هناك نوعان من المطاط: الطبيعي والاصطناعي. يأتي المطاط الطبيعي من اللاتكس ، وهو نسغ حليبي يوجد في النباتات الاستوائية. يُصنع المطاط الصناعي من المنتجات البترولية ولا يأتي من النباتات.
مقدمة: ما هو السيليكون والمطاط الطبيعي ، وما هي الاختلافات الرئيسية؟
كان المطاط الطبيعي ، القادم من لاتكس شجرة Hevea brasiliensis ، هو المصدر الرئيسي للمطاط منذ اكتشافه من قبل المستكشفين الأوروبيين الأمريكيين في أمريكا الجنوبية في القرن السادس عشر. كانت البرازيل هي المورد الرئيسي حتى ستينيات القرن التاسع عشر عندما بدأت دول أخرى (لا سيما ماليزيا وإندونيسيا) الإنتاج الضخم لأشجار المطاط. في الوقت الحاضر ، لا يزال المطاط الطبيعي سلعة مهمة بإنتاج عالمي يقدر بحوالي 16 مليون طن في عام 1860. تم تطوير المطاط الصناعي في أوائل القرن العشرين بنجاح متفاوت ولم يتم إنتاجه بكميات كبيرة حتى الحرب العالمية الثانية. المطاط الطبيعي في العديد من التطبيقات. أنجح مطاط صناعي هو بولي (cis-14،2009-isoprene) ، أو بولي إيزوبرين (IR) ، الذي له خصائص فيزيائية وكيميائية مشابهة جدًا لخصائص المطاط الطبيعي.
تاريخنا
كان أول استخدام للمطاط من قبل الثقافات الأصلية لأمريكا الوسطى. أقدم دليل أثري على استخدام المطاط الطبيعي يعود إلى ثقافة الأولمك ، بالمناسبة في شكل كرات. تم استخدام المطاط من قبل ثقافتي المايا والأزتيك - بالإضافة إلى صنع الكرات ، استخدم الأزتك المطاط لصنع الأقنعة والصنادل وغيرها من الأشياء. كانت خصائص ارتداد المطاط حيوية لألعاب الكرة في أمريكا الوسطى مثل العلماء ، والتي لعبها ما يصل إلى 2,000 شخص. بحلول عام 1700 قبل الميلاد ، انتقل أولمكس من صنع الأشياء المطاطية إلى استخدامه كوسيط وهمي لرسم الصور.
المطاط الطبيعي هو المطاط الصناعي الذي يتم الحصول عليه من اللاتكس. هذا البوليمر غير عادي لأنه يتكون بالكامل (مع استثناءات نادرة) من cis-1,4،170-polyisoprene ، مع عدم وجود عدم تشبع (أي روابط مزدوجة) بين السلاسل الرئيسية المرتبطة بالذرات المجاورة في السلسلة الرئيسية. يتم ترتيب السلاسل في تكوينات فردية على شكل حرف "S" (انظر الصورة) ، مما يمنح المطاط الطبيعي مرونته على نطاق واسع من درجات الحرارة من أقل من نقطة التجمد إلى حوالي 340 درجة مئوية (XNUMX درجة فهرنهايت).
الإنتــاج
يتكون مطاط السيليكون من بوليمرات غير عضوية أو صناعية بينما يأتي المطاط الطبيعي من لاتكس نباتات معينة. كيميائياً ، يختلف مطاط السيليكون عن المطاط الطبيعي بسبب وجود مجموعات الميثيل في سلاسل السيليكون بينما يحتوي المطاط الطبيعي على مجموعات فينيل فقط في سلاسلها. يختلف موقع علاج مطاط السيليكون أيضًا عن موقع المطاط الطبيعي. مواقع العلاج هي أماكن على طول العمود الفقري للبوليمر حيث يمكن أن يحدث الارتباط المتبادل. في مطاط السيليكون ، تستخدم Thecnology سيلانات قابلة للتحلل بالماء كمواقع علاج ، بينما في تقنية المطاط الطبيعي تستخدم ذرات الكبريت كموقع علاج.
