Neoprena
Neoprena (Jawi: نيوڤرينا ) (juga dipanggil polikloroprena) (Jawi: ڤوليكلوروڤرينا ) ialah satu keluarga daripada getah sintetik yang dihasilkan melalui pempolimeran kloroprena.[1] Neoprena mempamerkan kestabilan kimia yang baik dan mengekalkan fleksibiliti dalam julat suhu yang luas. Neoprena dijual sama ada sebagai getah pepejal atau dalam bentuk lateks dan digunakan dalam pelbagai aplikasi komersial, seperti sarung komputer riba, pendakap ortopedik (pergelangan tangan, lutut, dll.), penebat elektrik, sarung tangan perubatan, membran atau lapisan elastomerik cecair dan sapuan cadar, dan tali sawat kipas automotif.[2]
Pengedap leher, pengedap pergelangan tangan, bolong manual, pengepam, zip, dan fabrik sut kering neoprena. Bahan pengedap yang lembut pada leher dan pergelangan tangan diperbuat daripada neoprena busa sel tertutup berlapik tunggal untuk keanjalan. Bahagian licin yang tidak berlapik mengedap pada kulit. Kawasan biru dilapik dua kali dengan fabrik nilon rajutan yang dilaminasi pada neoprena busa sel tertutup untuk ketahanan. Sedikit penebatan disediakan oleh sut, dan selebihnya oleh pakaian yang dipakai pada bawahnya.
| |
Struktur kimia unit berulang bagi polikloroprena
| |
Pengecam | |
---|---|
ECHA InfoCard | 100.127.980 |
Nombor EC |
|
CompTox Dashboard (EPA)
|
|
Sifat | |
Ketumpatan | 1.23 g/cm3 (pepejal) 0.1-0.3 g/cm3 (busa) |
Kecuali jika dinyatakan sebaliknya, data diberikan untuk bahan-bahan dalam keadaan piawainya (pada 25 °C [77 °F], 100 kPa). | |
Rujukan kotak info | |
Penghasilan
suntingNeoprena dihasilkan melalui pempolimeran radikal bebas kloroprena. Dalam pengeluaran komersial, polimer ini disediakan melalui pempolimeran emulsi radikal bebas. Pempolimeran dimulakan menggunakan kalium persulfat. Nukleofil dwifungsi, oksida logam (cth, zink oksida), dan tiourea digunakan untuk memaut silang rantai polimer individual.[3]
Sejarah
suntingNeoprena telah dicipta oleh saintis DuPont pada 17 April 1930, selepas Elmer K. Bolton dari DuPont menghadiri syarahan oleh Fr. Julius Arthur Nieuwland, seorang profesor kimia di Universiti Notre Dame. Penyelidikan Nieuwland tertumpu pada kimia asetilena, dan semasa menjalankan kerjanya, beliau menghasilkan divinil asetilena, jeli yang mengeras menjadi sebatian elastik yang serupa dengan getah apabila dilalukan di atas sulfur diklorida. Selepas DuPont membeli hak paten daripada universiti, Wallace Carothers dari DuPont mengambil alih pembangunan komersial penemuan Nieuwland dengan kerjasama Nieuwland sendiri dan ahli kimia DuPont, Arnold Collins, Ira Williams, dan James Kirby.[4] Collins menumpukan perhatian kepada monovinil asetilena dan membenarkannya bertindak balas dengan gas hidrogen klorida, menghasilkan kloroprena.[5]
DuPont mula memasarkan sebatian itu pada tahun 1931 di bawah nama dagangan DuPrene,[6] tetapi kebarangkalian komersialnya terhad oleh proses pembuatan asal, yang meninggalkan produk dengan bau busuk.[7] Proses baharu telah dibangunkan, yang menghapuskan hasil sampingan yang menyebabkan bau dan mengurangkan separuh kos pengeluaran, dan syarikat itu mula menjual bahan tersebut kepada pengeluar produk akhir yang siap.[7] Untuk mengelakkan pengeluar yang tidak berkualiti daripada merosakkan reputasi produk, tanda dagangan DuPrene dihadkan untuk digunakan hanya pada bahan yang dijual oleh DuPont.[7] Memandangkan syarikat itu sendiri tidak mengeluarkan sebarang produk akhir yang mengandungi DuPrene, tanda dagangan itu digugurkan pada tahun 1937 dan digantikan dengan nama generik, neoprene, dalam usaha untuk "menandakan bahawa bahan itu adalah bahan ramuan, bukan produk pengguna yang siap."[8] DuPont kemudiannya berusaha secara meluas untuk menjana permintaan bagi produknya, melaksanakan strategi pemasaran yang termasuk menerbitkan jurnal teknikalnya sendiri, menghebahkan secara meluas kegunaan neoprena serta mengiklankan produk berasaskan neoprena syarikat lain.[7] Menjelang 1939, jualan neoprena telah menjana keuntungan melebihi RM1.3 juta untuk syarikat itu (bersamaan dengan RM29.5 juta pada 2023).[7]
