Неопрен
 Обтюратор на шее, обтюратор на запястье, ручная вентиляция, насос, молния и ткань сухого костюма из неопрена . Мягкий уплотнительный материал на шее и запястьях изготовлен из однослойного вспененного неопрена с закрытыми порами, обеспечивающего эластичность. Гладкая сторона без подкладки плотно прилегает к коже. Синяя область имеет двойную подложку из трикотажной нейлоновой ткани, ламинированной на вспененный неопрен с закрытыми порами для обеспечения прочности. Некоторая изоляция обеспечивается костюмом, а остальную часть — одеждой, надетой под ним. | |
 Химическая структура повторяющегося звена полихлоропрена | |
| Идентификаторы | |
|---|---|
| Информационная карта ECHA | 100.127.980 |
| Номер ЕС |
|
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| Характеристики | |
| Плотность | 1,23 г/см 3 (твердый) 0,1-0,3 г/см 3 (мыло) |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Неопрен (также полихлоропрен ) — семейство синтетических каучуков получаемых полимеризацией хлоропрена , . [1] Неопрен демонстрирует хорошую химическую стабильность и сохраняет гибкость в широком диапазоне температур. Неопрен продается либо в твердом каучуке, либо в форме латекса и используется в широком спектре коммерческих применений, таких как чехлы для ноутбуков , ортопедические корсеты (запястья, колени и т. д.), электроизоляция , медицинские перчатки , эластомерные материалы, наносимые жидкими и листовыми материалами. мембраны или прокладки, а также автомобильные вентилятора ремни . [2]
Производство
[ редактировать ]Неопрен получают путем радикальной полимеризации хлоропрена . В промышленном производстве этот полимер получают свободнорадикальной эмульсионной полимеризацией . Полимеризацию инициируют персульфатом калия . Бифункциональные нуклеофилы, оксиды металлов (например, оксид цинка) и тиомочевины используются для сшивания отдельных цепей полимера. [3]
История
[ редактировать ]Неопрен был изобретен учеными DuPont 17 апреля 1930 года после того, как Элмер К. Болтон из DuPont посетил лекцию отца Джулиуса Артура Ньюланда , профессора химии в Университете Нотр-Дам . Исследования Ньюланда были сосредоточены на химии ацетилена , и в ходе своей работы он произвел дивинилацетилен, желе, которое при пропускании над дихлоридом серы превращается в эластичное соединение, похожее на каучук . После того, как компания DuPont приобрела на патент у университета права , Уоллес Каротерс из компании DuPont взял на себя коммерческое развитие открытия Ньюланда в сотрудничестве с самим Ньюландом и химиками DuPont Арнольдом Коллинзом , Ирой Уильямс и Джеймсом Кирби. [4] Коллинз сосредоточился на моновинилацетилене и позволил ему вступать в реакцию с газообразным хлористым водородом , производя хлоропрен . [5]
Компания DuPont впервые выпустила это соединение на рынок в 1931 году под торговой маркой DuPrene. [6] но его коммерческие возможности были ограничены оригинальным производственным процессом, из-за которого продукт имел неприятный запах. [7] Был разработан новый процесс, который устранил побочные продукты, вызывающие запах, и вдвое сократил производственные затраты, и компания начала продавать материал производителям готовой конечной продукции. [7] Чтобы не допустить, чтобы некачественные производители навредили репутации продукта, товарный знак DuPrene был ограничен и распространялся только на материалы, продаваемые DuPont. [7] Поскольку сама компания не производила никаких конечных продуктов, содержащих дюпрен, товарный знак был исключен в 1937 году и заменен общим названием «неопрен», в попытке «подчеркнуть, что этот материал является ингредиентом, а не готовым потребительским продуктом». [8] Затем DuPont активно работала над созданием спроса на свою продукцию, реализовав маркетинговую стратегию, которая включала публикацию собственного технического журнала, в котором широко освещалось использование неопрена, а также рекламировалась продукция других компаний на основе неопрена. [7] К 1939 году продажи неопрена принесли компании прибыль более 300 000 долларов (что эквивалентно 6 600 000 долларов в 2023 году). [7]
