan keyif alırız ve hayatımızı daha konforlu, daha güvenli ve daha keyifli hale getiren her türlü maddenin özelliklerini kullanırız. En güvenilir ve en iyiyi arıyoruz güçlü malzemelerİnsanoğlu pek çok heyecan verici keşifte bulundu ve işte bu türden sadece 25 benzersiz bileşikten oluşan bir seçki!

25. Elmaslar

Herkes olmasa da neredeyse herkes bunu kesin olarak biliyor. Elmaslar yalnızca en çok saygı duyulanlardan biri değil değerli taşlar, ama aynı zamanda dünyadaki en sert minerallerden biri. Mohs ölçeğinde (bir mineralin çizilmeye karşı tepkisini değerlendiren bir sertlik ölçeği), 10. satırda bir elmas listelenir. Skalada toplam 10 pozisyon bulunmaktadır ve 10'uncu derece son ve en zor derecedir. Elmaslar o kadar serttir ki ancak diğer elmaslar tarafından çizilebilirler.

24. Caerostris darwini örümcek türünün ağlarını yakalamak


Fotoğraf: “pixabay”

İnanması zor ama Caerostris darwini örümceğinin (veya Darwin'in örümceğinin) ağı çelikten daha güçlü ve Kevlar'dan daha serttir. Bu ağ dünyadaki en sert biyolojik materyal olarak kabul edildi, ancak şu anda potansiyel bir rakibi var, ancak veriler henüz doğrulanmadı. Örümcek lifi, kopma gerilimi, darbe dayanımı, çekme dayanımı ve Young modülü (malzemenin elastik deformasyon sırasında esneme ve sıkıştırmaya direnme özelliği) gibi özellikler açısından test edildi ve tüm bu göstergeler için örümcek ağı en şaşırtıcı şekilde kendini gösterdi. yol. Ayrıca Darwin örümceğinin ağı inanılmaz derecede hafiftir. Örneğin gezegenimizi Caerostris darwini lifiyle sarsak, bu kadar uzun bir ipliğin ağırlığı sadece 500 gram olacaktır. Bu kadar uzun ağlar mevcut değil, ancak teorik hesaplamalar tek kelimeyle muhteşem!

23. Aerografit


Fotoğraf: “BrokenSphere”

Bu sentetik köpük dünyadaki en hafif lifli malzemelerden biri ve sadece birkaç mikron çapındaki karbon tüplerden oluşan bir ağdan oluşuyor. Aerografit köpükten 75 kat daha hafiftir ancak aynı zamanda çok daha güçlü ve daha esnektir. Son derece elastik yapısına zarar vermeden orijinal boyutunun 30 katına kadar sıkıştırılabilir. Bu özelliği sayesinde airgrafit köpük kendi ağırlığının 40.000 katına kadar yüklere dayanabilmektedir.

22. Paladyum metal cam


Fotoğraf: “pixabay”

Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü'nden (Berkeley Lab) bilim adamlarından oluşan bir ekip, yeni tür Dayanıklılık ve sünekliğin neredeyse ideal bir kombinasyonunu birleştiren metal cam. Yeni malzemenin benzersiz olmasının nedeni, kimyasal yapısının mevcut camsı malzemelerin kırılganlığını başarılı bir şekilde gizlemesi ve aynı zamanda bu sentetik yapının yorulma mukavemetini önemli ölçüde artıran yüksek bir dayanıklılık eşiğini koruması gerçeğinde yatmaktadır.

21. Tungsten karbür


Fotoğraf: “pixabay”

Tungsten karbür, aşınmaya karşı oldukça dayanıklı, inanılmaz derecede sert bir malzemedir. Belirli koşullar altında bu bağlantı çok kırılgan kabul edilir, ancak ağır yük altında kayma bantları şeklinde kendini gösteren benzersiz plastik özellikler gösterir. Tüm bu nitelikleri sayesinde tungsten karbür, zırh delici uçların ve her türlü kesici, aşındırıcı disk, matkap, kesici, matkap ucu ve diğer kesici aletler dahil olmak üzere çeşitli ekipmanların imalatında kullanılmaktadır.

20. Silisyum karbür


Fotoğraf: “Tiia Monto”

Silisyum karbür, muharebe tanklarının üretiminde kullanılan ana malzemelerden biridir. Bu bileşik düşük maliyeti, olağanüstü refrakterliği ve yüksek sertlik ve bu nedenle sıklıkla mermileri saptırmak, diğer dayanıklı malzemeleri kesmek veya öğütmek için gereken ekipman veya teçhizatın imalatında kullanılır. Silisyum karbür mükemmel aşındırıcılar, yarı iletkenler ve hatta elmasları taklit eden takı uçları yapar.

19. Kübik bor nitrür


Fotoğraf: wikimedia commons

Kübik bor nitrür, sertliği elmasa benzeyen süper sert bir malzemedir, ancak aynı zamanda yüksek sıcaklık stabilitesi ve kimyasal direnç gibi bir takım ayırt edici avantajlara da sahiptir. Kübik bor nitrür, yüksek sıcaklıklara maruz kaldığında bile demir ve nikel içinde çözünmezken, elmas aynı koşullar altında oldukça hızlı bir şekilde kimyasal reaksiyonlara girer. Bu aslında endüstriyel taşlama takımlarında kullanımı açısından faydalıdır.

18. Ultra yüksek moleküler ağırlıklı polietilen (UHMWPE), Dyneema elyaf markası


Fotoğraf: “Justsail”

Yüksek modüllü polietilen son derece yüksek aşınma direncine, düşük sürtünme katsayısına ve yüksek kırılma dayanıklılığına (düşük sıcaklık güvenilirliği) sahiptir. Bugün dünyadaki en güçlü lifli madde olarak kabul ediliyor. Bu polietilenin en şaşırtıcı yanı sudan hafif olması ve aynı zamanda mermileri durdurabilmesidir! Dyneema elyaflarından üretilen kablo ve halatlar suda batmaz, yağlama gerektirmez ve ıslandığında özellikleri değişmez, bu da gemi yapımı için çok önemlidir.

17. Titanyum alaşımları


Fotoğraf: Alchemist-hp (pse-mendelejew.de)

Titanyum alaşımları inanılmaz derecede sünektir ve gerildiğinde inanılmaz bir güç sergiler. Ayrıca yüksek ısı direnci ve korozyon direncine sahip olmaları onları uçak imalatı, roketçilik, gemi yapımı, kimya, gıda ve ulaştırma mühendisliği gibi alanlarda son derece kullanışlı kılmaktadır.

16. Sıvı metal alaşımı


Fotoğraf: “pixabay”

2003 yılında Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü'nde geliştirilen bu malzeme, gücü ve dayanıklılığıyla ünlüdür. Bileşiğin adı kırılgan ve sıvı bir şeyle ilişkilidir, ancak oda sıcaklığı aslında alışılmadık derecede serttir, aşınmaya dayanıklıdır, korozyondan korkmaz ve ısıtıldığında termoplastik gibi dönüşür. Şu ana kadarki ana uygulama alanları saatlerin, golf sopalarının ve cep telefonları (Vertu, iPhone) kılıflarının imalatıdır.