Sifat mekanikal
suntingPrestasi tegangan tinggi neoprena adalah hasil daripada struktur tulang belakangnya yang sangat teratur, yang menyebabkan neoprena mengalami penghabluran terikan di bawah bebanan tegangan.[9] Model hiperelastik dua parameter (kadar terikan dan suhu) boleh menangkap dengan tepat kebanyakan tindak balas mekanikal neoprena.[10]
Pendedahan kepada aseton dan haba telah terbukti menurunkan kekuatan tegangan dan pemanjangan muktamad neoprena, berkemungkinan disebabkan oleh kehilangan pemplastik serta peningkatan pautan silang semasa pendedahan haba.[11] Tindak balas neoprena terhadap penuaan haba bukan sahaja bergantung pada suhu tertinggi yang didedahkan kepadanya tetapi juga pada profil suhu-masa yang tepat; ini adalah hasil daripada faktor-faktor bersaing oleh guntingan rantai polimer utama dan pautan silang oksidatif.[12] Guntingan rantai membawa kepada degradasi, perapuhan, dan kehilangan keliatan.[13] Tindak balas pengoksidaan dengan kehadiran pemanasan membawa kepada peningkatan pautan silang, yang seterusnya menyebabkan pengerasan.[12] Interaksi kedua-dua faktor ini menentukan kesan yang terhasil pada sifat mekanikal bahan; pautan silang dianggap dominan untuk neoprena.[12][14]
Memandangkan neoprena digunakan untuk membuat jaket kabel elektrik di loji tenaga nuklear, kesan sinar gama terhadap sifat mekanikal neoprena juga telah dikaji. Guntingan rantai, yang mungkin dicetuskan oleh radikal bebas daripada oksigen yang disinari, dilihat memburukkan sifat mekanikal neoprena.[15] Begitu juga, kekuatan tegangan, kekerasan, dan pemanjangan muktamad neoprena juga boleh merosot apabila terdedah kepada sinar mikrogelombang, yang menarik dalam proses divulkanisasi.[16] Akhir sekali, sinar ultraungu dilihat mengurangkan sifat mekanikal neoprena, yang penting untuk aplikasi luaran neoprena.[17]
Sifat | Nilai |
---|---|
Kekuatan tegangan muktamad | 27.579 MPa (4000 PSI)[9] |
Modulus Young | 6.136 MPa (890 PSI)[18] |
Pemanjangan muktamad | 600%[9] |
Kekerasan (Durometer) | 30–95[9] |
Peralihan kaca | -43°C[9] |
Modulus simpanan (diukur pada 1 Hz) | 7.83 MPa (1135.646 PSI)[19] |
Modulus kehilangan (diukur pada 1 Hz) | 8.23 MPa (1193.661 PSI) [19] |
Aplikasi
suntingUmum
suntingNeoprena lebih tahan degradasi berbanding getah asli atau sintetik. Kelengaian relatif ini menjadikan neoprena sesuai untuk aplikasi yang mencabar seperti gasket, hos, dan salutan tahan kakisan.[1] Ia boleh digunakan sebagai asas untuk pelekat, penebat bunyi dalam pemasangan alat ubah kuasa, dan sebagai pelapik dalam bekas logam luaran untuk melindungi kandungan sambil membenarkan padanan yang kemas. Ia lebih tahan bakaran berbanding getah berasaskan hidrokarbon dengan eksklusif,[20] yang menyebabkan ia digunakan dalam pengedap cuaca untuk pintu bomba dan dalam pakaian berkaitan pertempuran seperti sarung tangan dan topeng muka. Kerana toleransinya terhadap keadaan ekstrem, neoprena digunakan untuk melapik tapak pelupusan sampah. Takat bakar neoprena adalah sekitar 260 °C (500 °F).[21]
Dalam keadaan asalnya, neoprena ialah bahan seperti getah yang sangat mudah lentur dengan sifat penebat yang serupa dengan getah atau plastik pepejal yang lain.
