WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаХімія → Каучуки та їх застосування - Реферат

Каучуки та їх застосування - Реферат

Тема: Каучуки та їх застосування
План.
1. Натуральний каучук.
2. Синтетичні каучуки.
ПОЛІМЕРИ ВУГЛЕВОДНІВ З ДВОМА ПОДВІЙНИМИ ЗВ'ЯЗКАМИ
До цієї групи полімерів належать переважно різні види каучуків (ізопреновий, бутадієновий, хлоропреновий та ін)., що добувають на основі полімеризації бутадієну (дивінілу) і його похідних.
1. Натуральний каучук. Натуральний, або природний каучук, - продукт рослинного походження. Відомий у Європі з кінця XV ст. У 1496 р. учасники експедиції Христофора Колумба розповідали про дивовижні властивості темно-коричневих кульок - м'ячів, що їх вони бачили на острові Гаїті. Ці пружні еластичні м'ячі індіанці виготовляли із соку дерева гевеї. Проте цим повідомленням на той час ніхто не зацікавився.
Лише в 1735 р. експедиція французьких учених виявила в Перу дивовижні дерева гевеї, що досягали 40 м висоти і до 2 м в діаметрі. На деяких деревах були зроблені надрізи, з яких витікав густий, білий, подібний до молока, сік. Індіанці називали його каа-о-чу, що означає "сльози дерева". Цей сік вони збирали в чашки, зроблені з шкаралупи горіхів. На повітрі сік густішав, а від нагрівання на вогні набував механічної міцності та еластичності. Індіанці виготовляли із соку гевеї незвичайне взуття: обмазували соком дерев'яні форми і потім обкурювали їх димом. При цьому утворювався щільний шар, який не пропускав вологи. Так вони виготовляли м'ячі, пляшки та інші вироби домашнього вжитку. Учасники експедиції зібрали колекцію виробів, а також описали добування і переробку молочного соку (латексу) з каучуконосних дерев. Вони привезли також колекцію зразків смоли каа-о-чу. Проте матеріал, привезений у Європу з Америки, не відразу знайшов застосування. Тривалий час не вдавалося використати таку цінну властивість каучуку, як водонепроникність.
У XVIII ст. шматочками каучуку найчастіше стирали написане на папері. В 1819 р. шотландський інженер Чарльз Макінтош запропонував розчиняти каучук у маслі, яке добували внаслідок перегонки кам'яновугільної смоли. Він заснував першу фабрику по виробництву водонепроникного одягу. Проте цей одяг був чутливий до зміни температури - з підвищенням її вироби ставали липкими і мали неприємний запах, а із зниженням ставали жорсткими і ламалися на згинах.
Почалися пошуки речовин, які б запобігали цим небажаним властивостям. Каучук змішували з різними хімічними сполуками, але безуспішно. Лише в 1839 р. Ч. Гудьїр під час проведення дослідів випадково упустив пластинку каучуку, на якій була сірка, на розжарену плиту і виявив, що з липкої маси каучук перетворився в пружну еластичну речовину, яка не боїться тепла і холоду. Так було розв'язано питання про перетворення каучуку в еластичну і стійку гуму. Спосіб обробки каучуку сіркою назвали вулканізацією. Після відкриття вулканізації каучук почав усе ширше ви-користовуватися в різних галузях промисловості, зокрема, в електротехніці як добрий ізолятор, для виробництва гнучких шлангів, еластичних і легких шин для автомобілів.
У Росії, в Петербурзі (1860 р.) було відкрито перше підприємство по виготовленню гумових виробів - завод "Треугольник", який працював винятково на імпортному каучуку. У міру того, як господарське і технічне значення каучуку зростало, почав збільшуватися й інтерес до його будови та властивостей.