مطاط السيليكون هو مطاط غير عضوي يتكون من السيليكون والأكسجين. ومن المعروف أيضا باسم بولي سيلوكسان. على عكس المطاط الطبيعي ، لا يحتوي مطاط السيليكون على روابط مزدوجة في سلاسل البوليمر الخاصة به. هذا يجعلها أقل عرضة للأكسدة والتحلل بفعل الحرارة وأشعة الشمس. يتميز مطاط السيليكون أيضًا بنقطة انصهار أعلى من المطاط الطبيعي ، مما يجعله أكثر ملاءمة له تطبيقات درجات الحرارة العالية.
المطاط الطبيعي عبارة عن مطاط عضوي يتكون من وحدات الأيزوبرين. يحتوي على روابط مزدوجة في سلاسل البوليمر الخاصة به ، مما يجعله عرضة للأكسدة والتحلل بفعل الحرارة وأشعة الشمس. يحتوي المطاط الطبيعي أيضًا على نقطة انصهار أقل من مطاط السيليكون ، مما يجعله أقل ملاءمة للتطبيقات ذات درجات الحرارة العالية.
التركيب: مما يتكون كل من هذه المطاط؟
تكوين مطاط السيليكون
يتكون مطاط السيليكون من البوليمرات ذات العمود الفقري Si-O-Si. بالإضافة إلى هذه البوليمرات ، يحتوي مطاط السيليكون أيضًا على مواد مضافة مثل الحشو والأصباغ والمواد العلاجية. يمكن تخصيص تركيبة مطاط السيليكون لتحقيق خصائص محددة.
غالبية مطاط السيليكون التجاري مفلكن ، مما يعني أنه تمت معالجته بالمواد الكيميائية أو الحرارة لتحسين خصائصه الفيزيائية. يعطي الفلكنة مطاط السيليكون مقاومته لدرجات الحرارة المرتفعة ويجعله أكثر متانة بشكل عام.
تكوين المطاط الطبيعي
يتكون المطاط الطبيعي من بوليمرات ذات عمود فقري إيزوبرين. توجد هذه البوليمرات في نسغ بعض الأشجار ، وأبرزها شجرة Hevea brasiliensis. هيكلها الجزيئي عبارة عن سلسلة من ذرات الكربون ، مع العديد من ذرات الهيدروجين المرتبطة بالسلاسل. ذرات الهيدروجين هي التي تجعل المطاط الطبيعي مرنًا. يتم استخدام نفس العملية (الهدرجة) لصنع المطاط الصناعي.
الخصائص: ما هي الخصائص الفيزيائية التي يمتلكونها؟
هناك العديد من الخصائص الرئيسية التي تميز مطاط السيليكون عن المطاط الطبيعي. واحد هو متانته. يمكن لمطاط السيليكون أن يتحمل درجات الحرارة القصوى والأشعة فوق البنفسجية والتعرض للأوزون دون أن ينكسر ، بينما يتحلل المطاط الطبيعي بمرور الوقت في ظل هذه الظروف. بالإضافة إلى ذلك ، مطاط السيليكون أكثر مقاومة للمواد الكيميائية من المطاط الطبيعي ، مما يجعله الخيار المفضل للتطبيقات حيث قد يتلامس مع المواد الكيميائية القاسية أو المذيبات. أخيرًا ، مطاط السيليكون له كثافة أقل بكثير من المطاط الطبيعي ، مما يعني أنه أخف وزنًا وأكثر مرونة. هذه الخصائص تجعل مطاط السيليكون مادة مثالية للعديد من التطبيقات الصناعية والاستهلاكية.
مطاط السيليكون عبارة عن مادة مرنة تتكون من السيليكون - وهو نفسه بوليمر - يحتوي على السيليكون مع الكربون والهيدروجين والأكسجين. يحتوي مطاط السيليكون على عدد من الفوائد التي تجعله مثاليًا للاستخدام في العديد من التطبيقات المختلفة.