15. Nanoselüloz


Fotoğraf: “pixabay”

Nanoselüloz ağaç liflerinden izole edilmiştir ve yeni bir tür ahşap malzeme, çelikten bile daha güçlü! Ayrıca nanoselüloz da daha ucuzdur. Yeniliğin büyük bir potansiyeli var ve gelecekte cam ve karbon elyafla ciddi şekilde rekabet edebilir. Geliştiriciler, bu malzemenin yakında askeri zırh, süper esnek ekranlar, filtreler, esnek piller, emici aerojeller ve biyoyakıt üretiminde büyük talep göreceğine inanıyor.

14. Deniz salyangozu dişleri


Fotoğraf: “pixabay”

Bir zamanlar gezegendeki en güçlü biyolojik materyal olarak kabul edilen Darwin örümceğinin yakalama ağından daha önce bahsetmiştik. Ancak yakın zamanda yapılan bir araştırma, deniz salyangozunun bilim tarafından bilinen en dayanıklı biyolojik madde olduğunu ortaya koydu. Evet bu dişler Caerostris darwini'nin ağından daha güçlüdür. Ve bu şaşırtıcı değil çünkü çok küçükler deniz canlıları Sert kayaların yüzeyinde büyüyen alglerle beslenirler ve yiyecekleri kayadan ayırmak için bu hayvanların çok çalışması gerekir. Bilim adamları, gelecekte deniz deniz salyangozlarının dişlerinin lifli yapısı örneğini mühendislik endüstrisinde kullanabileceğimize ve basit salyangoz örneğinden ilham alarak arabalar, tekneler ve hatta yüksek mukavemetli uçaklar inşa etmeye başlayabileceğimize inanıyor.

13. Maraging çeliği


Fotoğraf: “pixabay”

Maraging çeliği, mükemmel süneklik ve tokluğa sahip, yüksek mukavemetli, yüksek alaşımlı bir alaşımdır. Malzeme roket biliminde yaygın olarak kullanılmaktadır ve her türlü aletin yapımında kullanılmaktadır.

12. Osmiyum


Fotoğraf: Periodictableru / www.periodictable.ru

Osmiyum inanılmaz derecede yoğun bir elementtir ve sertliği ve yüksek erime noktası nedeniyle işleme. Osmiyumun dayanıklılığın ve gücün en çok değer verildiği yerlerde kullanılmasının nedeni budur. Osmiyum alaşımları elektrik kontaklarında, roketçilikte, askeri mermilerde, cerrahi implantlarda ve diğer birçok uygulamada bulunur.

11.Kevlar


Fotoğraf: wikimedia commons

Kevlar, araba lastiklerinde, fren balatalarında, kablolarda, protez ve ortopedik ürünlerde, vücut zırhlarında, kumaşlarda bulunabilen yüksek mukavemetli bir elyaftır. koruyucu giysi, gemi yapımında ve insansız hava parçalarında uçak. Malzeme neredeyse güçle eş anlamlı hale geldi ve inanılmaz derecede yüksek dayanıma ve esnekliğe sahip bir plastik türüdür. Kevlar'ın çekme mukavemeti çelik telinkinden 8 kat daha fazladır ve 450°C sıcaklıkta erimeye başlar.

10. Ultra yüksek moleküler ağırlıklı yüksek yoğunluklu polietilen, Spectra fiber markası


Fotoğraf: Tomas Castelazo, www.tomascastelazo.com / Wikimedia Commons

UHMWPE aslında çok dayanıklı plastik. Bir UHMWPE markası olan Spectra, bu göstergede çeliğe göre 10 kat daha üstün, en yüksek aşınma direncine sahip hafif bir elyaftır. Kevlar gibi Spectra da vücut zırhı ve koruyucu kask üretiminde kullanılıyor. UHMWPE ile birlikte Dynimo Spectrum markası da gemi inşası ve taşımacılık endüstrilerinde popülerdir.

9. Grafen


Fotoğraf: “pixabay”

Grafen, karbonun allotropik bir modifikasyonudur ve kristal hücre Sadece bir atom kalınlığında, o kadar güçlü ki çelikten 200 kat daha sert. Grafen benziyor streç film ancak onu kırmak neredeyse imkansız bir iştir. Bir grafen levhayı delmek için, içine bir okul otobüsü ağırlığını taşıyan yükü dengelemeniz gereken bir kalem yapıştırmanız gerekecek. İyi şanlar!

8. Karbon nanotüp kağıdı


Fotoğraf: “pixabay”

Nanoteknoloji sayesinde bilim insanları insan saçından 50 bin kat daha ince kağıt yapmayı başardılar. Karbon nanotüp tabakaları çelikten 10 kat daha hafiftir, ancak en şaşırtıcı yanı çelikten 500 kat daha güçlü olmalarıdır! Makroskobik nanotüp plakalar, süperkapasitör elektrotların üretimi için en umut verici olanlardır.

7. Metal mikro şebeke


Fotoğraf: “pixabay”

Bu dünyadaki en hafif metal! Metal mikro ızgara, köpükten 100 kat daha hafif olan sentetik gözenekli bir malzemedir. Ama ona izin ver dış görünüş Aldanmayın, bu mikro şebekeler aynı zamanda inanılmaz derecede güçlüdür ve onlara her türlü mühendislik alanında kullanım için büyük bir potansiyel sağlar. Mükemmel amortisörler ve ısı yalıtıcıları yapmak için kullanılabilirler ve inanılmaz yetenek Bu metal büzülür ve orijinal durumuna dönerek enerji depolamak için kullanılmasına olanak tanır. Metal mikro kafesler de üretimde aktif olarak kullanılıyor çeşitli parçalar Amerikan şirketi Boeing'in uçakları için.

6. Karbon nanotüpleri


Fotoğraf: Kullanıcı Mstroeck / en.wikipedia

Yukarıda karbon nanotüplerden yapılmış ultra güçlü makroskobik plakalardan bahsetmiştik. Ama bu nasıl bir malzeme? Esasen bunlar bir tüpe (9. nokta) sarılmış grafen düzlemleridir. Sonuç, çok çeşitli uygulamalara sahip, inanılmaz derecede hafif, esnek ve dayanıklı bir malzemedir.

5. Airbrush


Fotoğraf: wikimedia commons

Grafen aerojel olarak da bilinen bu malzeme, aynı zamanda son derece hafif ve güçlüdür. Yeni tip jel, sıvı fazı tamamen gaz fazıyla değiştirir ve olağanüstü sertlik, ısı direnci, düşük yoğunluk ve düşük ısı iletkenliği ile karakterize edilir. İnanılmaz bir şekilde, grafen aerojel havadan 7 kat daha hafiftir! Eşsiz bileşik, %90 sıkıştırmadan sonra bile orijinal şeklini geri kazanabiliyor ve emilim için kullanılan airgrafenin ağırlığının 900 katı kadar bir miktarda yağı emebiliyor. Belki gelecekte bu malzeme sınıfı petrol sızıntısı gibi çevresel felaketlerle mücadelede yardımcı olacaktır.

4. Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT) tarafından geliştirilen başlıksız materyal


Fotoğraf: “pixabay”

Siz bunu okurken, MIT'den bir bilim insanı ekibi grafenin özelliklerini geliştirmek için çalışıyor. Araştırmacılar, bu malzemenin iki boyutlu yapısını şimdiden üç boyutlu hale getirmeyi başardıklarını söyledi. Yeni grafen maddesi henüz adını almadı ancak yoğunluğunun çeliğe göre 20 kat daha az, mukavemetinin ise çeliğe göre 10 kat daha fazla olduğu zaten biliniyor.

3. Karabin


Fotoğraf: “Smokefoot”

Karbon atomlarının doğrusal zincirlerinden oluşmasına rağmen, karbin, grafenden 2 kat daha fazla çekme mukavemetine sahiptir ve elmastan 3 kat daha serttir!

2. Bor nitrür wurtzit modifikasyonu


Fotoğraf: “pixabay”

Yeni keşfedilen bu doğal madde volkanik patlamalar sırasında oluşuyor ve elmastan %18 daha sert. Ancak diğer bazı parametrelerde elmaslardan üstündür. Wurtzite bor nitrür, Dünya'da bulunan ve elmastan daha sert olan iki doğal maddeden biridir. Sorun, doğada çok az sayıda nitrür bulunması ve bu nedenle bunların üzerinde çalışılması veya pratikte uygulanması kolay değildir.

1. Lonsdaleite


Fotoğraf: “pixabay”

Altıgen elmas olarak da bilinen lonsdaleit karbon atomlarından oluşur ancak bu modifikasyonda atomlar biraz farklı düzenlenmiştir. Wurtzit bor nitrür gibi lonsdaleit de sertlik açısından elmastan üstün doğal bir maddedir. Üstelik bu muhteşem mineral elmastan %58 daha serttir! Wurtzit bor nitrür gibi bu bileşik de son derece nadirdir. Bazen lonsdaleit, grafit içeren meteorların Dünya ile çarpışması sırasında oluşur.

Modern otomobillerde plastik parçaların oranı sürekli artıyor. Plastik yüzeylerdeki onarımların sayısı da artıyor ve giderek daha sık onları boyama ihtiyacıyla karşı karşıya kalıyoruz.

Plastiklerin renklendirilmesi birçok yönden renklendirmeden farklıdır. metal yüzeyler Bu öncelikle plastiğin özelliklerinden kaynaklanmaktadır: daha elastiktirler ve boya malzemelerine daha az yapışırlar. Otomotiv endüstrisinde kullanılan polimer malzeme yelpazesi çok çeşitli olduğundan, birçok türde yüksek kaliteli dekoratif kaplamalar oluşturabilen bazı evrensel onarım malzemeleri olmasaydı, boyacıların muhtemelen özel Eğitim kimyada.

Neyse ki her şey aslında çok daha basit olacak ve polimerlerin moleküler kimyasını incelemeye dalmak zorunda kalmayacağız. Ancak yine de plastik türleri ve özellikleri hakkında bazı bilgilerin, en azından kişinin ufkunu genişletmek amacıyla, kesinlikle faydalı olacağı açıktır.

Bugün öğreneceksiniz

Kitlelere plastik

20. yüzyılda insanlık sentetik bir devrim yaşadı, yeni malzemeler - plastik - hayatına girdi. Plastik, insanlığın ana keşiflerinden biri olarak güvenle kabul edilebilir; onun icadı olmasaydı, diğer birçok keşif çok daha sonra elde edilirdi veya hiç var olmazdı.

İlk plastik 1855 yılında İngiliz metalurji uzmanı ve mucit Alexander Parkes tarafından icat edildi. Pahalı yerine ucuz bir alternatif bulmaya karar verdiğinde Fildişi O dönemde bilardo toplarının yapıldığı üründen, aldığı ürünün daha sonra ne kadar önem kazanacağını hayal bile edemiyordu.

Gelecekteki keşfin bileşenleri nitroselüloz, kafur ve alkoldü. Bu bileşenlerin karışımı sıvı hale gelene kadar ısıtıldı ve daha sonra bir kalıba döküldü ve normal sıcaklıkta sertleştirildi. Modern plastiğin atası olan parkesin böyle doğdu.

Doğal ve kimyasal olarak değiştirilmiş doğal malzemelerden tamamen sentetik moleküllere kadar, plastiğin gelişimi biraz sonra geldi - Freiburg Üniversitesi'nden Alman Profesör Hermann Staudinger, tüm sentetik (ve doğal) organik malzemelerin oluşturulduğu "tuğla" olan makromolekülü keşfettiğinde. inşa edilmiş. Bu keşif, 72 yaşındaki profesöre 1953'te Nobel Ödülü'nü kazandırdı.

O andan itibaren her şey başladı... Neredeyse her yıl kimya laboratuvarlarından yeni, eşi benzeri görülmemiş özelliklere sahip başka bir sentetik malzeme hakkında raporlar çıkıyordu ve bugün dünya her yıl milyonlarca ton her türden plastik üretiyor ve bunlar olmadan da yaşam mümkün olmuyor. modern adam kesinlikle düşünülemez.

Plastikler mümkün olan her yerde kullanılır: Komforlu hayat insanların, tarım, endüstrinin her alanında. Plastiğin giderek daha yaygın kullanıldığı ve kontrolsüz bir şekilde ana rakibi olan metalin yerini aldığı otomotiv endüstrisi bir istisna değildir.

Metallerle karşılaştırıldığında plastikler çok genç malzemelerdir. Tarihleri ​​200 yıl öncesine bile dayanmıyor; kalay, kurşun ve demir eski çağlarda - MÖ 3000-4000 - insanlığa tanıdık geliyordu. e. Ancak buna rağmen polimer malzemeler, bir dizi göstergede ana teknolojik rakiplerinden önemli ölçüde üstündür.

Plastiklerin avantajları

Plastiğin metallere göre avantajları açıktır.

İlk olarak plastik önemli ölçüde daha hafiftir. Bu, aracın toplam ağırlığını ve sürüş sırasındaki hava direncini azaltmanıza ve böylece yakıt tüketimini ve bunun sonucunda egzoz emisyonlarını azaltmanıza olanak tanır.

Plastik parçaların kullanımı sayesinde araç ağırlığındaki toplam 100 kg'lık azalma, 100 km'de bir litreye kadar yakıt tasarrufu sağlar.

İkincisi, plastik kullanımı neredeyse sınırsız olanaklarşekillendirme için, herhangi bir tasarım fikrini gerçeğe dönüştürmenize ve en karmaşık ve ustaca şekillerin ayrıntılarını elde etmenize olanak tanır.

Plastiklerin avantajları aynı zamanda yüksek korozyon direncini, atmosferik etkiler asitler, alkaliler ve diğer agresif kimyasal ürünler, mükemmel elektriksel ve ısı yalıtım özellikleri, yüksek gürültü azaltma katsayısı... Kısacası polimer malzemelerin otomotiv endüstrisinde neden bu kadar yaygın olarak kullanıldığı şaşırtıcı değil.