Механические свойства
[ редактировать ]Высокая прочность неопрена на растяжение является результатом его очень регулярной структуры основной цепи, которая заставляет неопрен подвергаться деформационной кристаллизации под растягивающей нагрузкой. [9] Гиперупругая модель с двумя параметрами (скорость деформации и температура) может точно отразить большую часть механической реакции неопрена. [10]
Было показано, что воздействие ацетона и тепла ухудшает прочность на разрыв и предельное удлинение неопрена, вероятно, из-за потери пластификаторов , а также увеличения сшивки во время теплового воздействия. [11] Реакция неопрена на термическое старение зависит не только от самой высокой температуры, которой он подвергается, но и от точного температурно-временного профиля; это результат действия конкурирующих факторов разрыва основной полимерной цепи и окислительной сшивки. [12] Разрыв цепи приводит к деградации, охрупчиванию и потере ударной вязкости. [13] Реакции окисления при наличии нагрева приводят к усилению сшивки, что, в свою очередь, вызывает затвердевание. [12] Взаимодействие обоих этих факторов определяет результирующее влияние на механические свойства материала; Считается, что сшивка преобладает в неопрене. [12] [14]
Поскольку неопрен используется для изготовления оболочек электрических кабелей на атомных электростанциях, влияние гамма-излучения также исследовалось на механические свойства неопрена. Видно , что разрыв цепи, возможно, вызванный свободными радикалами облученного кислорода, ухудшает механические свойства неопрена. [15] Аналогично, прочность на разрыв, твердость и предельное удлинение неопрена также могут ухудшаться под воздействием микроволнового излучения , что представляет интерес для процесса девулканизации. [16] Наконец, ультрафиолетовое излучение снижает механические свойства неопрена, что важно для применения неопрена на открытом воздухе. [17]
| Свойство | Ценить |
|---|---|
| Предельная прочность на растяжение | 4000 фунтов на квадратный дюйм [9] |
| Модуль Юнга | 890 фунтов на квадратный дюйм [18] |
| Максимальное удлинение | 600% [9] |
| Твердость ( Дюрометр ) | 30–95 [9] |
| Температура стеклования | -43°С [9] |
| Модуль упругости (измеряется при 1 Гц) | 7,83 МПа [19] |
| Модуль потерь (измеряется при 1 Гц) | 8,23 МПа [19] |
Приложения
[ редактировать ]Общий
[ редактировать ]
Неопрен более устойчив к деградации, чем натуральный или синтетический каучук . как прокладки , шланги и антикоррозионные Эта относительная инертность делает неопрен хорошо подходящим для таких требовательных применений , покрытия . [1] Его можно использовать в качестве основы для клеев , шумоизоляции в силовых трансформаторах , а также в качестве прокладки во внешних металлических ящиках для защиты содержимого и обеспечения плотного прилегания. Он противостоит горению лучше, чем исключительно на углеводородной основе. каучуки [20] В результате он появляется в уплотнителях противопожарных дверей и в боевой одежде, такой как перчатки и маски. Благодаря своей устойчивости к экстремальным условиям неопрен используется для облицовки свалок. Температура горения неопрена составляет около 260 ° C (500 ° F). [21]
В своем естественном состоянии неопрен представляет собой очень гибкий резиноподобный материал с изоляционными свойствами, подобными резине или другим твердым пластикам.
