Mae dau fath o rwber: naturiol a synthetig. Daw rwber naturiol o latecs, sudd llaethog a geir mewn planhigion trofannol. Gwneir rwber synthetig o gynhyrchion petrolewm ac nid yw'n dod o blanhigion.
Cyflwyniad: beth yw silicon a rwber naturiol, a beth yw'r gwahaniaethau allweddol?
Rwber naturiol, sy'n dod o latecs coeden Hevea brasiliensis, yw prif ffynhonnell rwber ers ei ddarganfod gan archwilwyr Ewro-Americanaidd yn Ne America yn yr 16eg ganrif. Brasil oedd y prif gyflenwr tan y 1860au pan ddechreuodd gwledydd eraill (yn enwedig Malaysia ac Indonesia) gynhyrchu coed rwber ar raddfa fawr. Ar hyn o bryd, mae rwber naturiol yn dal i fod yn nwydd pwysig gydag amcangyfrif o gynhyrchiad byd-eang o tua 14 miliwn o dunelli yn 2009. Datblygwyd rwberi synthetig yn gynnar yn y 1900au gyda llwyddiant amrywiol ac nid tan yr Ail Ryfel Byd y cawsant eu masgynhyrchu i'w disodli rwber naturiol mewn llawer o gymwysiadau. Y rwber synthetig mwyaf llwyddiannus yw poly (cis-1,4-isoprene), neu polyisoprene (IR), sydd â phriodweddau ffisegol a chemegol tebyg iawn i rai rwber naturiol.
Hanes
Diwylliannau brodorol Mesoamerica oedd y defnydd cyntaf o rwber. Mae'r dystiolaeth archeolegol gynharaf o'r defnydd o rwber naturiol yn dyddio i ddiwylliant Olmec, gyda llaw ar ffurf peli. Roedd rwber yn cael ei ddefnyddio gan ddiwylliannau Maya ac Aztec - yn ogystal â gwneud peli roedd Aztecs yn defnyddio rwber i wneud masgiau, sandalau a gwrthrychau eraill. Roedd priodweddau bownsio rwber yn hanfodol i gemau pêl Mesoamericanaidd fel ulama, a chwaraewyd gan gymaint â 2,000 o bobl. Erbyn 1700 CC roedd yr Olmecs wedi trawsnewid o wneud gwrthrychau rwber i'w ddefnyddio fel cyfrwng ffug ar gyfer paentio lluniau.
Mae rwber naturiol yn elastomer a geir o latecs. Mae'r polymer hwn yn anarferol gan ei fod wedi'i gyfansoddi'n gyfan gwbl (gydag eithriadau prin) o cis-1,4-polyisoprene, heb unrhyw annirlawniad (hynny yw, bondiau dwbl) rhwng y ddwy brif gadwyn sydd wedi'u bondio ag atomau cyfagos yn y brif gadwyn. Mae'r cadwyni wedi'u trefnu mewn ffurfweddiadau “S” unigol (gweler y ddelwedd), sy'n rhoi elastigedd rwber naturiol dros ystod tymheredd eang o islaw'r pwynt rhewi hyd at tua 170 ° C (340 ° F).
cynhyrchu
Mae rwber silicon wedi'i wneud o bolymerau anorganig, neu synthetig, tra bod rwber naturiol yn dod o latecsau rhai planhigion. Yn gemegol, mae rwber silicon yn wahanol i rwber naturiol oherwydd presenoldeb grwpiau methyl mewn cadwyni silicon tra bod gan rwber naturiol grwpiau finyl yn unig yn eu cadwyni. Mae safle gwella rwber silicon hefyd yn wahanol i safle rwber naturiol. Mae safleoedd iachâd yn lleoedd ar hyd asgwrn cefn y polymer lle gellir croesgysylltu. Mewn rwberi silicon, mae thecnology yn defnyddio silanau hydrolyzable fel safleoedd iachâd, tra bod technoleg rwber naturiol yn defnyddio atomau sylffwr fel safle iachâd.