Tamamen plastik bir araba yaratmaya yönelik herhangi bir girişim oldu mu? Ama tabii! Almanya'da 40 yıldan fazla bir süre önce Zwickkau fabrikasında üretilen tanınmış Trabant'ı hatırlayın - gövdesi tamamen lamine plastikten yapılmıştır.

Bu plastiği elde etmek için, öğütülmüş kresol-formaldehit reçinesi katmanları ile dönüşümlü olarak 65 kat çok ince pamuklu kumaş (tesislere tekstil fabrikalarından geldi), 40 atm basınçta 4 mm kalınlığında çok güçlü bir malzemeye preslendi. ve sıcaklık 160°C'de 10 dakika süreyle.

Şimdiye kadar, hakkında şarkıların söylendiği, efsanelerin anlatıldığı (ancak daha çok şakaların yazıldığı) Doğu Almanya "Trabantların" cesetleri, ülke çapındaki birçok çöplükte yatıyor. Yalan söylüyorlar... ama paslanmıyorlar!

Trabant. Dünyanın en popüler plastik arabası

Şaka bir yana, üretim arabaları için tamamen plastik gövdeler konusunda şu anda bile umut verici gelişmeler var; birçok spor araba gövdesi tamamen plastikten yapılıyor. Geleneksel olarak birçok otomobildeki metal parçalar (kaput, çamurluklar) artık örneğin Citroën, Renault, Peugeot ve diğer otomobillerde plastik parçalarla değiştiriliyor.

Ancak popüler “Trabi”nin gövde panellerinden farklı olarak plastik parçalar modern arabalar artık ironik bir gülümseme uyandırmıyor. Aksine - darbe yüklerine karşı dirençleri, deforme olmuş alanların kendi kendini iyileştirme yeteneği, en yüksek korozyon önleyici direnç ve düşük spesifik yer çekimi bu malzemeye derin saygı duymanızı sağlar.

Plastiğin avantajları hakkındaki konuşmayı bitirirken, bazı çekincelere rağmen çoğunun hala mükemmel şekilde boyanabilir olduğu gerçeğini not etmek mümkün değil. Gri polimer kütlesinin böyle bir fırsatı olmasaydı, bu kadar popülerlik kazanması pek mümkün değildi.

Neden plastik boyayalım?

Plastiği boyama ihtiyacı bir yandan estetik kaygılardan, diğer yandan plastiğin korunması ihtiyacından kaynaklanmaktadır. Sonuçta hiçbir şey sonsuz değildir. Plastikler, çalışma ve atmosferik etkilere maruz kalma sırasında çürümese de, yine de eskime ve tahribat süreçlerine maruz kalırlar. Uygulanan boya tabakası ise plastiğin yüzeyini çeşitli agresif etkilerden korur ve dolayısıyla servis ömrünü uzatır.

Üretim koşullarında plastik yüzeylerin boyanması çok basitse - bu durumda bahsediyoruz Büyük miktarlar aynı plastikten yapılmış yeni özdeş parçalar (ve kendi teknolojilerine sahipler), daha sonra bir oto tamirhanesindeki boyacı, farklı parçaların malzemelerinin heterojenliği sorunlarıyla karşı karşıya kalır.

İşte bu noktada şu soruya cevap vermeniz gerekiyor: “Plastik nedir? Neyden yapılır, özellikleri ve ana çeşitleri nelerdir?

Plastik nedir?

Yerel devlet standardına uygun olarak:

Plastikler, ana bileşenleri doğal ürünlerin sentezi veya dönüşümü sonucu oluşan yüksek moleküllü organik bileşiklerden oluşan malzemelerdir. Belirli koşullar altında işlendiklerinde plastiklik ve kalıplanabilme veya şekillendirilebilme yeteneği gösterme eğilimindedirler.
deformasyon.

Bu kadar zor bir tanımdan ilk kelime olan “plastik” kelimesini çıkarırsanız, sadece anlamak için değil, okumak için bile, belki de neredeyse hiç kimse neden bahsettiğimizi tahmin etmeyecektir. Peki, biraz anlamaya çalışalım.

“Plastikler” veya “plastik kütleler” olarak adlandırılmasının nedeni, bu malzemelerin ısıtıldığında yumuşayabilmeleri, plastikleşebilmeleri ve daha sonra basınç altında kalıplanabilmeleridir. belli bir biçim daha fazla soğuma ve sertleşme sonrasında muhafaza edilir.

Herhangi bir plastiğin temeli (aynı "yüksek moleküler ağırlık"tır) organik bileşik"Yukarıdaki tanımdan).

Polimer kelimesi Yunanca poli (çok) ve meros (parçalar veya birimler) kelimelerinden gelir. Bu, molekülleri aşağıdakilerden oluşan bir maddedir çok sayıda aynı, birbirine bağlı bağlantılar. Bu bağlantılara denir monomerler(“mono” - bir).

Örneğin otomotiv endüstrisinde en çok kullanılan plastik türü olan polipropilenin monomeri şöyle görünür:

Bir polimerin moleküler zincirleri, tek bir bütün halinde birbirine bağlanan neredeyse sayısız sayıda parçadan oluşur.

Polipropilen molekül zincirleri

Kökenlerine göre tüm polimerler ikiye ayrılır. sentetik Ve doğal. Doğal polimerler tüm hayvan ve bitki organizmalarının temelini oluşturur. Bunlara polisakkaritler (selüloz, nişasta), proteinler, nükleik asitler, doğal kauçuk ve diğer maddeler dahildir.

Değiştirilmiş doğal polimerler bulunmasına rağmen endüstriyel UygulamaÇoğu plastik sentetiktir.

Sentetik polimerler, karşılık gelen monomerlerden kimyasal sentez prosesi yoluyla elde edilir.

Hammadde genellikle petrol, doğal gaz veya kömürdür. Sonuç olarak Kimyasal reaksiyon Polimerizasyon (veya polikondensasyon), başlangıç ​​malzemesinin birçok "küçük" monomeri, bir ip üzerindeki boncuklar gibi, "devasa" polimer molekülleri halinde birbirine bağlanır ve bunlar daha sonra kalıplanır, dökülür, preslenir veya nihai ürüne döndürülür.

Örneğin, tamponların yapıldığı yanıcı gaz propilenden polipropilen plastik elde edilir:

Artık muhtemelen plastik isimlerinin nereden geldiğini tahmin etmişsinizdir. Monomerin adına “poli-” (“çok”) öneki eklenir: etilen → polietilen, propilen → polipropilen, vinil klorür → polivinil klorür vesaire.

Plastiklerin uluslararası kısaltmaları kimyasal adlarının kısaltmalarıdır. Örneğin polivinil klorür şu şekilde tanımlanır: PVC(Polivinil klorür), polietilen - P.E.(Polietilen), polipropilen - PP(Polipropilen).

Plastikler, polimere (bağlayıcı olarak da adlandırılır) ek olarak çeşitli dolgu maddeleri, plastikleştiriciler, stabilizatörler, boyalar ve plastiğe akışkanlık, süneklik, yoğunluk, mukavemet, dayanıklılık vb. gibi belirli teknolojik ve tüketici özelliklerini sağlayan diğer maddeleri içerebilir. .

