Kuna aina mbili za mpira: asili na synthetic. Mpira wa asili hutoka kwa mpira, utomvu wa maziwa unaopatikana katika mimea ya kitropiki. Mpira wa syntetisk hutengenezwa kutoka kwa bidhaa za petroli na hautokani na mimea.
Utangulizi: silicone na mpira wa asili ni nini, na ni tofauti gani kuu?
Raba asilia, inayotoka kwenye mpira wa mti wa Hevea brasiliensis, imekuwa chanzo kikuu cha mpira tangu kugunduliwa kwake na wagunduzi wa Euro-Amerika huko Amerika Kusini katika karne ya 16. Brazili ilikuwa muuzaji mkuu hadi miaka ya 1860 wakati nchi nyingine (hasa Malaysia na Indonesia) zilianza uzalishaji mkubwa wa miti ya mpira. Kwa sasa, mpira wa asili bado ni bidhaa muhimu na inakadiriwa uzalishaji wa kimataifa wa karibu tani milioni 14 mwaka wa 2009. Raba za syntetisk zilitengenezwa mwanzoni mwa miaka ya 1900 kwa mafanikio tofauti na haikuwa hadi Vita Kuu ya II ambapo zilizalishwa kwa wingi kuchukua nafasi yake. mpira wa asili katika matumizi mengi. Mpira wa sintetiki uliofanikiwa zaidi ni poli(cis-1,4-isoprene), au polyisoprene (IR), ambayo ina sifa za kimaumbile na kemikali zinazofanana sana na zile za mpira asilia.
historia
Matumizi ya kwanza ya mpira yalifanywa na tamaduni za kiasili za Mesoamerica. Ushahidi wa mapema wa akiolojia wa matumizi ya tarehe za asili za mpira kwa tamaduni ya Olmec, kwa bahati katika mfumo wa mipira. Mpira ulitumiwa na tamaduni za Wamaya na Waazteki - pamoja na kutengeneza mipira Waazteki walitumia mpira kutengeneza vinyago, viatu, na vitu vingine. Sifa za kurukaruka za mpira zilikuwa muhimu kwa michezo ya mpira ya Mesoamerica kama vile maulamaa, ambayo ilichezwa na watu wengi kama 2,000. Kufikia 1700 KK Olmec walikuwa wamebadilika kutoka kutengeneza vitu vya mpira hadi kuitumia kama njia ya uwongo ya uchoraji wa picha.
Mpira wa asili ni elastomer ambayo hupatikana kutoka kwa mpira. Polima hii si ya kawaida kwa kuwa imeundwa kabisa (isipokuwa nadra) ya cis-1,4-polyisoprene, bila kutoweka (yaani, vifungo viwili) kati ya minyororo miwili mikuu iliyounganishwa kwa atomi zilizo karibu kwenye mnyororo mkuu. Minyororo imepangwa katika usanidi wa kibinafsi wa "S" (tazama picha), ambayo huipa mpira asili unyumbufu wake juu ya anuwai ya joto kutoka chini ya kiwango cha kuganda hadi karibu 170 °C (340 °F).
Uzalishaji
Mpira wa silikoni umetengenezwa kwa polima zisizo za kikaboni, au sintetiki ilhali mpira asilia hutoka kwa mpira wa mimea fulani. Kikemia, mpira wa silikoni ni tofauti na mpira wa asili kutokana na kuwepo kwa vikundi vya methyl katika minyororo ya silikoni ambapo mpira wa asili una vikundi vya vinyl pekee kwenye minyororo yao. Tovuti ya tiba ya mpira wa silicone pia ni tofauti na ile ya mpira wa asili. Maeneo ya tiba ni maeneo kando ya uti wa mgongo wa polima ambapo kuunganisha kunaweza kufanyika. Katika raba za silikoni, thecnolojia hutumia silane zinazoweza kutolewa hidrolisisi kama maeneo ya kutibu, ilhali katika raba asilia teknolojia hutumia atomi za salfa kama mahali pa kutibu.
Mpira wa silicone ni elastomer isiyo ya kawaida inayojumuisha silicon na oksijeni. Pia inajulikana kama polysiloxane. Tofauti na mpira wa asili, mpira wa silicone hauna vifungo viwili katika minyororo yake ya polymer. Hii huifanya iwe rahisi kuathiriwa na oxidation na uharibifu wa joto na jua. Mpira wa silicone pia una kiwango cha juu cha kuyeyuka kuliko mpira wa asili, na kuifanya kufaa zaidi maombi ya joto la juu.
Mpira wa asili ni elastomer ya kikaboni inayojumuisha vitengo vya isoprene. Ina vifungo viwili katika minyororo yake ya polima, ambayo hufanya iwe rahisi kwa oxidation na uharibifu wa joto na jua. Raba asilia pia ina sehemu ya chini ya kuyeyuka kuliko mpira wa silikoni, na kuifanya isifae kwa matumizi ya halijoto ya juu.
Muundo: kila moja ya raba hizi inajumuisha nini?
Muundo wa Mpira wa Silicone
Mpira wa silikoni umeundwa na polima na migongo ya Si-O-Si. Mbali na polima hizi, mpira wa silikoni pia una viungio kama vile vichungi, rangi, na dawa. Utungaji wa mpira wa silicone unaweza kubinafsishwa ili kufikia mali maalum.
Nyingi za raba za silikoni za kibiashara zimeathiriwa, kumaanisha kwamba zimetibiwa kwa kemikali au joto ili kuboresha sifa zao za kimwili. Vulcanization huipa mpira wa silikoni ukinzani wake kwa halijoto ya juu na kuufanya kudumu zaidi kwa ujumla.
