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

небажанимвластивостям можна вулканізацією каучуку. В результаті вулканізації каучук змінює свої фізико-механічні властивості: набуває міцності та еластичності, стає нерозчинним при звичайній температурі в органічних розчинниках. Процес вулканізації відбувається в результаті взаємодії каучуку з сіркою при нагріванні до 130-160° С. Вулканізують не чистий каучук, а його суміш з іншими речовинами, які забезпечують цінні експлуатаційні властивості і виконують роль пластифікаторів, наповнювачів, антиоксидантів, барвників (сажа, крейда, каолін, кремнієва кислота, різні види смол, висококиплячі фракції вуглеводнів). Крім того, до каучуку додають незначну кількість прискорювачів, які не тільки скорочують час вулканізації, а й поліпшують фізико-хімічні властивості вулканізаторів (дифенілгуанідин, меркаптобензтіазол). Прискорююча дія цих речовин проявляється в повній мірі при наявності активатора - ZnO. У процесі вулканізації атоми розплавленої сірки проникають між макромолекули каучуку і скріплюють їх між собою в різних напрямах в єдину споруду. Сірчані "містки" підвищують міцність каучуку. Чим більше атомів сірки в гумі, тим вона твердіша. М'яка гума містить 3-4% сірки, гума, що використовується для виробництва автомобільних шин, 5-6%. Обробка каучуку більшою кількістю сірки (30-40%) дає твердий продукт-ебоніт, який широко використовується в електро-техніці як ізолятор. Вулканізація - це, головним чином, хімічний процес, хоч певну роль відіграють і колоїдно-фізичні явища. Основною хімічною реакцією вулканізації є приєднання сірки до вуглецю. Одночасно відбуваються термоокислювальні і полімеризаційні процеси. Умови вулканізації і природа прискорювача впливають на тип зв'язку між атомами вуглецю і сірки. При відсутності прискорювачів сірка приєднується до вуглецю, в основному, внутрішньомолекулярно, утворюючи циклічні полісульфіди. При наявності ж прискорювачів виникають міжмолекулярні, поперечні зв'язки:
Останнім часом вулканізацію розглядають як окислювально-відновний процес, в якому окислювально-відновні реакції є джерелом утворення вільних радикалів, що ініціюють реакції зшивання ланцюгів.
Гума, яку добувають вулканізацією каучуку, дуже широко застосовується в народному господарстві і побуті. В ній поєднується багато властивостей, яких немає у дерева, каменю, металів і волокнистих речовин. Найважливішою властивістю гуми є її еластичність. Вона має здатність розтягуватися, а потім швидко скорочуватися майже до початкових розмірів. Жодний з природних і штучних матеріалів не має такої високої еластичності. Гума спеціальних сортів може розтягуватися в 10 разів. Гума досить міцна. Гумовий шнур перерізом 1 см2 витримує вантаж до 400 кг. Гума добре протистоїть стиранню. Так, шина автомобіля, який проїхав тисячу кілометрів, втрачає у вазі внаслідок зношення тільки 70-80 г. Деякі сорти гуми стираються менше, ніж сталь. Гума не проводить електричного струму (добрий ізолятор), не пропускає води і газів. Важко перелічити всі галузі народного господарства, де використовується гума, і майже неможливо назвати всі вироби, до яких вона входить. Ще на початку XX ст. налічу-валось понад 10 тис. різних гумових виробів.
2. Синтетичні каучуки. Початок XX століття -період швидкого розвитку нових галузей промисловості - автомобільної, електротехнічної та ін. Тому виникла потреба значно збільшити виробництво каучуку, надати йому різноманітних властивостей: морозо- і теплостійкості, механічної міцності. Природний каучук далеко не в усіх випадках задовольняв потреби і вимоги техніки. Тому перед ученими-хіміками постало питання про добування синтетичного каучуку.
Важлива роль у розв'язанні проблеми синтезу каучуку належить вітчизняним ученим - О. М. Бутлерову, О. Є. Фаворському, І. Л. Кондакову, С. В. Лебедеву, Б. В. Бизову, М. Д. Зелінському. Ці вчені протягом багатьох років вивчали хімічні перетворення ненасичених органічних сполук, особливо докладно досліджували вуглеводні, що можуть утворювати каучукоподібні речовини.
В 1888 р. російський хімік І. Л. Кондаков добув штучний ізопрен з триметилетилену. Пізніше І. Л. Кондакову вдалося добути каучук з іншого вуглеводню, подібного хімічними властивостями до ізопрену,- диметилбутадієну. Проте, каучук, добутий з цього вуглеводню, був дуже дорогим (у 20 разів дорожчим від натурального каучуку). Тому насамперед треба було розв'язати проблему сировини - вона мала бути придатною для переробки і дешевою. Крім того, треба було знайти найшвидший і найпростіший спосіб перетворення її в каучук.
Важливий вклад у розв'язання цієї важливої проблеми вніс радянський учений С. В. Лебедев. За роки роботи в галузі полімеризації ненасичених вуглеводнів С. В. Лебедев вивчив цілий ряд вуглеводнів - ізопрен, бутадієн та ще 14 сполук цього типу. Оскільки способи добування дешевого ізопрену ще не були розроблені, добувати з нього каучук не було рації. С. В. Лебедев зосередив свою увагу на вивченні іншої речовини - бутадієну. Це - газ, який можна добувати з нафти і спирту. У зв'язку з цим проблема сировини розв'язувалася легко. Завдяки наполегливій праці С. В. Лебедеву вдалося відшукати каталізатор, який сприяв полімеризації бутадієну. Це був металічний натрій.
У 1909 р. на засіданні Російського фізико-хімічного товариства С. В. Лебедев доповів про метод добування першого синтетичного каучуку. Проте у царській Росії в промисловість його не було введено. Промислове виробництво синтетичного каучуку було налагоджено лише за часів Радянської влади в 1932 р. на Ярославському заводі. У роки перших п'ятирічок було споруджено і введено в дію 4 заводи, які поклали початок створенню в нашій країні промисловості синтетичного каучуку. Отже, бать-ківщиною синтетичного каучуку є Радянський Союз. За кордоном виробництво синтетичного каучуку налагодилось значно пізніше і (у Німеччині - 1936-1938 pp., в США - 1942 p., Канаді- 1943 p., Англії, Італії - 1958 p.). Успішне розв'язання проблеми промислового синтезу каучуку належить до найвизначніших досягнень науки і техніки XX століття.
Хімічна промисловість випускає два типи каучуків: загального (універсального) і спеціального призначення. Перший тип синтетичних каучуків використовують для масового виробництва таких виробів, для яких найважливішим показником є еластичність, - шини, транспортерні стрічки, взуття, іграшки. Каучуки спеціального призначення ідуть для виготовлення виробів, які, крім еластичності, повинні мати специфічні властивості-стій-кість проти дії різних агентів (розчинників, кислот, нафтопродуктів, кисню), тепло- і морозостійкість та інші цінні властивості залежно від умов застосування каучуків. Синтетичні каучуки часто класифікують також за хімічним складом макромолекул: бутадієн-стирольні, ізопренові, бутадієнові та ін. Більшість синтетичних каучуків належить до карболанцюгових полімерів.
Синтетичні каучуки знаходять досить широке застосування. Номенклатура гумових виробів на основі синтетичного каучуку налічує близько 50 000 назв. Найбільше синтетичних каучуків
Loading...

 
 

Цікаве