Mae rwber silicon yn elastomer anorganig sy'n cynnwys silicon ac ocsigen. Fe'i gelwir hefyd yn polysiloxane. Yn wahanol i rwber naturiol, nid oes gan rwber silicon fondiau dwbl yn ei gadwyni polymer. Mae hyn yn ei gwneud yn llai agored i ocsideiddio a diraddio gan wres a golau'r haul. Mae gan rwber silicon hefyd bwynt toddi uwch na rwber naturiol, gan ei wneud yn fwy addas ar gyfer cymwysiadau tymheredd uchel.
Mae rwber naturiol yn elastomer organig sy'n cynnwys unedau isoprene. Mae ganddo fondiau dwbl yn ei gadwyni polymerau, sy'n ei gwneud yn agored i ocsidiad a diraddiad gan wres a golau'r haul. Mae gan rwber naturiol hefyd bwynt toddi is na rwber silicon, gan ei wneud yn llai addas ar gyfer cymwysiadau tymheredd uchel.
Cyfansoddiad: beth mae pob un o'r rwberi hyn yn ei gynnwys?
Cyfansoddiad Rwber Silicôn
Mae rwber silicon yn cynnwys polymerau ag asgwrn cefn Si-O-Si. Yn ogystal â'r polymerau hyn, mae rwber silicon hefyd yn cynnwys ychwanegion fel llenwyr, pigmentau a iachaol. Gellir addasu cyfansoddiad rwber silicon i gyflawni eiddo penodol.
Mae mwyafrif y rwberi silicon masnachol yn cael eu vulcanized, sy'n golygu eu bod wedi cael eu trin â chemegau neu wres i wella eu priodweddau ffisegol. Mae vulcanization yn rhoi ymwrthedd i rwber silicon i dymheredd uchel ac yn ei gwneud yn fwy gwydn yn gyffredinol.
Cyfansoddiad Rwber Naturiol
Mae rwber naturiol yn cynnwys polymerau ag asgwrn cefn Isoprene. Mae'r polymerau hyn i'w cael yn sudd coed penodol, yn enwedig y goeden Hevea brasiliensis. Mae eu strwythur moleciwlaidd yn gadwyn o atomau carbon, gyda sawl atom hydrogen ynghlwm wrth y cadwyni. Yr atomau hydrogen hyn sy'n gwneud rwber naturiol yn elastig. Defnyddir yr un broses (hydrogenation) i wneud rwberi synthetig.
Priodweddau: pa briodweddau ffisegol sydd ganddynt?
Mae yna nifer o briodweddau allweddol sy'n gwahaniaethu rhwng rwber silicon a rwber naturiol. Un yw ei gwydnwch; gall rwber silicon wrthsefyll tymheredd eithafol, golau UV, ac amlygiad Osôn heb dorri i lawr, tra bydd rwber naturiol yn diraddio dros amser o dan yr amodau hyn. Yn ogystal, mae rwber silicon yn llawer mwy gwrthsefyll cemegau na rwber naturiol, sy'n golygu mai hwn yw'r dewis a ffefrir ar gyfer cymwysiadau lle gallai ddod i gysylltiad â chemegau neu doddyddion llym. Yn olaf, mae gan rwber silicon ddwysedd llawer is na rwber naturiol, sy'n golygu ei fod yn ysgafnach o ran pwysau ac yn fwy hyblyg. Mae'r priodweddau hyn yn gwneud rwber silicon yn ddeunydd delfrydol ar gyfer llawer o gymwysiadau diwydiannol a defnyddwyr.
Mae rwber silicon yn elastomer sy'n cynnwys silicon - polymer ei hun - sy'n cynnwys silicon ynghyd â charbon, hydrogen ac ocsigen. Mae gan rwber silicon nifer o fanteision sy'n ei gwneud yn ddelfrydol i'w ddefnyddio mewn llawer o wahanol gymwysiadau.
Mae'n hynod o wrthsefyll gwres, sy'n golygu y gall wrthsefyll tymheredd uchel heb ddiraddio. Mae hyn yn ei gwneud yn berffaith i'w ddefnyddio mewn cymwysiadau lle mae risg o ddifrod gwres, megis yn silicon gasgedi modurol a selyddion.
