Neopren - Neoprene

Uszczelnienie szyi, uszczelnienie nadgarstka, odpowietrznik ręczny, inflator, zamek błyskawiczny i materiał suchego skafandra neoprenowego . Miękki materiał uszczelniający na szyi i nadgarstkach jest wykonany z neoprenu z pianki o zamkniętych komórkach, co zapewnia elastyczność. Gładka, niezabezpieczona strona przylega do skóry. Niebieski obszar jest podwójnie pokryty dzianinową tkaniną nylonową laminowaną na spienionym neoprenie o zamkniętych komórkach, co zapewnia wytrzymałość. Część izolacji zapewnia kombinezon, a resztę odzież noszona pod spodem.
Struktura chemiczna powtarzającej się jednostki polichloroprenu

Neopren (również polichloropren ) to rodzina kauczuków syntetycznych , które są produkowane przez polimeryzację w chloroprenu . Neopren wykazuje dobrą stabilność chemiczną i zachowuje elastyczność w szerokim zakresie temperatur. Neopren jest sprzedawany w postaci pełnej gumy lub w postaci lateksu i jest używany w wielu różnych zastosowaniach komercyjnych, takich jak rękawy na laptopy , szelki ortopedyczne (nadgarstek, kolano itp.), izolacja elektryczna , membrany elastomerowe nakładane na ciecz i arkusze lub obróbki blacharskie , oraz samochodowe paski wentylatorów .

Produkcja

Neopren jest wytwarzany przez rodnikową polimeryzację chloroprenu . W produkcji komercyjnej polimer ten wytwarza się metodą wolnorodnikowej polimeryzacji emulsyjnej. Polimeryzację inicjuje nadsiarczan potasu . Do sieciowania pojedynczych nici polimerowych stosuje się dwufunkcyjne nukleofile, tlenki metali (np. tlenek cynku) i tiomoczniki .

Wolnorodnikowa produkcja neoprenu.png
Nieruchomość Wartość
Wygląd zewnętrzny
Twardość, Shore A 40–95
Naprężenie niszczące rozciąganie, ostateczne 500-3000 PSI
Wydłużenie po zerwaniu w % ≥ 600% maksimum
Gęstość Może być mieszany około 1,23 g/cm 3
Źródło:

Historia

Neopren został wynaleziony przez naukowców z DuPont 17 kwietnia 1930 r., po tym, jak dr Elmer K. Bolton z DuPont uczestniczył w wykładzie ks. Juliusa Arthura Nieuwlanda , profesora chemii na Uniwersytecie Notre Dame . Badania Nieuwlanda koncentrowały się na chemii acetylenu, aw trakcie swojej pracy wyprodukował diwinyloacetylen, galaretkę, która po przejściu przez dichlorek siarki zamienia się w elastyczny związek podobny do gumy . Po tym, jak DuPont nabył prawa patentowe od uniwersytetu, Wallace Carothers z DuPont przejął komercyjny rozwój odkrycia Nieuwlanda we współpracy z samym Nieuwlandem oraz chemikami DuPont Arnoldem Collinsem , Irą Williamsem i Jamesem Kirbym. Collins skupił się na monowinyloacetylenie i pozwolił mu reagować z gazowym chlorowodorem , wytwarzając chloropren .

DuPont po raz pierwszy wprowadził związek na rynek w 1931 roku pod nazwą handlową DuPrene, ale jego możliwości komercyjne były ograniczone przez oryginalny proces produkcyjny, który pozostawił produkt o nieprzyjemnym zapachu. Opracowano nowy proces, który wyeliminował produkty uboczne powodujące nieprzyjemny zapach i obniżył o połowę koszty produkcji, a firma zaczęła sprzedawać materiał producentom gotowych produktów końcowych. Aby zapobiec szkodzeniu reputacji produktu przez tandetnych producentów, znak towarowy DuPrene ograniczono do stosowania tylko do materiału sprzedawanego przez DuPont. Ponieważ sama firma nie produkowała żadnych produktów końcowych zawierających DuPrene, znak towarowy został wycofany w 1937 roku i zastąpiony nazwą rodzajową, neopren, w celu „oznaczenia, że ​​materiał jest składnikiem, a nie gotowym produktem konsumenckim”. DuPont następnie intensywnie pracował nad generowaniem popytu na swój produkt, wdrażając strategię marketingową, która obejmowała publikowanie własnego czasopisma technicznego, w którym szeroko reklamowano zastosowania neoprenu, a także reklamowanie produktów opartych na neoprenie innych firm. Do 1939 r. sprzedaż neoprenu generowała dla firmy zyski przekraczające 300 000 USD (równowartość 5 581 579 USD w 2020 r.).