Неопреновая пена используется во многих областях применения и производится как с закрытыми, так и с открытыми порами. Форма с закрытыми порами водонепроницаема , менее сжимаема и более дорога. Форма с открытыми порами может быть воздухопроницаемой . Он производится путем вспенивания резины газообразным азотом , где крошечные закрытые и отделенные пузырьки газа также могут служить изоляцией. Газообразный азот чаще всего используется для вспенивания пенопрена из-за его инертности, огнестойкости и большого диапазона температур обработки. [22]
Гражданское строительство
[ редактировать ]Неопрен используется в качестве компонента эластомерных опор мостов , чтобы выдерживать большие нагрузки, допуская при этом небольшие горизонтальные перемещения. [23]
водные виды спорта
[ редактировать ]Неопрен — популярный материал для изготовления защитной одежды для занятий водными видами спорта. Вспененный неопрен обычно используется для изготовления для нахлыста куликов, гидрокостюмов и сухих костюмов , поскольку он обеспечивает отличную изоляцию от холода. Пена довольно плавучая, и дайверы компенсируют это, надев утяжелители. [24] Поскольку вспененный неопрен содержит газовые карманы, материал сжимается под давлением воды, становясь тоньше на большей глубине; гидрокостюм из неопрена толщиной 7 мм обеспечивает гораздо меньшую защиту от воздействия на глубине 100 футов, чем на поверхности. Недавним достижением в области неопрена для гидрокостюмов является его «супергибкий» вариант, в котором используется спандекс для большей гибкости и растяжения. в трикотажной подкладке [25] [26] Сухой костюм похож на гидрокостюм, но в нем используется более толстый и прочный неопрен, что позволяет создать полностью водонепроницаемый костюм, пригодный для ношения в очень холодной или загрязненной воде. [ нужна ссылка ]
Аксессуары для дома
[ редактировать ]В последнее время неопрен стал любимым материалом для образа жизни и других аксессуаров для дома, включая для ноутбуков чехлы для планшетов , держатели , пульты дистанционного управления , коврики для мыши и замшу для езды на велосипеде.
Музыка
[ редактировать ]использовались В электропианино Rhodes молоточки из неопрена после замены войлочных молоточков примерно в 1970 году. [27]
Неопрен также используется для изготовления диффузоров динамиков и пэдов для занятий на барабанах. [28]
Гидропонное садоводство
[ редактировать ]В гидропонных и аэрируемых садовых системах используются небольшие неопреновые вставки, которые удерживают растения на месте во время размножения черенками или использования сетчатых чашек. Вставки сравнительно небольшие, размером от 1,5 до 5 дюймов (от 4 до 13 см). Неопрен является хорошим выбором для поддержки растений из-за его гибкости и мягкости, позволяющих надежно удерживать растения на месте без риска повреждения стебля. Неопреновые покрытия для корней также помогают блокировать попадание света в корневую камеру гидропонных систем, обеспечивая лучший рост корней и помогая сдерживать рост водорослей. [ нужна ссылка ]
Медицинская маска
[ редактировать ]Во время глобальной пандемии COVID-19 некоторые эксперты в области здравоохранения назвали неопрен эффективным материалом для изготовления самодельных масок для лица. [29] Некоторые коммерческие производители масок для лица, использующие неопрен, заявляют, что фильтрация частиц размером до 0,1 микрона составляет 99,9%. [30] размер коронавируса составляет в среднем 0,125 микрона. Установлено, что [31]
Другой
[ редактировать ] | Этот раздел нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( Май 2024 г. ) |
Неопрен используется для изготовления масок для Хэллоуина и масок, используемых для защиты лица, для изготовления водонепроницаемых чехлов автомобильных сидений, в эластомерных кровельных мембранах или накладках, наносимых жидкостью и листами, а также в смеси неопрена и спандекса для изготовления ремней для позиционирования инвалидных колясок .
В настольных варгеймах неопреновые коврики с изображением травы, песка, льда или других природных элементов стали популярными игровыми поверхностями. Они долговечны, прочны и стабильны, имеют привлекательный внешний вид, а также отличаются способностью сворачиваться при хранении, но лежать ровно в развернутом виде.
Из-за своей химической стойкости и общей долговечности неопрен иногда используется при производстве перчаток для мытья посуды, особенно в качестве альтернативы латексу .
В моде неопрен использовали такие дизайнеры, как Гарет Пью , Баленсиага , Рик Оуэнс , Ланвин и Вера Ванг .
Меры предосторожности
[ редактировать ]У некоторых людей аллергия на неопрен, в то время как другие могут заболеть дерматитом из-за остатков тиомочевины , оставшихся при его производстве. [ нужны разъяснения ]
Наиболее распространенным ускорителем вулканизации полихлоропрена является этилентиомочевина (ЭТУ), которая классифицируется как репродуктивный токсин . С 2010 по 2013 год в европейской резиновой промышленности осуществлялся исследовательский проект под названием SafeRubber, направленный на разработку более безопасной альтернативы использованию ETU. [32]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Вернер Обрехт, Жан-Пьер Ламбер, Михаэль Хапп, Кристиана Оппенгеймер-Стикс, Джон Данн и Ральф Крюгер «Каучук, 4. Эмульсионные каучуки» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана, 2012, Wiley-VCH, Вайнхайм. два : 10.1002/14356007.o23_o01
- ^ «Техническая информация — Неопрен» (PDF) . Эластомеры Du Pont Performance. Октябрь 2003 г. Архивировано из оригинала (PDF) 29 августа 2008 г. Проверено 6 февраля 2008 г.
- ^ Фурман, Гленн Э. (14 октября 2005 г.). «Хлоропреновые полимеры». Энциклопедия полимерной науки и техники . Интернет-библиотека Уайли. дои : 10.1002/0471440264.pst053 . ISBN 0471440264 .
- ^ Каротерс, Уоллес Х.; Уильямс, Айра; Коллинз, Арнольд М.; Кирби, Джеймс Э. (ноябрь 1931 г.). «Полимеры ацетилена и их производные. II. Новый синтетический каучук: хлоропрен и его полимеры». Журнал Американского химического общества . 53 (11): 4203–4225. дои : 10.1021/ja01362a042 .
- ^ Смит, Джон К. (январь 1985 г.). «Десятилетнее изобретение: исследования неопрена и компании Du Pont, 1930–1939». Технологии и культура . 26 (1): 34–55. дои : 10.2307/3104528 . JSTOR 3104528 . S2CID 113234844 .
- ^ «Неопрен: 1930 год – Обзор» . Наследие Дюпон . Дюпон. Архивировано из оригинала 9 марта 2012 года . Проверено 29 марта 2011 г.
- ^ Jump up to: а б с д и Хауншелл, Дэвид А.; Смит, Джон Кенли (1988). Наука и корпоративная стратегия: исследования и разработки Du Pont, 1902–1980 (переиздание). Кембридж [Кембриджшир]: Издательство Кембриджского университета. стр. 253–257 . ISBN 0-521-32767-9 .
- ^ «Неопрен: 1930 год — подробно» . Наследие Дюпон . Дюпон. Архивировано из оригинала 10 мая 2011 года . Проверено 29 марта 2011 г.
- ^ Jump up to: а б с д и Харрис, Сирил М.; Пирсол, Аллан Г., ред. (2002). Справочник Харриса по ударам и вибрации . Справочники McGraw-Hill (5-е изд.). Нью-Йорк: МакГроу-Хилл. пп. гл. 33. ISBN 978-0-07-137081-3 .
- ^ Триведи, Арканзас; Сивиур, Чехия (01 сентября 2020 г.). «Простая гиперупругая модель, зависящая от скорости и температуры, в применении к неопреновой резине» . Журнал динамического поведения материалов . 6 (3): 336–347. Бибкод : 2020JDBM....6..336T . дои : 10.1007/s40870-020-00252-w . ISSN 2199-7454 .
- ^ Гао, Пэнфэй; Томасович, Бет (ноябрь 2005 г.). «Изменение растягивающих свойств неопреновых и нитриловых перчаток после многократного воздействия ацетона и термического обеззараживания» . Журнал гигиены труда и окружающей среды . 2 (11): 543–552. дои : 10.1080/15459620500315964 . ISSN 1545-9624 . ПМИД 16276643 .
- ^ Jump up to: а б с Алажары, Шариф; Шаафаи, Мамун; Бахрололуми, Амир; Даргазаны, Рузбе (18 марта 2024 г.). «Исследование влияния последовательных температурных профилей старения на реакцию неопреновой резины» . Журнал исследований полимеров . 31 (4): 102. дои : 10.1007/s10965-024-03910-y . ISSN 1572-8935 .
- ^ Файоль, Бруно; Ришо, Эммануэль; Колин, Ксавье; Верду, Жак (2008). «Обзор: вызванное деградацией охрупчивание полукристаллических полимеров, аморфная фаза которых находится в эластичном состоянии» . Журнал материаловедения . 43 (22): 6999–7012. Бибкод : 2008JMatS..43.6999F . дои : 10.1007/s10853-008-3005-3 . ISSN 0022-2461 .