Muundo wa Mpira wa Asili
Mpira wa asili hutengenezwa na polima na migongo ya Isoprene. Polima hizi hupatikana kwenye utomvu wa miti fulani, haswa mti wa Hevea brasiliensis. Muundo wao wa molekuli ni mlolongo wa atomi za kaboni, na atomi kadhaa za hidrojeni zilizounganishwa kwenye minyororo. Atomu hizi za hidrojeni ndizo hufanya mpira wa asili kuwa elastic. Mchakato huo huo (hydrogenation) hutumiwa kutengeneza raba za syntetisk.
Mali: ni mali gani ya kimwili wanayo?
Kuna mali kadhaa muhimu ambazo hutofautisha mpira wa silicone kutoka kwa mpira wa asili. Moja ni uimara wake; mpira wa silikoni unaweza kustahimili halijoto kali, mwanga wa UV, na kukabiliwa na ozoni bila kuharibika, huku mpira wa asili utaharibika baada ya muda chini ya hali hizi. Zaidi ya hayo, mpira wa silikoni hustahimili kemikali zaidi kuliko mpira asilia, na kuifanya kuwa chaguo linalopendelewa kwa matumizi ambapo inaweza kugusana na kemikali kali au viyeyusho. Hatimaye, mpira wa silikoni una msongamano wa chini zaidi kuliko mpira wa asili, kumaanisha kuwa ni nyepesi kwa uzito na rahisi zaidi. Sifa hizi hufanya mpira wa silicone kuwa nyenzo bora kwa matumizi mengi ya viwandani na ya watumiaji.
Mpira wa silikoni ni elastoma inayojumuisha silikoni—yenyewe polima—iliyo na silikoni pamoja na kaboni, hidrojeni, na oksijeni. Raba ya silikoni ina faida kadhaa zinazoifanya iwe bora kwa matumizi mengi tofauti.
Ni sugu sana kwa joto, kumaanisha kuwa inaweza kuhimili joto la juu bila kuharibika. Hii huifanya kuwa kamili kwa matumizi katika programu ambapo kuna hatari ya uharibifu wa joto, kama vile in Silicone gaskets za magari na mihuri.
Mpira wa silicone pia una upinzani bora kwa joto la baridi. Hii inafanya kuwa bora kwa matumizi katika programu ambapo kuna hatari ya uharibifu wa baridi, kama vile katika vyombo vya kuhifadhi chakula.
Mpira wa silicone pia ni wa kudumu sana. Haiharibiki baada ya muda kama mpira wa asili hufanya, kumaanisha kuwa ina maisha marefu zaidi. Hii huifanya iwe kamili kwa matumizi katika programu ambapo kuegemea kwa muda mrefu ni muhimu, kama vile katika vifaa vya matibabu.
Raba asilia ni elastoma inayotolewa kutoka kwa umajimaji mweupe wa milky unaoitwa mpira ambao hutokezwa na mimea mingi. Inaonyesha sifa nzuri za kiufundi kama vile elasticity, upinzani wa abrasion, na nguvu ya mkazo na vile vile upinzani bora wa maji na sifa za insulation za umeme.
Athari kwa mazingira: wana alama ya aina gani?
Aina mbili kuu za mpira ni silicone na mpira wa asili. Wote wawili wana nyayo tofauti za mazingira.
Mpira wa asili hutengenezwa kutoka kwa utomvu wa miti fulani, na ni rasilimali inayoweza kurejeshwa. Inavunja kwa urahisi katika mazingira na haitoi sumu hatari. Uzalishaji wa mpira wa asili unahitaji kiasi kikubwa cha ardhi, ambacho kinaweza kuwa na athari mbaya kwa mazingira.
Mpira wa silicone hutengenezwa kutoka kwa vifaa vya synthetic na sio rasilimali inayoweza kurejeshwa. Haivunjiki kwa urahisi katika mazingira na inaweza kutoa sumu hatari. Uzalishaji wa mpira wa silicone hauhitaji kiasi kikubwa cha ardhi, lakini vifaa vya synthetic vinavyotengenezwa vinaweza kuwa na madhara kwa mazingira.
Gharama: ni kiasi gani cha gharama?
Gharama daima ni jambo muhimu kuzingatia wakati wa kuchagua nyenzo kwa mradi wako. Kwa hiyo, silicone na rubbers asili hugharimu kiasi gani?
Mpira wa silicone kwa kawaida ni ghali zaidi kuliko mpira wa asili. Hii ni kwa sababu mpira wa silicone una upinzani bora wa joto na upinzani wa kemikali kuliko mpira wa asili. Kwa kuongeza, mpira wa silicone unaweza kuhimili joto la juu kuliko mpira wa asili, na kuifanya kuwa chaguo bora kwa programu nyingi.
Mpira wa asili, kwa upande mwingine, ni ghali zaidi kuliko mpira wa silicone. Hii ni kwa sababu mpira asili haustahimili joto na kemikali kama mpira wa silikoni. Walakini, mpira wa asili unaweza kutumika katika anuwai ya matumizi kuliko mpira wa silicone kwa sababu ya gharama yake ya chini.
Hitimisho: ni mpira gani bora kwa ujumla?
Mpira wa silicone na mpira wa asili una faida na hasara zao. Inategemea sana mahitaji yako maalum kama ni ipi itafanya kazi vizuri zaidi kwako. Ikiwa unahitaji nyenzo ambazo zinaweza kuhimili joto la juu, basi mpira wa silicone ndio njia ya kwenda. Ikiwa unahitaji nyenzo ambayo ni elastic zaidi na ina nguvu ya juu ya kuvuta, basi mpira wa asili ni chaguo bora zaidi. Hatimaye, mpira bora kwa mahitaji yako inategemea sifa gani ni muhimu zaidi kwako.