Aplikacje

Ogólny

Dwa style znoszonych butów Xtratuf wykonanych z neoprenu

Neopren jest bardziej odporny na degradację niż kauczuk naturalny lub syntetyczny . Ta względna obojętność sprawia, że doskonale nadaje się do wymagających zastosowań, takich jak uszczelki , węże i korozji ognioodporne powłoki . Może być używany jako podstawa pod kleje , izolacja akustyczna w instalacjach transformatorów mocy oraz jako wyściółka w zewnętrznych metalowych obudowach, aby chronić zawartość, jednocześnie umożliwiając dokładne dopasowanie. Jest odporny na spalanie lepiej niż kauczuki wyłącznie na bazie węglowodorów , co powoduje, że pojawia się w warunkach pogodowych do zdejmowania drzwi przeciwpożarowych oraz w strojach bojowych, takich jak rękawice i maski na twarz. Ze względu na swoją tolerancję na ekstremalne warunki neopren jest używany do wykładania składowisk odpadów. Temperatura spalania neoprenu wynosi około 260 ° C (500 ° F).

W swoim naturalnym stanie neopren jest bardzo giętkim materiałem gumopodobnym o właściwościach izolacyjnych podobnych do gumy lub innych stałych tworzyw sztucznych.

Pianka neoprenowa jest używana w wielu zastosowaniach i jest produkowana w formie zamkniętokomórkowej lub otwartokomórkowej. Forma zamkniętokomórkowa jest wodoodporna , mniej ściśliwa i droższa. Forma o otwartych komórkach może być oddychająca . Jest wytwarzany przez spienianie gumy gazowym azotem , gdzie małe zamknięte i oddzielone pęcherzyki gazu mogą również służyć jako izolacja. Gazowy azot jest najczęściej używany do spieniania pianki neoprenowej ze względu na jej obojętność, ognioodporność i duży zakres temperatur przetwarzania.

Inżynieria lądowa

Neopren stosowany jest jako podstawa nośna, najczęściej pomiędzy dwoma prefabrykowanymi elementami żelbetowymi lub płytami stalowymi, a także do równomiernego przenoszenia siły z jednego elementu na drugi.

Sporty wodne

Neopren jest popularnym materiałem do produkcji odzieży ochronnej do sportów wodnych. Spieniany neopren jest powszechnie stosowany do produkcji woderów muchowych i pianek wędkarskich , ponieważ zapewnia doskonałą izolację przed zimnem. Pianka jest dość wyporna, a nurkowie rekompensują to noszeniem ciężarków. Grube mokre kombinezony wykonane na samym końcu ich ochrony przed zimną wodą są zwykle wykonane z neoprenu o grubości 7 mm. Ponieważ piankowy neopren zawiera kieszenie gazowe, materiał ściska się pod ciśnieniem wody, stając się cieńszy na większych głębokościach; 7-milimetrowy kombinezon z neoprenu zapewnia znacznie mniejszą ochronę przed ekspozycją pod wodą na głębokości 100 stóp niż na powierzchni. Ostatnim postępem w neoprenie do mokrych skafandrów jest odmiana „super-flex”, która łączy spandex z neoprenem w celu uzyskania większej elastyczności.

Wodery neoprenowe mają zwykle około 5 mm grubości i są w średnim przedziale cenowym w porównaniu z tańszymi materiałami, takimi jak nylon i droższymi tkaninami wodoodpornymi wykonanymi z oddychających membran. Pianki do pływania wyczynowego wykonane są z najbardziej ekspandowanej pianki; muszą być bardzo elastyczne, aby umożliwić pływakowi nieograniczony ruch. Minusem jest to, że są dość kruche.