Дослідники, які вивчали властивості латексу, помічали, що він подібний до молока. Латекс мав такий самий колір і з часом, якщо його не збовтували, відстоювався, утворюючи на поверхні шар каучуку. Будова краплі латексу під мікроскопом також подібна до краплі молока (мал. 1). Маленькі кульки каучуку, які дуже нагадують кульки жиру в молоці, назвали глобулами (від латинського глобула - кулька). У латексі міститься в 10 разів більше каучуку, ніж жиру в молоці (вміст жиру в молоці 3,5-4,5%, а каучуку в латексі -35%). Латекс гевеї - це емульсія рослинного соку з каучуком. Глобули каучуку сполучаються між собою, утворюючи більші частинки, які з'єднуються і поступово утворюють тверду масу.
?
Відомо кілька видів рослин-каучуконосів (кокса-гиз, крим-сагиз та інші), проте перше місце серед них займає бразільська гевея, яка є основним джерелом добування натурального каучуку. Гевею тепер спеціально культивують у країнах тропічного поясу - Південній Америці, Індонезії, на островах Малайського архіпелагу. Для добування соку гевеї на дереві роблять надріз. Латекс витікає в алюмінієві чашечки, прикріплені до дерева. За дві години кожне дерево дає близько 250 см3 соку. В латексі міститься 52-60% води, 34-37% каучуку, 2,0-2,7% білків, 1,7-3,4% смол, 1,5-4,0% цукрів і 0,2- 0,7% золи.
Виділяють каучук з латексу коагуляцією його під впливом органічних кислот (оцтової, мурашиної) або при нагріванні. Залежно від умов коагуляції і способів обробки латексу добувають різні сорти натурального каучуку.
Ще на початку XIX ст. вчені почали вивчати хімічний склад каучуку. Англійський учений Фарадей в 1826 р. виділив з масла, добутого внаслідок сухої перегонки каучуку, речовину, в молекулі якої було 10 атомів вуглецю і 16 атомів водню. Досліди Фарадея продовжували інші вчені. Проте лише через 34 роки в складі каучуку було виявлено вуглеводень, що містив 5 ато-мів вуглецю і 8 атомів водню. Цей вуглеводень дістав назву ізопрену. У результаті досліджень було встановлено, що ізопрен є основним структурним угрупуванням макромолекули каучуку.
Будова ізопрену виражається формулою:
Ізопрен, або 2-метилбутадієн-1,3, - безбарвна рідина з температурою кипіння 34° С і температурою замерзання - 146,8° С. Макромолекули натурального каучуку, які є продуктом біосинтезу рослинного організму, складаються з великої кількості (понад 1000) ланок ізопрену:
Молекулярна маса натурального каучуку становить 150 000- 500 000. Чистий каучук легший від води, густина його становить 0,90-0,93 г/см3. Він добре розчиняється в бензині, сірковуглеці, бензолі, дихлоретані і не розчиняється у воді. Розчини каучуку в органічних розчинниках використовуються як гумові клеї, оскільки вони мають велику клеючу властивість (адгезію).
Каучук- це еластична речовина, яка не проводить електричного струму, він водо- і газонепроникний. Фізичні і механічні властивості каучуку, його міцність, еластичність у широкому інтервалі температур значною мірою зумовлені регулярною структурою макромолекул. Макромолекули натурального каучуку мають лінійну будову. Окремі ланки ізопрену зв'язані між собою в ланцюгу в положенні 1,4.
Натуральний каучук є цис-ізомером поліізопрену:
Існує також транс-ізомер поліізопрену - гутаперча:
Порівняно з каучуком гутаперча не така міцна, легко кристалізується і майже позбавлена еластичності. Добувають гутаперчу з бруслини і евкомії.
Основним недоліком природного каучуку є, як зазначалося раніше, його термолабільність, зумовлена нетривкістю міжмолекулярних зв'язків. Макромолекули каучуку порівняно слабко зв'язані між собою, тому від нагрівання вони набувають великої рухливості і каучук розм'якшується. Запобігти цим
Loading...

 
 

Цікаве