إنه مقاوم للغاية للحرارة ، مما يعني أنه يمكنه تحمل درجات الحرارة العالية دون أن يتلف. هذا يجعله مثاليًا للاستخدام في التطبيقات التي يوجد بها خطر تلف الحرارة ، كما هو الحال في سيليكون جوانات السيارات ومانعات التسرب.
يتميز مطاط السيليكون أيضًا بمقاومة ممتازة لدرجات الحرارة الباردة. هذا يجعلها مثالية للاستخدام في التطبيقات التي يوجد بها خطر التلف البارد ، مثل حاويات تخزين الطعام.
مطاط السيليكون هو أيضا دائم للغاية. لا يتحلل بمرور الوقت مثل المطاط الطبيعي ، مما يعني أنه يتمتع بعمر أطول بكثير. وهذا يجعلها مثالية للاستخدام في التطبيقات التي تكون الموثوقية طويلة المدى فيها مهمة ، كما هو الحال في الأجهزة الطبية.
المطاط الطبيعي هو المطاط الصناعي الذي يتم استخراجه من السائل الأبيض اللبني المسمى اللاتكس الذي تنتجه العديد من النباتات. إنها تتميز بخصائص ميكانيكية جيدة مثل المرونة ومقاومة التآكل وقوة الشد بالإضافة إلى مقاومة الماء الممتازة وخصائص العزل الكهربائي.
التأثير البيئي: ما نوع البصمة التي لديهم؟
النوعان الرئيسيان من المطاط هما السيليكون والمطاط الطبيعي. كلاهما له آثار بيئية مختلفة.
يُصنع المطاط الطبيعي من نسغ بعض الأشجار ، وهو مورد متجدد. يتحلل بسهولة في البيئة ولا يفرز سمومًا ضارة. يتطلب إنتاج المطاط الطبيعي مساحات كبيرة من الأراضي ، والتي يمكن أن يكون لها تأثير سلبي على النظم البيئية.
مطاط السيليكون مصنوع من مواد اصطناعية وليس موردا متجددا. لا يتحلل بسهولة في البيئة ويمكن أن يطلق السموم الضارة. لا يتطلب إنتاج مطاط السيليكون مساحات كبيرة من الأرض ، لكن المواد الاصطناعية التي يصنع منها يمكن أن تكون ضارة بالبيئة.
التكلفة: كم تكلف؟
التكلفة دائمًا عامل مهم يجب مراعاته عند اختيار مادة لمشروعك. لذا ، ما تكلفة السيليكون والمطاط الطبيعي؟
عادةً ما يكون مطاط السيليكون أغلى من المطاط الطبيعي. هذا لأن مطاط السيليكون يتمتع بمقاومة أفضل للحرارة ومقاومة كيميائية أفضل من المطاط الطبيعي. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لمطاط السيليكون أن يتحمل درجات حرارة أعلى من المطاط الطبيعي ، مما يجعله الخيار المفضل للعديد من التطبيقات.
من ناحية أخرى ، يعد المطاط الطبيعي أقل تكلفة من مطاط السيليكون. هذا لأن المطاط الطبيعي ليس مقاومًا للحرارة والمواد الكيميائية مثل مطاط السيليكون. ومع ذلك ، يمكن استخدام المطاط الطبيعي في مجموعة واسعة من التطبيقات مقارنة بمطاط السيليكون نظرًا لتكلفته المنخفضة.
الخلاصة: أي المطاط أفضل بشكل عام؟
كل من مطاط السيليكون والمطاط الطبيعي لهما مزايا وعيوب. يعتمد الأمر حقًا على احتياجاتك الخاصة فيما يتعلق بأي منها سيعمل بشكل أفضل بالنسبة لك. إذا كنت بحاجة إلى مادة يمكنها تحمل درجات الحرارة العالية ، فإن مطاط السيليكون هو السبيل للذهاب. إذا كنت بحاجة إلى مادة أكثر مرونة ولديها قوة شد أعلى ، فإن المطاط الطبيعي هو الخيار الأفضل. في النهاية ، يعتمد أفضل مطاط لاحتياجاتك على السمات الأكثر أهمية بالنسبة لك.