Akcesoria domowe

Ostatnio neopren stał się ulubionym materiałem na akcesoria do stylu życia i inne akcesoria domowe, w tym pokrowce na laptopy , uchwyty na tablety , piloty , podkładki pod mysz i wkładki rowerowe. Na tym rynku czasami konkuruje z LRPu (poliuretan o niskiej sprężystości), który jest mocniejszym (bardziej odpornym na uderzenia), ale rzadziej używanym materiałem.

Muzyka

Piano Rhodes wykorzystywane wskazówki młot wykonany z neoprenu w swych pianin elektrycznych, po zmianie z filcu młotów około 1970 roku.

Neopren jest również używany do stożków głośnikowych i padów do ćwiczeń perkusyjnych.

Ogrodnictwo hydroponiczne

Hydroponiczne i napowietrzane systemy ogrodnicze wykorzystują małe wkładki neoprenowe do utrzymywania roślin na miejscu podczas rozmnażania sadzonek lub używania kubków siatkowych. Wkładki są stosunkowo małe, mają rozmiar od 4 do 13 cm od 1,5 do 5 cali. Neopren to dobry wybór do podtrzymywania roślin ze względu na swoją elastyczność i miękkość, co pozwala na bezpieczne trzymanie roślin na miejscu bez ryzyka uszkodzenia łodygi. Neoprenowe osłonki na korzenie pomagają również blokować dostęp światła do komory ukorzeniania systemów hydroponicznych, umożliwiając lepszy wzrost korzeni i hamując wzrost glonów.

Maska

Podczas globalnej pandemii COVID-19 neopren został zidentyfikowany przez niektórych ekspertów w dziedzinie zdrowia jako skuteczny materiał do stosowania w domowych maseczkach na twarz. Niektórzy komercyjni producenci masek na twarz, którzy używają neoprenu, twierdzili, że filtracja 99,9% dla cząstek tak małych jak 0,1 mikrona. Zidentyfikowano, że rozmiar koronawirusa wynosi średnio 0,125 mikrona.

Inne

Neopren jest używany do produkcji masek na Halloween i masek używanych do ochrony twarzy, do izolowania gniazd procesora podczas ekstremalnego przetaktowywania w temperaturach poniżej zera, do wytwarzania wodoodpornych pokrowców na siedzenia samochodowe, do nakładanych płynnie i w arkuszach elastomerowych membran dachowych lub obróbek oraz w mieszaninie neoprenu i spandexu do produkcji uprzęży do pozycjonowania wózków inwalidzkich .

W stołowych grach wojennych popularnymi powierzchniami do gier stały się neoprenowe maty z nadrukami trawiastych, piaszczystych, lodowych lub innych naturalnych elementów. Są trwałe, jędrne i stabilne oraz mają atrakcyjny wygląd, a także są preferowane ze względu na możliwość zwijania się podczas przechowywania, ale leżą płasko po rozwinięciu.

Ze względu na swoją odporność chemiczną i ogólną trwałość, neopren jest czasami używany do produkcji rękawic do mycia naczyń, zwłaszcza jako alternatywa dla lateksu .

W modzie neopren był używany przez takich projektantów jak Gareth Pugh , Balenciaga , Rick Owens , Lanvin i Vera Wang . Trend ten, promowany przez ulicznych blogerów, takich jak Jim Joquico z Fashion Chameleon, zyskał popularność i przeniósł się do mainstreamowej mody około 2014 roku.

Kobieta w neoprenowych legginsach

Środki ostrożności

Niektórzy ludzie są uczuleni na neopren, podczas gdy inni mogą zarazić się zapaleniem skóry spowodowanym pozostałościami tiomocznika pozostałymi po jego produkcji. Najczęściej stosowanym akceleratorem w wulkanizacji polichloroprenu jest tiomocznik etylenu (ETU), który został sklasyfikowany jako działający szkodliwie na rozrodczość . Projekt europejskiego przemysłu gumowego o nazwie SafeRubber skupił się na alternatywach dla stosowania ETU.

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki