>> 自然の科学 >  >> 化学

輪ゴムはなぜ弾力性を失うのですか?

<ブロック引用>

ゴム内のポリマーと可塑剤が時間の経過とともに酸化し始めるため、輪ゴムは弾力性を失います。オゾン (空気中にある程度存在します) への暴露は、ゴムとのこの酸化の戦いの主な原因です。

輪ゴムには不思議な魅力があります。髪を留めたり、書類を整理したり、生意気なスナップショットのために人差し指に巻き付けたりするために使用する場合でも、輪ゴムの弾力性により、私たちが毎日頼りにしている多くの機能、特にフルーツカットのニーズを実行できます。 .

予測可能な伸縮性と弾力性のある抱擁は、物事を安全に保つのに役立ちますが、永遠に続くものはありません.最終的に、それらは使い古されたゴムの役に立たないリングになるか、特定の条件下でスナップします.

問題は、なぜこの変化が起こるのかということです。輪ゴムが弾力性を失うのはなぜですか?

ゴムの科学

ゴムは人工物ではありませんが、生活を楽にするために数え切れないほどの用途に使用されています。実際、天然ゴムはエラストマーと呼ばれる特殊な化合物であり、通常の長さのほぼ 2 倍まで伸びることができる独自の分子で構成されています。人間が使用するさまざまな形態のゴムは何千年も前から存在しており、ブラジルで始まった可能性が高く、「ゴムの木」(Hevea brasiliensis) が見つかりました。

天然ゴムの木、パラゴムノキから抽出した乳白色のラテックス。 (写真提供:kokotewan)

天然ゴムは、「ラテックス」と呼ばれる乳液状の白い物質の形をしており、他の植物には非常に少量しか含まれていませんが、ゴムの木はコロイド状の懸濁液 (約 30%) に大量のゴム分子を保持しているため、ゴムを抽出するための最も一般的で効率的なソース.

古代の住民は、この物質の異常な跳ね返りと伸縮特性に気づいたとき、私たちが現在行っているように、スポーツ用のボール、防水靴、所有物の保護カバーを作るためにそれを使用し始めました.初期の探検家はこの驚くべき物質を発見し、ヨーロッパに持ち帰った.

数千年後、私たちは天然ゴムの使用を完成させました。未加工のゴムは弾力性や伸縮率がほとんどないことを認識した研究者は、ゴムに含まれる天然エラストマーをさまざまな油や物質と組み合わせて、特性を改善しました。最も重要なブレークスルーの 1 つは、柔軟性と伸縮性を改善できる小さな分子である可塑剤の使用でした。これらの「スペーサー」分子がポリマー鎖間の剛性と不必要な結合を防止するため、ポリマーの鎖はより容易に互いにすり抜け、緊張することなく伸びます。

加硫ゴム(写真提供:molokuul.be / Fotolia)

加硫ゴムは、自動車のタイヤからお気に入りのボーリング ボールまで、あらゆるものに見られるもう 1 つの変形された天然ゴムです。加硫ゴムは 19 世紀になって初めて開発されたもので、ゴムのポリマー混合物に硫黄やその他の促進剤を混ぜて物質を強化し、分解しにくくしています。硫黄原子は鎖間の架橋として機能し、切れることなく極端なストレッチを可能にし、素材に強度と完全性を追加します.

ゴムの弱点とは?伸縮性が失われるのはなぜですか?

自然界のほとんどのものと同様に、限界点があり、ゴムも例外ではありません。未処理の天然ゴムはもろく、引き離したり変形したりしやすいため、現在では合成ゴムと「処理済み」ゴムが主流です。ただし、ゴムに添加された可塑剤やその他の化合物には脆弱性があり、特に光と酸化に弱いです。

エラストマーと可塑剤が時間の経過とともに酸化し始めると、それらの材料はその機能を発揮しなくなり、ゴム製品で私たちが知っていて愛用している弾力性を提供しなくなります.これらの天然化学物質が分解し始めると、ゴムバンドのスナップバックの利点が消え始めます.天然ゴムでは、酸素暴露により数日以内に二重結合が分解され始め、もろい混乱が残ります。そのため、避けられない分解を遅らせるために、ゴムが何千年もの間加熱され、処理されてきました。

オゾン (空気中にある程度存在する) への暴露は、ゴムとのこの酸化の戦いの主な原因ですが、それだけが原因ではありません。光 (特に紫外線) は、弾性とゴムにとってもう 1 つの大敵です。ゴムを太陽の下に長時間放置すると、ポリマーと可塑剤が劣化し、ゴムの跳ね返りの側面が失われる可能性があります.

最後に、ゴムのポリマーと分子は、最大の柔軟性と弾力性を得るために「温める」ことを好むため、寒い気候でゴムを伸ばすことは危険な場合があります.温度が低いと、分子が互いに通り過ぎて移動しにくくなり、ゴムがもろくなり、折れやすくなります。

これらすべての情報から、髪を伸ばしすぎず、室温に保ち、日光を避け、酸素にさらさないことが最善の方法のようです。簡単ですよね?


  1. アルミニウムと鋼の違い
  2. 化学実験室で酸素をテストする方法は何ですか
  3. 加熱しすぎた固ゆで卵の黄身が緑色になるのはなぜですか?
  4. 原子の電荷を決定する方法
  5. 熱力学の 3 つの法則のクイック ガイド
  6. ペプチドとペプトンの違い