Plastik türleri

Plastikler farklı kriterlere göre sınıflandırılır: kimyasal bileşim, yağ içeriği, sertlik. Ancak polimerin doğasını açıklayan ana kriter, plastiğin ısıtıldığında davranışıdır. Bu temelde tüm plastikler üç ana gruba ayrılır:

• termoplastikler;
• termosetler;
• elastomerler.

Belirli bir gruba ait olmak, makromoleküllerin kimyasal bileşiminin yanı sıra şekli, boyutu ve konumu ile belirlenir.

Termoplastikler (termoplastik polimerler, plastomerler)

Termoplastikler ısıtıldığında eriyen ve soğutulduğunda orijinal durumuna dönen plastiklerdir.

Bu plastikler doğrusal veya hafif dallanmış moleküler zincirlerden oluşur. Düşük sıcaklıklarda moleküller birbirine sıkı bir şekilde yerleşir ve neredeyse hiç hareket etmez, dolayısıyla bu koşullar altında plastik sert ve kırılgandır. Sıcaklığın hafif artmasıyla moleküller hareket etmeye başlar, aralarındaki bağ zayıflar ve plastik plastik hale gelir. Plastiği daha fazla ısıtırsanız, moleküller arası bağlar daha da zayıflar ve moleküller birbirine göre kaymaya başlar; malzeme elastik, viskoz bir duruma geçer. Sıcaklık düştüğünde ve soğuduğunda tüm süreç tersine döner.

Molekül zincirlerinin parçalandığı ve malzemenin parçalandığı aşırı ısınmadan kaçınılırsa, ısıtma ve soğutma işlemi istenildiği kadar tekrarlanabilir.

Termoplastiklerin tekrar tekrar yumuşatılma özelliği, bu plastiklerin tekrar tekrar işlenerek çeşitli ürünlere dönüştürülmesine olanak sağlar. Yani teorik olarak birkaç bin yoğurt kabından bir kanat yapılabilir. Çevresel açıdan bakıldığında bu çok önemlidir, çünkü daha sonraki geri dönüşüm veya imha işlemleri büyük bir problem polimerler. Plastik ürünler toprağa karıştıktan sonra 100-400 yıl içerisinde çürüyor!

Ayrıca bu özelliklerinden dolayı termoplastikler kaynak ve lehimlemeye uygundur. Çatlaklar, bükülmeler ve deformasyonlar ısı kullanılarak kolayca giderilebilir.

Otomotiv endüstrisinde kullanılan polimerlerin çoğu termoplastiklerdir. Bir arabanın iç ve dış kısmının çeşitli parçalarının üretiminde kullanılırlar: paneller, çerçeveler, tamponlar, radyatör ızgaraları, lamba yuvaları ve dış aynalar, jant kapakları vb.

Termoplastikler arasında polipropilen (PP), polivinil klorür (PVC), akrilonitril-bütadien-stiren kopolimerleri (ABS), polistiren (PS), polivinil asetat (PVA), polietilen (PE), polimetil metakrilat (pleksiglas) (PMMA), poliamid ( PA), polikarbonat (PC), polioksimetilen (POM) ve diğerleri.

Termoset plastikler (termoset plastikler, duroplastlar)

Termoplastikler için yumuşatma ve sertleştirme işlemi birçok kez tekrarlanabiliyorsa, termosetler tek bir ısıtmadan sonra (ürünü kalıplarken) çözünmez hale gelir. katı hal ve yeniden ısıtıldıklarında artık yumuşamazlar. Geri dönüşü olmayan sertleşme meydana gelir.

Başlangıç ​​durumunda, termosetler makromoleküllerin doğrusal bir yapısına sahiptir, ancak kalıplanmış bir ürünün üretimi sırasında ısıtıldığında makromoleküller "çapraz bağlanır" ve ağ örgülü bir mekansal yapı oluşturur. Bu yakından bağlantılı, "çapraz bağlı" moleküllerin yapısı sayesinde malzemenin sert ve elastik olmadığı ortaya çıkıyor ve viskoz akış durumuna yeniden geçiş yeteneğini kaybediyor.

Bu özelliğinden dolayı termoset plastiklerin geri dönüşümü mümkün değildir. Ayrıca ısıtılmış halde kaynaklanamazlar ve kalıplanamazlar - aşırı ısındıklarında moleküler zincirler parçalanır ve malzeme yok edilir.

Bu malzemeler ısıya oldukça dayanıklıdır, bu nedenle örneğin motor bölmesindeki karter parçalarının üretiminde kullanılırlar. Büyük boyutlu dış gövde parçaları (kaput, çamurluklar, bagaj kapakları) güçlendirilmiş termosetlerden (örneğin cam elyafı) üretilir.

Termosetler grubu fenol-formaldehit (PF), üre-formaldehit (UF), epoksi (EP) ve polyester reçinelere dayalı malzemeleri içerir.

Elastomerler oldukça elastik özelliklere sahip plastiklerdir. Kuvvet uygulandığında esneklik gösterirler ve gerilim kaldırıldığında orijinal şekillerine geri dönerler. Elastomerler, elastikiyetlerini uzun süre koruyabilmeleri açısından diğer elastik plastiklerden farklılık gösterir. sıcaklık aralığı. Örneğin silikon kauçuk -60 ila +250 °C sıcaklık aralığında elastik kalır.

Elastomerler, termosetler gibi, uzaysal olarak ağ oluşturan makromoleküllerden oluşur. Sadece termosetlerden farklı olarak elastomerlerin makromolekülleri daha yaygın olarak bulunur. Elastik özelliklerini belirleyen bu yerleşimdir.

Ağ yapıları nedeniyle elastomerler termosetler gibi erimez ve çözünmezler ancak şişerler (termosetler şişmez).

Elastomer grubu çeşitli kauçukları, poliüretanları ve silikonları içerir. Otomotiv endüstrisinde öncelikle lastik, conta, spoiler vb. imalatında kullanılırlar.

Otomotiv endüstrisinde her üç plastik türü de kullanılmaktadır. Ayrıca, özellikleri karışımın oranına ve bileşenlerin türüne bağlı olan, "karışımlar" adı verilen üç tip polimerin karışımları da üretilir.

Plastik türünün belirlenmesi. İşaretleme

Plastik bir parçaya yapılacak herhangi bir onarım, parçanın yapıldığı plastik tipinin belirlenmesiyle başlamalıdır. Geçmişte bu her zaman kolay olmadıysa, artık plastiği "tanımlamak" kolaydır - kural olarak tüm parçalar işaretlenmiştir.

Üreticiler genellikle plastik tip tanımını şu şekilde damgalar: içeri parçalar, ister tampon ister kapak olsun cep telefonu. Plastik türü genellikle karakteristik braketlerin içine alınır ve şu şekilde görünebilir: >PP/EPDM<, >PUR<, .

Test görevi: Cep telefonunuzun kapağını çıkarın ve ne tür plastikten yapıldığını görün. Çoğu zaman bu >PC'dir<.

Bu tür kısaltmaların birçok varyasyonu olabilir. Her şeyi göz önünde bulunduramayacağız (ve buna da gerek yok), bu nedenle otomotiv endüstrisindeki en yaygın plastik türlerinden birkaçına odaklanacağız.