Busa neoprena digunakan dalam banyak aplikasi dan dihasilkan dalam bentuk sel tertutup atau sel terbuka. Bentuk sel tertutup adalah kalis air, kurang boleh dimampatkan, dan lebih mahal. Bentuk sel terbuka adalah telap udara. Ia dihasilkan dengan membuihkan getah dengan gas nitrogen, di mana gelembung gas kecil, tertutup dan terpisah juga boleh berfungsi sebagai penebat. Gas nitrogen paling biasa digunakan untuk pembuihan busa neoprena kerana kelembapannya, ketahanan api, dan julat suhu pemprosesan yang besar.[22]
Kejuruteraan awam
suntingNeoprena digunakan sebagai komponen galas jambatan elastomerik, untuk menyokong beban berat sambil membenarkan pergerakan mendatar yang kecil.[23]
Akuatik
suntingNeoprena ialah sebuah bahan yang popular dalam pembuatan pakaian pelindung untuk aktiviti akuatik. Neoprena berbusa biasanya digunakan untuk membuat but randuk mempas, sut basah atau baju selam dan sut kering kerana ia memberikan penebatan yang sangat baik terhadap sejuk. Busa itu agak apung, dan penyelam mengimbanginya dengan memakai pemberat.[24] Memandangkan busa neoprena mengandungi poket gas, apabila bahan itu memampat di bawah tekanan air, ia menjadi lebih nipis pada kedalaman yang lebih besar; baju selam neoprena berketebalan 7 mm menawarkan perlindungan pendedahan yang jauh lebih sedikit di bawah 30 meter berbanding di permukaan.[25][26] Kemajuan terbaru dalam neoprena untuk baju selam ialah varieti super-flex, yang menggunakan spandeks dalam fabrik pelapik rajutan untuk fleksibiliti dan regangan yang lebih besar. Sut kering adalah serupa dengan baju selam tetapi menggunakan neoprena yang lebih tebal dan lebih tahan lama untuk menjadikan sut kalis air sepenuhnya yang sesuai untuk dipakai dalam air yang sangat sejuk atau air yang tercemar.[perlu rujukan]
Aksesori rumah
suntingBaru-baru ini, neoprena telah menjadi bahan pilihan untuk gaya hidup dan aksesori rumah yang lain termasuk sarung komputer riba, pemegang tablet, alat kawalan jauh, alas tetikus, dan pelapik seluar berbasikal.
Muzik
suntingPiano Rhodes menggunakan hujung tukul yang diperbuat daripada neoprena dalam piano elektriknya, selepas bertukar daripada tukul felt sekitar tahun 1970.[27] Neoprena juga digunakan untuk kon pembesar suara dan pad latihan dram.[28]
Pengebunan hidroponik
suntingSistem berkebun hidroponik dan diudarakan menggunakan sisipan neoprena kecil untuk menahan tumbuhan di tempatnya semasa membiakkan keratan atau menggunakan cawan jaring. Sisipan adalah agak kecil, bersaiz dari 4 hingga 13 cm (1.5 hingga 5 inci). Neoprena ialah pilihan yang baik untuk menyokong tumbuhan kerana fleksibiliti dan kelembutannya, membolehkan tumbuhan dipegang dengan selamat pada tempatnya tanpa kemungkinan yang menyebabkan kerosakan pada batang. Penutup akar neoprena juga membantu menghalang cahaya daripada memasuki ruang pengakaran sistem hidroponik, membolehkan pertumbuhan akar yang lebih baik dan membantu menghalang pertumbuhan alga.[perlu rujukan]
Topeng muka
suntingSemasa pandemik global COVID-19, neoprena telah dikenal pasti oleh beberapa pakar kesihatan sebagai bahan yang berkesan untuk digunakan bagi topeng muka buatan sendiri.[29] Sesetengah pengeluar topeng muka komersial yang menggunakan neoprena telah mendakwa penapisan 99.9% untuk zarah sekecil 0.1 mikron.[30] Saiz koronavirus dikenal pasti secara purata ialah 0.125 mikron.[31]
Lain-lain
suntingNeoprena digunakan untuk topeng Halloween dan juga topeng yang digunakan untuk perlindungan muka, untuk membuat sarung tempat duduk kereta kalis air, dalam membran atau lapisan bumbung elastomerik cecair dan sapuan cadar, dan dalam campuran neoprena-spandeks untuk pembuatan abah-abah penempatan kerusi roda.
