Натуральные и синтетические каучуки.
реклама
Натуральные и синтетические каучуки. Доклад ученицы 10 класса Радумльской школы Чечёткиной Екатерины. Каучуки — натуральные или синтетические материалы, характеризующиеся эластичностью, водонепроницаемостью и электроизоляционными свойствами, из которых путём специальной обработки получают резину. Природный каучук получают из жидкости молочно-белого цвета, называемой латексом, — млечного сока каучуконосных растений. Состав и строение натурального каучука. Натуральный (природный) каучук (НК) представляет собой высокомолекулярный непредельный углеводород, молекулы которого содержат большое количество двойных связей (C5H8)n (где величина n составляет от 1000 до 3000); он является полимером изопрена: Состав и строение натурального каучука. Качественный анализ показывает, что каучук состоит из двух элементов — углерода и водорода, то есть, относится к классу углеводородов. Экспериментально доказано, что в основном макромолекулы натурального каучука состоят из остатков молекул изопрена, а сам натуральный каучук — природный полимер цис-1,4-полиизопрен. Структурная формула его такова: Состав и строение натурального каучука. Основной продукт разложения каучука — углеводород, молекулярная формула которого однозначна с простейшей формулой каучука. Это изопрен (2метил-1,3-бутадиен) Строение образующегося каучука может быть выражено формулой: Физические свойства. Природный каучук благодаря эластичности очень устойчив к износу. Ценным его свойством является также водо- и газонепроницаемость. Кроме того, он является хорошим электроизолятором. Каучук в воде не растворим. В этиловом спирте его растворяемость небольшая, а в сероуглеводороде, хлороформе и бензине он сначала набухает, а затем растворяется. При повышении температуры каучук становится мягким и липким, а на холоде – твёрдым и хрупким. При долгом хранение каучук твердеет. Химические свойства. В молекулах каучука имеются двойные связи, поэтому для него характерны реакции присоединения. При нагреве каучука с серой (вулканизируют) до температуры 130-140 С, то атомы серы присоединяются. В процессе вулканизации каучука, получают резину. Если к каучуку при вулканизации добавить больше серы, чем её требуется для образования резины, то получают эбонит. Эбонит — твёрдый неэластичный материал. Синтетический каучук Одно дерево бразильской гевеи в среднем, до недавнего времени, было способно давать лишь 2-3 кг каучука в год; годовая производительность одного гектара гевеи составляла 300—400 кг технического каучука. Такие объёмы натурального каучука не удовлетворяли растущие потребности промышленности. Поэтому возникла необходимость получить синтетический каучук. В 1910 году С. В. Лебедеву впервые удалось получить синтетический каучук и бутадиен. Сырьём для получения синтетического каучука служил этиловый спирт, из которого получали 1,3-бутадиен (он оказался более доступным продуктом, чем изопрен). Затем через реакцию полимеризации в присутствии металлического натрия получали синтетический бутадиеновый каучук. В разработке синтеза каучука Лебедев пошёл по пути подражания природе. Поскольку натуральный каучук — полимер диенового углеводорода, то Лебедев воспользовался также диеновым углеводородом, только более простым и доступным — бутадиеном Синтетический каучук При каталитической полимеризации катализатор не входит в состав образующегося полимера и не расходуется, а выделяется по окончанию реакции в своём первоначальном виде. В качестве катализатора полимеризации 1,3-бутадиена С. В. Лебедев выбрал металлический натрий, впервые применённый для полимеризации непредельных углеводородов русским химиком А. А. Кракау. Бызов Борис Васильевич. В 1903 г. окончил Петербургский университет, затем руководил лабораторией на заводе «Треугольник», где разработал способ получения синтетического каучука (бутадиена) гидролизом нефтяного сырья (1913). С 1918 г. — профессор аналитической химии 2-го Петроградского политехнического института, профессор физической химии Педагогического института, с 1923 г. — заведующий кафедрой технологии каучука и резины в Ленинградском технологическом институте. Сергей Васильевич Лебедев. Впервые получил (1910) образец синтетического бутадиенового каучука. Его книга "Исследование в области полимеризации двуэтиленовых углеводородов" (1913) впоследствии стала научной основой промышленного синтеза каучука. С 1914 г. начал работы по изучению полимеризации этиленовых углеводородов, которые легли в основу современных промышленных методов получения бутилкаучука и полиизобутилена. Разработал (1926-1928) одностадийный промышленный способ получения бутадиена из этилового спирта путем совмещенной каталитической реакции дегидрогенизации и дегидратации на смешанном цинкалюминиевом катализаторе. Получил (1928) синтетический каучук полимеризацией бутадиена под действием металлического натрия. На основе этого каучука разработал (1930) методы получения резины и резинотехнических изделий.