Otomotiv endüstrisinde en yaygın plastik türlerine örnekler

Polipropilen - PP, modifiye polipropilen - PP/EPDM

Otomotiv endüstrisinde en yaygın plastik türü. Çoğu durumda, hasarlı parçaları onarırken veya yeni parçaları boyarken polipropilenin çeşitli modifikasyonlarıyla uğraşmak zorunda kalacağız.

Polipropilen belki de plastiklerin sahip olabileceği tüm avantajların bir kombinasyonuna sahiptir: düşük yoğunluk (0,90 g/cm³ - tüm plastikler için en düşük değer), yüksek mekanik mukavemet, kimyasal direnç (seyreltik asitlere ve alkalilerin çoğuna, deterjanlara, yağlara karşı dayanıklılık) , solventler), ısı direnci (140°C'de yumuşamaya başlar, erime noktası 175°C). Neredeyse korozyon çatlamasına maruz kalmaz ve iyi bir iyileşme kabiliyetine sahiptir. Ayrıca polipropilen çevre dostu bir malzemedir.

Polipropilenin özellikleri, onun otomotiv endüstrisi için ideal bir malzeme olarak görülmesine neden olur. Değerli özellikleri nedeniyle “plastiğin kralı” unvanını bile aldı.

Hemen hemen tüm tamponlar polipropilenden yapılmıştır; bu malzeme aynı zamanda spoiler, iç parçalar, gösterge panelleri, genleşme depoları, radyatör ızgaraları, hava kanalları, akü muhafazaları ve kapakların vb. imalatında da kullanılır. Günlük yaşamda valizler bile polipropilenden yapılır.

Yukarıdaki parçaların çoğu dökülürken saf polipropilen değil, çeşitli modifikasyonları kullanılır.

"Saf" değiştirilmemiş polipropilen, ultraviyole radyasyona ve oksijene karşı çok hassastır, özelliklerini hızla kaybeder ve çalışma sırasında kırılgan hale gelir. Aynı sebepten dolayı üzerine uygulanan boya kaplamaları da dayanıklı bir yapışma sağlayamaz.

Polipropilene (genellikle kauçuk ve talk formunda) eklenen katkı maddeleri, özelliklerini önemli ölçüde iyileştirir ve renklendirmeyi mümkün kılar.

Yalnızca modifiye edilmiş polipropilen boyanabilir. "Saf" polipropilende yapışma çok zayıf olacaktır! Saf polipropilenden yapılmıştır >PP< изготавливают бачки омывателей, расширительные емкости, одноразовую посуду, стаканчики и т.д.

Polipropilenin herhangi bir modifikasyonu, işaretinin kısaltması ne kadar uzun olursa olsun, ilk iki harfle >PP... olarak gösterilir.<. Наиболее распространенный продукт этих модификаций — >PP/EPDM< (сополимер полипропилена и этиленпропиленового каучука).

ABS (akrilonitril bütadien stiren kopolimer)

ABS elastik ama aynı zamanda darbeye dayanıklı bir plastiktir. Kauçuk bileşeni (bütadien) esneklikten, akrilonitril ise dayanıklılıktan sorumludur. Bu plastik ultraviyole radyasyona karşı hassastır; etkisi altında plastik hızla yaşlanır. Bu nedenle ABS ürünleri uzun süre ışığa maruz bırakılamaz ve boyanması gerekir.

En yaygın olarak lamba gövdeleri ve dış aynalar, radyatör ızgaraları, gösterge paneli kaplamaları, kapı kaplamaları, jant kapakları, arka spoiler vb. üretiminde kullanılır.

Polikarbonat - PC

Darbelere en dayanıklı termoplastiklerden biridir. Polikarbonatın ne kadar dayanıklı olduğunu anlamak için bu malzemenin kurşun geçirmez banka kasalarının imalatında kullanıldığını bilmek yeterlidir.

Mukavemetin yanı sıra, polikarbonatlar hafiflik, hafif yaşlanmaya ve sıcaklık değişimlerine karşı direnç ve yangın güvenliği (düşük yanıcı, kendi kendine sönen bir malzemedir) ile karakterize edilir.

Ne yazık ki polikarbonatlar solventlere karşı oldukça hassastır ve iç gerilim altında çatlamaya eğilimlidir.

Uygun olmayan agresif solventler plastiğin mukavemet özelliklerini ciddi şekilde bozabilir, bu nedenle mukavemetin çok önemli olduğu parçaları boyarken (örneğin, polikarbonat motosiklet kaskı), özellikle dikkatli olmanız ve üreticinin tavsiyelerine sıkı sıkıya uymanız ve hatta bazen reddetmeniz gerekir. Prensip olarak boyayın. Ancak polikarbonattan yapılmış spoiler, radyatör ızgaraları ve tampon panelleri sorunsuz bir şekilde boyanabilir.

Poliamidler - PA

Poliamidler sert, dayanıklı ve aynı zamanda elastik malzemelerdir. Poliamid parçalar, demir dışı metaller ve alaşımlar için izin verilen yüklere yakın yüklere dayanabilir. Polyamid aşınmaya ve kimyasallara karşı oldukça dayanıklıdır. Çoğu organik çözücüye karşı neredeyse geçirimsizdir.

Çoğu zaman, çıkarılabilir araba kapakları, çeşitli burçlar ve gömlekler, boru kelepçeleri, kapı kilit dilleri ve mandalların üretiminde poliamidler kullanılır.

Poliüretan - PU, PUR

Polipropilenin üretime yaygın olarak girmesinden önce poliüretan, çeşitli elastik otomobil parçalarının üretiminde en popüler malzemeydi: direksiyon simidi, çamurluklar, pedal kapakları, yumuşak kapı kolları, spoiler vb.

Birçok kişi bu tür plastiği Mercedes markasıyla ilişkilendiriyor. Yakın zamana kadar neredeyse tüm modellerde tamponlar, yan kapı kaplamaları ve eşikler poliüretandan yapılıyordu.

Bu tür plastikten parçaların üretimi, polipropilene göre daha az karmaşık ekipman gerektirir. Şu anda hem yurt dışında hem de eski Sovyetler Birliği ülkelerinde birçok özel şirket, otomobil modifiyesi için her türlü parçayı üretmek amacıyla bu tür plastikle çalışmayı tercih ediyor.

Fiberglas - SMC, BMC, UP-GF

Fiberglas, “güçlendirilmiş plastikler” olarak adlandırılan malzemenin en önemli temsilcilerinden biridir. Dolgu maddesi olarak fiberglas içeren epoksi veya polyester reçineler (bunlar termosetlerdir) temelinde yapılırlar.

Yüksek fiziksel ve mekanik özelliklerin yanı sıra çeşitli agresif ortamlara karşı direnç, bu malzemelerin endüstrinin birçok alanında yaygın kullanımını belirlemiştir. Amerikan minivanlarının karoseri üretiminde kullanılan iyi bilinen bir ürün.

Cam elyaf ürünlerinin imalatında, parçalar her biri belirli gereksinimleri (mukavemet, kimyasal direnç, aşınma direnci) karşılayan birkaç farklı malzeme katmanından oluştuğunda "sandviç" teknolojisini kullanmak mümkündür.