Dalam permainan perang meja, tikar neoprena yang dicetak dengan ciri berumput, berpasir, berais atau ciri semula jadi lain telah menjadi permukaan permainan yang popular. Ia tahan lasak, kukuh, stabil dan menarik dari segi penampilan serta digemari kerana keupayaannya untuk digulung dalam simpanan tetapi terbentang rata apabila dibuka.
Oleh kerana ketahanan kimia dan ketahanan keseluruhannya, neoprena kadangkala digunakan dalam pembuatan sarung tangan untuk membasuh pinggan, terutamanya sebagai alternatif kepada lateks.
Dalam fesyen, neoprena telah digunakan oleh pereka seperti Gareth Pugh,[32] Balenciaga,[33] Rick Owens, Lanvin, dan Vera Wang.
Neoprena juga digunakan sebagai fabrik eksperimen untuk melapik cermin oleh pereka Flavia Brilli untuk jenama cerminnya, Jazz Frames.[perlu rujukan]
Awasan
suntingSesetengah orang alah kepada neoprena, manakala yang lain boleh mendapat dermatitis daripada sisa tiourea yang tersisa daripada penghasilannya.[Penjelasan diperlukan]
Pemecut yang paling biasa dalam pemvulkanan polikloroprena ialah etilena tiourea (ETU), yang telah diklasifikasikan sebagai toksin pembiakan. Dari 2010 hingga 2013, industri getah Eropah mempunyai projek penyelidikan bertajuk SafeRubber untuk membangunkan alternatif yang lebih selamat kepada penggunaan ETU.[34]
Lihat juga
suntingRujukan
sunting- ^ a b Werner Obrecht, Jean-Pierre Lambert, Michael Happ, Christiane Oppenheimer-Stix, John Dunn and Ralf Krüger "Rubber, 4. Emulsion Rubbers" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2012, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.o23_o01
- ^ "Technical information — Neoprene" (PDF) (dalam bahasa Inggeris). Du Pont Performance Elastomers. October 2003. Diarkibkan daripada yang asal (PDF) pada 2008-08-29. Dicapai pada 2008-02-06.
- ^ Furman, Glenn E. (14 October 2005). "Chloroprene Polymers". Encyclopedia of Polymer Science and Technology (dalam bahasa Inggeris). Wiley Online Library. doi:10.1002/0471440264.pst053. ISBN 0471440264.
- ^ Carothers, Wallace H.; Williams, Ira.; Collins, Arnold M.; Kirby, James E. (November 1931). "Acetylene Polymers and Their Derivatives. Ii. A New Synthetic Rubber: Chloroprene and ITS Polymers". Journal of the American Chemical Society (dalam bahasa Inggeris). 53 (11): 4203–4225. doi:10.1021/ja01362a042.
- ^ Smith, John K. (January 1985). "The Ten-Year Invention: Neoprene and Du Pont Research, 1930-1939". Technology and Culture (dalam bahasa Inggeris). 26 (1): 34–55. doi:10.2307/3104528. JSTOR 3104528. S2CID 113234844.
- ^ "Neoprene: 1930 - Overview". DuPont Heritage (dalam bahasa Inggeris). DuPont. Diarkibkan daripada yang asal pada 9 March 2012. Dicapai pada 29 March 2011.
- ^ a b c d e Hounshell, David A.; Smith, John Kenly (1988). Science and Corporate Strategy: Du Pont R&D, 1902-1980 (dalam bahasa Inggeris) (ed. Repr.). Cambridge [Cambridgeshire]: Cambridge University Press. m/s. 253–257. ISBN 0-521-32767-9.