Mae gan rwber silicon hefyd wrthwynebiad rhagorol i dymheredd oer. Mae hyn yn ei gwneud yn ddelfrydol i'w ddefnyddio mewn cymwysiadau lle mae risg o ddifrod oer, megis mewn cynwysyddion storio bwyd.
Mae rwber silicon hefyd yn wydn iawn. Nid yw'n diraddio dros amser fel y mae rwber naturiol yn ei wneud, sy'n golygu bod ganddo oes llawer hirach. Mae hyn yn ei gwneud yn berffaith i'w ddefnyddio mewn cymwysiadau lle mae dibynadwyedd hirdymor yn bwysig, megis mewn dyfeisiau meddygol.
Mae rwber naturiol yn elastomer sy'n cael ei dynnu o'r hylif gwyn llaethog o'r enw latecs sy'n cael ei gynhyrchu gan nifer o blanhigion. Mae ganddo briodweddau mecanyddol da fel elastigedd, ymwrthedd crafiad, a chryfder tynnol yn ogystal ag ymwrthedd dŵr rhagorol ac eiddo inswleiddio trydanol.
Effaith amgylcheddol: pa fath o ôl troed sydd ganddyn nhw?
Y ddau brif fath o rwber yw silicon a rwber naturiol. Mae gan y ddau olion traed amgylcheddol gwahanol.
Gwneir rwber naturiol o sudd coed penodol, ac mae'n adnodd adnewyddadwy. Mae'n torri i lawr yn hawdd yn yr amgylchedd ac nid yw'n rhyddhau tocsinau niweidiol. Mae cynhyrchu rwber naturiol yn gofyn am lawer iawn o dir, a all gael effaith negyddol ar ecosystemau.
Gwneir rwber silicon o ddeunyddiau synthetig ac nid yw'n adnodd adnewyddadwy. Nid yw'n dadelfennu'n hawdd yn yr amgylchedd a gall ryddhau tocsinau niweidiol. Nid oes angen llawer iawn o dir ar gyfer cynhyrchu rwber silicon, ond gall y deunyddiau synthetig y mae'n cael eu gwneud ohonynt fod yn niweidiol i'r amgylchedd.
Cost: faint maen nhw'n ei gostio?
Mae cost bob amser yn ffactor pwysig i'w ystyried wrth ddewis deunydd ar gyfer eich prosiect. Felly, faint mae silicon a rwberi naturiol yn ei gostio?
Mae rwber silicon fel arfer yn ddrytach na rwber naturiol. Mae hyn oherwydd bod gan rwber silicon well ymwrthedd gwres a gwrthiant cemegol na rwber naturiol. Yn ogystal, gall rwber silicon wrthsefyll tymereddau uwch na rwber naturiol, gan ei wneud yn ddewis a ffefrir ar gyfer llawer o gymwysiadau.
Mae rwber naturiol, ar y llaw arall, yn llai costus na rwber silicon. Mae hyn oherwydd nad yw rwber naturiol mor gwrthsefyll gwres a chemegau â rwber silicon. Fodd bynnag, gellir defnyddio rwber naturiol mewn ystod ehangach o gymwysiadau na rwber silicon oherwydd ei gost is.
Casgliad: pa rwber sy'n well yn gyffredinol?
Mae gan rwber silicon a rwber naturiol eu manteision a'u hanfanteision. Mae'n wir yn dibynnu ar eich anghenion penodol o ran pa un fydd yn gweithio'n well i chi. Os oes angen deunydd arnoch a all wrthsefyll tymheredd uchel, yna rwber silicon yw'r ffordd i fynd. Os oes angen deunydd mwy elastig arnoch ac sydd â chryfder tynnol uwch, yna rwber naturiol yw'r dewis gorau. Yn y pen draw, mae'r rwber gorau ar gyfer eich anghenion yn dibynnu ar ba briodoleddau sydd bwysicaf i chi.