Bilinmeyen Plastik Efsanesi

Burada elimizde üzerinde herhangi bir tanımlama işareti veya işaret bulunmayan plastik bir parça tutuyoruz. Ancak kimyasal bileşimini veya en azından türünü, termoplastik mi yoksa termoset mi olduğunu bulmamız gerekiyor.

Çünkü örneğin kaynak yapmaktan bahsediyorsak, bu sadece termoplastiklerle mümkündür (yapışkan bileşimler ısıyla sertleşen plastikleri onarmak için kullanılır). Ek olarak, yalnızca aynı isimdeki malzemeler kaynak yapılabilir, farklı olanlar etkileşime girmez. Bu bakımdan aynı kaynak katkı maddesinin doğru seçilebilmesi için “isimsiz” plastiği tanımlamak gerekli hale gelmektedir.

Plastiğin türünü belirlemek kolay bir iş değildir. Plastikler laboratuvarlarda çeşitli göstergeler açısından analiz edilir: yanma spektrogramı, çeşitli reaktiflere tepki, koku, erime noktası vb.

Bununla birlikte, plastiğin yaklaşık kimyasal bileşimini belirlemenize ve onu bir veya başka bir polimer grubu olarak sınıflandırmanıza olanak tanıyan birkaç basit test vardır. Bunlardan biri plastik numunenin açık ateş kaynağındaki davranışının analiz edilmesidir.

Test için, havalandırılan bir odaya ve test malzemesinin bir parçasını dikkatlice ateşe vermemiz gereken bir çakmağa (veya kibrite) ihtiyacımız olacak. Malzeme eriyorsa termoplastikle karşı karşıyayız, ermiyorsa termoset plastikle karşı karşıyayız.

Şimdi alevi kaldırıyoruz. Plastik yanmaya devam ederse ABS plastik, polietilen, polipropilen, polistiren, pleksiglas veya poliüretan olabilir. Sönerse büyük olasılıkla polivinil klorür, polikarbonat veya poliamiddir.

Daha sonra alevin rengini ve yanma sırasında oluşan kokuyu analiz ediyoruz. Örneğin, polipropilen parlak mavimsi bir alevle yanar ve dumanı, sızdırmazlık mumu veya yanmış lastik kokusuna benzer şekilde keskin ve tatlı bir kokuya sahiptir. Polietilen zayıf mavimsi bir alevle yanar ve alev söndüğünde yanan mumun kokusunu duyabilirsiniz. Polistiren parlak bir şekilde yanıyor ve aynı zamanda yoğun bir şekilde duman çıkarıyor ve oldukça hoş kokuyor - tatlı bir çiçek kokusuna sahip. Aksine, polivinil klorür, klor veya hidroklorik asit gibi ve poliamid gibi yanmış yün gibi hoş olmayan bir kokuya sahiptir.

Görünüşü plastiğin türü hakkında bir şeyler söyleyebilir. Örneğin, bir parçada belirgin kaynak izleri varsa, o zaman muhtemelen termoplastikten yapılmıştır ve zımparalamayla giderilen çapak izleri varsa, o zaman termoset plastiktir.

Ayrıca bir sertlik testi de yapabilirsiniz: Küçük bir plastik parçasını bıçak veya bıçakla kesmeyi deneyin. Termoplastikten (daha yumuşaktır) talaşlar çıkarılacak, ancak termoset plastik parçalanacaktır.

Veya başka bir yol: plastiği suya batırmak. Bu yöntem, poliolefin grubunun bir parçası olan plastiklerin (polietilen, polipropilen vb.) tanımlanmasını oldukça kolaylaştırır. Bu plastikler suyun yüzeyinde yüzer çünkü yoğunlukları neredeyse her zaman birden azdır. Diğer polimerlerin yoğunluğu birden fazla olduğundan batarlar.

Bu ve plastik tipinin belirlenebileceği diğer işaretler aşağıda tablo halinde sunulmaktadır.

Not: Plastik parçaların hazırlanmasına ve boyanmasına dikkat edeceğiz.

Bonuslar

Resmin üzerine tıkladığınızda resimlerin tam boyutlu versiyonları yeni bir pencerede açılacaktır!

Plastiklerin tanımının kodunun çözülmesi

En yaygın plastiklerin tanımları

Sertliğe bağlı olarak plastiklerin sınıflandırılması

Polipropilenin ana modifikasyonları ve otomobillerdeki uygulama alanları

Plastik türünü belirleme yöntemleri

28.03.2018

Bir meslekten olmayan kişi ile bir mühendisin bakış açısından plastik mukavemet kavramı çok farklıdır. Ev dayanıklılığından bahsedersek “kırılır veya kırılmaz” ilkesine dayanan basit bir anlayıştan bahsediyoruz. Üretim, inşaat, tasarım için aynı özelliğin birçok yönü vardır; bunların incelenmesi üzerine, tüm malzemelerin, amaçlarının ve belirli amaçlar için kullanılma yeteneklerinin belirlenebileceği bir takım özelliklere sahip olduğu ortaya çıkar.

Ne yazık ki objektif nedenlerden dolayı en dayanıklı polimeri belirtmek mümkün değildir. Bu, fiziksel ve mukavemet özelliklerinin, tamamı kuvvet kavramını tanımlayan çok çeşitli özelliklere göre sınıflandırılması ile açıklanmaktadır. Bu, plastiğin özelliklerine, yapısına ve dış koşullardaki değişikliklere verdiği tepkiye bağlıdır. Örneğin, beton yekpare yapılar oluşturmak için "güçlü" kabul edilir, ancak bükülme ve kırılmaya karşı son derece zayıf bir direnç gösterir. Uzman olmayan biri için, herhangi bir polimerin ve buna dayalı malzemenin - plastik - özelliklerinde benzer çelişkiler bulunabilir.

Plastiğin mukavemeti, sertliği ve esnekliğinin özellikleri

Mukavemet kavramı (fiziksel yüklere verilen tepkinin niteliği) genellikle bir malzemenin çeşitli kriterlere göre test edilmesinin sonuçlarını içerir. Numuneye ne kadar kuvvet uygulandığına bağlı olarak polimerin özelliklerini ve belirli bir profil yüküne dayanma yeteneğini öğrenebilirsiniz:

basınç dayanımı - sıkıştırıldığında numunenin fiziksel yapısının ve şeklinin korunması;

çekme mukavemeti, bir numunenin çekme kuvvetine direnme yeteneğini karakterize eder;

deformasyon mukavemeti - deformasyona dayanma ve orijinal konumuna dönme yeteneğini gösteren bir kriter;

plastik sınır - malzemenin orijinal şekline dönmeden "akacağı", gerileceği minimum kuvvet;

Darbe dayanımı - yapıyı bozmadan darbe enerjisini absorbe etme yeteneği;

sertlik plastisitenin tersidir, kuvvet altında şekli korumanın sınırıdır.

Ürünün üretim, işleme ve işletme sırasında taşıyacağı yük türüne bağlı olarak belirli özelliklere sahip bir malzeme seçilir. Bu nedenle en dayanıklı polimerden bahsetmek yersizdir. ? - bu, bir dizi özelliğin dikkate alınmasıyla karmaşık bir cevap gerektiren bir sorudur.

Farklı plastik türlerinin mukavemeti

Farklı plastiklerin ve plastiklerin mukavemet özelliklerinin değerlendirilmesine ilişkin pratik örnekler, bunların özelliklerinin derinlemesine mesleki değerlendirme ile kesişmesinin ne kadar zor olduğunu göstermektedir.

Deformasyon gücü

Polistiren, polikarbonat, polimetil metakrilat, çeşitli gerilimlerde mekanik olarak güçlü malzemeler olarak karakterize edilir, ancak deformasyon yükü hızla bunların tahrip olmasına neden olur. Önemli bir darbe durumunda mukavemet düşük olacaktır, ancak sert plastiği yok etmek için önemli bir deforme edici kuvvet gerekli olacaktır. Yani bir plastiğin sertliği onun gücünü, sınırlı darbe dayanımını ve deforme olduğunda kırılganlığını gösterir. Uzman olmayan birinin bu konuda kafasını karıştırmak kolaydır.

Esneklik ve plastisite

Polietilen ve polipropilen plastik malzeme grubuna aittir - deformasyona biraz dirençlidirler, ancak aynı zamanda böyle bir yük altında uzun süre kırılmazlar. Bu yetenek, başlangıçtaki esneklik modülü ile karakterize edilir - deforme edici kuvvete karşı ilk direnç oldukça büyüktür, ancak belirli bir sınırın aşılmasından sonra deformasyon başlar. Esnek plastikler daha az dayanıklı ancak darbe dayanımı yüksek olarak nitelendirilebilir. Çarpma ve yük sırasında dışarıdan gelen enerjiyi iyi emerler, uzun süre şekil değiştirirler ve "kırılmazlar". Bu nedenle malzemenin yüksek esnekliğine, şeklini korurken önemli kuvvete dayanma kabiliyetine ihtiyaç duyulan yerlerde kullanılır.

Güçlü plastik lifler

Kevlar, naylon ve karbon fiber gibi malzemeler sert plastiklerle kıyaslandığında yüksek mukavemete sahiptir, şok yük direnci sınırlıdır ve deformasyona uzun süre dayanabilir. Başlıca avantajları, kırılma kuvvetine uzun süre dayanabilmeleridir. Bu nedenle çekme yüklerinin oluşması muhtemel yerlerde lifler kullanılır. Bunun bir örneği, çeliği yırtan kuvvetler altında kırılmama özelliğine sahip olan Kevlar'dır.

Dayanıklı malzemelerin geniş bir kullanım alanı vardır. Yalnızca en sert metal değil, aynı zamanda en sert ve en dayanıklı ahşabın yanı sıra yapay olarak oluşturulmuş en dayanıklı malzemeler de vardır.

En dayanıklı malzemeler nerede kullanılır?

Bu elektriksel olarak iletken elyafın gerilme mukavemeti, küre dokuyan bir örümceğin ağından üç kat daha fazladır. Ortaya çıkan malzeme, ultra hafif vücut zırhı ve spor malzemeleri yapımında kullanılıyor. Bir diğer dayanıklı malzemenin adı ise ABD Savunma Bakanlığı'nın emriyle oluşturulan ONNEX'tir. Yeni malzeme, kurşun geçirmez yelek üretiminde kullanımının yanı sıra uçuş kontrol sistemlerinde, sensörlerde ve motorlarda da kullanılabilecek.

Bilim adamlarının geliştirdiği, aerojellerin dönüşümüyle güçlü, sert, şeffaf ve hafif malzemelerin elde edildiği bir teknoloji var. Bunlara dayanarak hafif vücut zırhı, tank zırhı ve dayanıklı yapı malzemeleri üretmek mümkündür.

Novosibirsk bilim adamları, süper güçlü bir yapay malzeme olan nanotübülen üretmenin mümkün olduğu yeni prensipli bir plazma reaktörü icat ettiler. Bu malzeme yirmi yıl önce keşfedildi. Elastik kıvamda bir kütledir. Çıplak gözle görülemeyen pleksuslardan oluşur. Bu pleksusların duvarlarının kalınlığı bir atomdur.

Atomların “Rus bebeği” prensibine göre iç içe geçmiş gibi görünmesi, nanotübülünü bilinen en dayanıklı malzeme haline getiriyor. Bu malzeme betona, metale ve plastiğe eklendiğinde dayanıklılıkları ve elektrik iletkenlikleri önemli ölçüde artar. Nanotübülen, arabaların ve uçakların daha dayanıklı olmasına yardımcı olacak. Yeni malzeme yaygın olarak üretilirse yollar, evler ve ekipmanlar çok dayanıklı hale gelebilir. Onları yok etmek çok zor olacak. Nanotübülen, çok yüksek maliyeti nedeniyle henüz yaygın üretime sokulmamıştır. Ancak Novosibirsk bilim adamları bu malzemenin maliyetini önemli ölçüde azaltmayı başardılar. Artık nanotübülen kilogram cinsinden değil ton cinsinden üretilebiliyor.

En sert metal

Bu metal endüstride, krom çeliği, nikrom vb. eritmede kullanılır. Korozyon önleyici ve dekoratif kaplamalar için kullanılır. Dünya'ya düşen taş meteorlar krom açısından oldukça zengindir.

En dayanıklı ağaç

Ahşap, dökme demirden bir buçuk kat daha güçlüdür ve bükülme mukavemeti yaklaşık olarak demirinkine eşittir. Bu özelliklerinden dolayı demir huş ağacı bazen metalin yerini alabilir, çünkü bu ahşap korozyona ve çürümeye maruz kalmaz. Demir Huş ağacından yapılmış bir geminin gövdesinin boyanmasına bile gerek yoktur, gemi korozyondan zarar görmez ve asitlerden de korkmaz.

Schmidt huş ağacını kurşunla delemezsiniz; onu baltayla kesemezsiniz. Gezegenimizdeki tüm huş ağaçları arasında Demir Huş ağacı en uzun ömürlü olanıdır - dört yüz yıl yaşar. Yaşam alanı Kedrovaya Pad Doğa Koruma Alanı'dır. Bu, Kırmızı Kitapta listelenen nadir korunan bir türdür. Bu kadar nadir olmasaydı bu ağacın ultra güçlü ahşabı her yerde kullanılabilirdi.

Ancak dünyanın en uzun ağaçları olan sekoyalar pek dayanıklı bir malzeme değildir.

Evrendeki en güçlü malzeme

Grafen yakında bilimsel laboratuvarlardan çıkacak. Bugün dünyadaki tüm bilim adamları onun eşsiz özelliklerinden bahsediyor. Yani birkaç gram malzeme bir futbol sahasının tamamını kaplamaya yetecektir. Grafen çok esnektir ve katlanabilir, bükülebilir veya yuvarlanabilir.

Olası kullanım alanları: Solar paneller, cep telefonları, dokunmatik ekranlar, süper hızlı bilgisayar çipleri.
Yandex.Zen'deki kanalımıza abone olun