- ^ "Neoprene: 1930 - In Depth". DuPont Heritage (dalam bahasa Inggeris). DuPont. Diarkibkan daripada yang asal pada 10 May 2011. Dicapai pada 29 March 2011.
- ^ a b c d e Harris, Cyril M.; Piersol, Allan G., penyunting (2002). Harris' shock and vibration handbook. McGraw-Hill handbooks (dalam bahasa Inggeris) (ed. 5th). New York: McGraw-Hill. m/s. Ch. 33. ISBN 978-0-07-137081-3.
- ^ Trivedi, A. R.; Siviour, C. R. (2020-09-01). "A Simple Rate–Temperature Dependent Hyperelastic Model Applied to Neoprene Rubber". Journal of Dynamic Behavior of Materials (dalam bahasa Inggeris). 6 (3): 336–347. Bibcode:2020JDBM....6..336T. doi:10.1007/s40870-020-00252-w. ISSN 2199-7454.
- ^ Gao, Pengfei; Tomasovic, Beth (November 2005). "Change in Tensile Properties of Neoprene and Nitrile Gloves After Repeated Exposures to Acetone and Thermal Decontamination". Journal of Occupational and Environmental Hygiene (dalam bahasa Inggeris). 2 (11): 543–552. doi:10.1080/15459620500315964. ISSN 1545-9624. PMID 16276643. Diarkibkan daripada yang asal pada 2024-05-13. Dicapai pada 2024-05-13.
- ^ a b c Alazhary, Sharif; Shaafaey, Mamoon; Bahrololoumi, Amir; Dargazany, Roozbeh (2024-03-18). "Investigating the effects of sequential aging temperature profiles on the response of neoprene rubber". Journal of Polymer Research (dalam bahasa Inggeris). 31 (4): 102. doi:10.1007/s10965-024-03910-y. ISSN 1572-8935.
- ^ Fayolle, Bruno; Richaud, Emmanuel; Colin, Xavier; Verdu, Jacques (2008). "Review: degradation-induced embrittlement in semi-crystalline polymers having their amorphous phase in rubbery state". Journal of Materials Science (dalam bahasa Inggeris). 43 (22): 6999–7012. Bibcode:2008JMatS..43.6999F. doi:10.1007/s10853-008-3005-3. ISSN 0022-2461. Diarkibkan daripada yang asal pada 2024-09-07. Dicapai pada 2024-05-13.
- ^ Ito, Masayuki; Okada, Sohei; Kuriyama, Isamu (1981-01-01). "The deterioration of mechanical properties of chloroprene rubber in various conditions". Journal of Materials Science (dalam bahasa Inggeris). 16 (1): 10–16. Bibcode:1981JMatS..16...10I. doi:10.1007/BF00552053. ISSN 1573-4803. Diarkibkan daripada yang asal pada 2024-09-07. Dicapai pada 2024-05-13.
- ^ Ito, Masayuki; Okada, Sohei; Kuriyama, Isamu (1981-01-01). "The deterioration of mechanical properties of chloroprene rubber in various conditions". Journal of Materials Science (dalam bahasa Inggeris). 16 (1): 10–16. Bibcode:1981JMatS..16...10I. doi:10.1007/BF00552053. ISSN 1573-4803. Diarkibkan daripada yang asal pada 2024-09-07. Dicapai pada 2024-05-13.
- ^ Scagliusi, Sandra; Araújo, Sumair G.; Landini, Liliane; Lugão, Ademar B. (2009). "STUDY OF PROPERTIES OF CHLOROPRENE RUBBER DEVULCANIZATE BY RADIATION IN MICROWAVE" (PDF). 2009 International Nuclear Atlantic Conference (dalam bahasa Inggeris). Diarkibkan (PDF) daripada yang asal pada 2024-05-13. Dicapai pada 2024-05-13.
- ^ Chou, Hsoung-Wei; Huang, Jong-Shin (2008-12-05). "Effects of ultraviolet irradiation on the static and dynamic properties of neoprene rubbers". Journal of Applied Polymer Science (dalam bahasa Inggeris). 110 (5): 2907–2913. doi:10.1002/app.28903. ISSN 0021-8995. Diarkibkan daripada yang asal pada 2024-09-07. Dicapai pada 2024-05-13.