- ^ Ито, Масаюки; Окада, Сохей; Курияма, Исаму (1 января 1981 г.). «Ухудшение механических свойств хлоропренового каучука в различных условиях» . Журнал материаловедения . 16 (1): 10–1 Бибкод : 1981JMatS..16...10I . дои : 10.1007/BF00552053 . ISSN 1573-4803 .
- ^ Ито, Масаюки; Окада, Сохей; Курияма, Исаму (1 января 1981 г.). «Ухудшение механических свойств хлоропренового каучука в различных условиях» . Журнал материаловедения . 16 (1): 10–1 Бибкод : 1981JMatS..16...10I . дои : 10.1007/BF00552053 . ISSN 1573-4803 .
- ^ Скальузи, Сандра; Араужо, Сумаир Г.; Ландини, Лилиан; Лугао, Адемар Б. (2009). «ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ ХЛОРОПРЕНОВОГО ДЕВУЛКАНИЗАТА ИЗЛУЧЕНИЕМ В СВЧ» (PDF) . Международная ядерно-атлантическая конференция 2009 г.
- ^ Чжоу, Сюн-Вэй; Хуан, Чон-Шин (05 декабря 2008 г.). «Влияние ультрафиолетового облучения на статические и динамические свойства неопреновых каучуков» . Журнал прикладной науки о полимерах . 110 (5): 2907–2913. дои : 10.1002/app.28903 . ISSN 0021-8995 .
- ^ «MatWeb — информационный ресурс онлайн-материалов» . www.matweb.com . Проверено 13 мая 2024 г.
- ^ Jump up to: а б Ло, Сянчэн; Чанг, DDL (1 января 2000 г.). «Гашение вибрации с помощью гибкого графита» . Карбон . 38 (10): 1510–1512. Бибкод : 2000Carbo..38.1510L . дои : 10.1016/S0008-6223(00)00111-1 .
- ^ «Неопрен-полихлоропрен» . Эластомеры Дюпон. Архивировано из оригинала 11 января 2008 г. Проверено 9 апреля 2008 г.
- ^ «3E Protect» (PDF) . MSDS.DuPont.com . Проверено 14 октября 2017 г.
- ^ Майер, Клайв; Калафут, Тереза (1998). «Добавки». Полипропилен: Полное руководство пользователя и справочник . Библиотека дизайна пластмасс.
- ^ Дэймон Аллен. Оценка жесткости неопреновых подшипниковых подушек при длительных нагрузках . Диссертация, представленная в аспирантуру Университета Флориды при частичном выполнении требований для получения степени доктора философии. Университет Флориды, 2008 г.
- ^ «Весовые системы» .
- ^ «Подкладка гидрокостюма» . srface.com . Проверено 28 декабря 2021 г.
- ^ «Ткани для лица» . PerfectEx.com . 17 апреля 2020 г. Проверено 28 декабря 2021 г.
- ^ «Уголок Стива — Советы по молотку» . FenderRhodes.com . Проверено 14 октября 2017 г.
- ^ «4 великих барабанщика» . Создание музыки . 20 февраля 2015 года . Проверено 7 декабря 2018 г.
- ^ «Маски для лица от коронавируса: что следует знать» . Веб-МД . 8 ноября 2019 г. . Проверено 17 июня 2020 г.
- ^ «Часто задаваемые вопросы по маскам RZ» . Маска для лица RZ . 11 марта 2020 г. Проверено 17 июня 2020 г.
- ^ Фер, Арканзас; Перлман, С. (12 февраля 2015 г.). «Коронавирусы: обзор их репликации и патогенеза». Коронавирусы . Методы молекулярной биологии. Том. 1282. стр. 1–23. дои : 10.1007/978-1-4939-2438-7_1 . ISBN 978-1-4939-2437-0 . ПМЦ 4369385 . ПМИД 25720466 .
- ^ «Более безопасная альтернатива ускорителям на основе тиомочевины в процессе производства хлоропренового каучука» . Cordis.europa.eu . Проверено 25 апреля 2024 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
Резина |
|---|
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|