- ^ "MatWeb - The Online Materials Information Resource". www.matweb.com. Diarkibkan daripada yang asal pada 2024-09-07. Dicapai pada 2024-05-13.
- ^ a b Luo, Xiangcheng; Chung, D. D. L. (2000-01-01). "Vibration damping using flexible graphite". Carbon. 38 (10): 1510–1512. Bibcode:2000Carbo..38.1510L. doi:10.1016/S0008-6223(00)00111-1. Diarkibkan daripada yang asal pada 2024-09-07. Dicapai pada 2024-05-13.
- ^ "Neoprene - polychloroprene" (dalam bahasa Inggeris). DuPont Elastomers. Diarkibkan daripada yang asal pada 2008-01-11. Dicapai pada 2008-04-09.
- ^ "3E Protect" (PDF). MSDS.DuPont.com (dalam bahasa Inggeris). Diarkibkan (PDF) daripada yang asal pada 27 October 2011. Dicapai pada 14 October 2017.
- ^ Maier, Clive; Calafut, Teresa (1998). "Additives". Polypropylene: The Definitive User's Guide and Databook (dalam bahasa Inggeris). Plastics Design Library.
- ^ Damon Allen.Stiffness Evaluation of Neoprene Bearing Pads under Long-Term Loads. A Dissertation Presented to the Graduate School of The University Of Florida in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Doctor of Philosophy. University Of Florida 2008
- ^ "Weight Systems" (dalam bahasa Inggeris). Diarkibkan daripada yang asal pada 2024-09-07. Dicapai pada 2024-02-02.
- ^ "Wetsuit lining". srface.com (dalam bahasa Inggeris). Diarkibkan daripada yang asal pada 28 December 2021. Dicapai pada 28 December 2021.
- ^ "Face Fabrics". PerfectEx.com (dalam bahasa Inggeris). 17 April 2020. Dicapai pada 28 December 2021.
- ^ "Steve's Corner - Hammer Tips". FenderRhodes.com (dalam bahasa Inggeris). Diarkibkan daripada yang asal pada 15 October 2017. Dicapai pada 14 October 2017.
- ^ "4 Great Drum Mutes". Making Music (dalam bahasa Inggeris). February 20, 2015. Dicapai pada December 7, 2018.
- ^ "Coronavirus Face Masks: What You Should Know". Web MD (dalam bahasa Inggeris). November 8, 2019. Diarkibkan daripada yang asal pada September 7, 2024. Dicapai pada June 17, 2020.
- ^ "RZ Mask FAQ". RZ Face Mask (dalam bahasa Inggeris). March 11, 2020. Diarkibkan daripada yang asal pada June 17, 2020. Dicapai pada June 17, 2020.
- ^ Fehr, A. R.; Perlman, S. (February 12, 2015). "Coronaviruses: An Overview of Their Replication and Pathogenesis". Coronaviruses. Methods in Molecular Biology (dalam bahasa Inggeris). 1282. m/s. 1–23. doi:10.1007/978-1-4939-2438-7_1. ISBN 978-1-4939-2437-0. PMC 4369385. PMID 25720466.
- ^ "Dress | Gareth Pugh". Victoria and Albert Museum (dalam bahasa Inggeris). December 2, 2011. Diarkibkan daripada yang asal pada 2024-08-13. Dicapai pada 2024-08-13.
- ^ "Dress | Nicolas Ghesquière". Victoria and Albert Museum (dalam bahasa Inggeris). December 2, 2011. Diarkibkan daripada yang asal pada 2024-08-13. Dicapai pada 2024-08-13.
- ^ "A Safer Alternative Replacement for Thiourea Based Accelerators in the Production Process of Chloroprene Rubber". cordis.europa.eu (dalam bahasa Inggeris). Diarkibkan daripada yang asal pada 2023-05-24. Dicapai pada 2024-04-25.
Pautan luar
suntingWikimedia Commons mempunyai media berkaitan Neoprena |
- Fail sejarah DuPont Performance Elastomers, L.L.C. mengenai Neoprene, di Muzium dan Perpustakaan Hagley (dalam bahasa Inggeris)