Slide 1
Slide 2
Patria Hevea este Brazilia. Hevea crește cel mai bine în apropierea ecuatorului în așa-numita centură de cauciuc - o bandă de 2.600 de kilometri lățime.
Slide 3
În funcție de țesuturile în care se acumulează cauciucul, plantele cauciucătoare se împart în: parenchimatoase (în rădăcini și tulpini), clorenchimatoase (în frunze și lăstari tineri), latex (în seva lăptoasă).
Slide 4
Sucul din rezervor este turnat în bazine speciale. Latexul este un amestec complex de substanțe organice și minerale. Pentru a izola cauciucul, acesta trebuie amestecat cu acid formic. Latexul se coagulează ca laptele. Procesul de coagulare durează 12 ore.
Slide 5
Cambodgia este un mic regat fermecător din Indochina, care a fost anterior un mare imperiu puternic al Asiei de Sud-Est în perioada secolelor IX-XIV - Imperiul Khmer.
Slide 6
Slide 7
Cauciuc natural Gutaperca Cauciuc sintetic Cis-poliizopren (2-metilbutadien-1,3) (-CH3-CH=c(CH3)-CH2-)n Trans-poliizopren (izomer spațial) 1) Butadienă (divinil) (-CH2) -CH =sn-sn2-)n 2) Butadienă-stiren (-sn2-sn=sn-sn2-sn2-sn(s6n5)-)n 3) Butadienă-nitril (-sn2-sn=sn-sn2-sn2- sn( сN)-)n 4) Izopren (-СН2-с(СН3)=СН-СН2-)n 5) Cloropren (-СН2-СН(cl)=СН-СН2-)
Slide 8
Istoria descoperirii cauciucului. Bărbatul a cunoscut cauciucul de multă vreme. În țările tropicale, există încă copaci care produc cauciuc. În Mexic, de exemplu, există săpături în care s-au găsit bile de cauciuc. Aceste mingi au servit în scopuri rituale. Însoțitorii lui Columb i-au găsit pe locuitorii insulei Haiti jucând mingea. Este interesant de observat că încă mai au acest joc până în ziua de azi. Desigur, europenii au fost uimiți și de proprietățile neobișnuite ale mingiilor. Informațiile obținute au fost consemnate în lucrările istoricilor spanioli de la începutul secolului al XVII-lea și de la aceștia am aflat că substanța din care sunt făcute bilele este obținută din seva unui copac special. Mostre de cauciuc au fost aduse în Europa și păstrate în muzee ca rarități 100 de ani mai târziu, în primul sfert al secolului al XVIII-lea, Academia Franceză de Științe a trimis o expediție în America de Sud pentru a măsura lungimea meridianului. Expediția a inclus savantul energetic La Condamine. După ce a devenit interesat de cauciuc, a aflat despre extracția și utilizarea acestuia în Brazilia. Notele sale sunt foarte instructive în acest sens. Au ieșit în 1735, iar de la ei aflăm următoarele: arborele din care s-a extras cauciucul se numește Hevea. Când este tăiat, curge sucul alb de lapte, uscându-se în aer și întunecându-se în același timp. Au impregnat țesăturile cu el pentru a le face impermeabile, au făcut torțe din rășină uscată și au obținut și sticle speciale sub formă de seringi - vase elastice goale din care apa poate fi aruncată la înălțimi mari.
Slide 9
PARTEA PRACTICĂ. Vom încerca să obținem cauciuc natural în condiții de laborator, folosind seva lăptoasă de ficus. Colectăm latex. Pentru a face acest lucru, tăiem câteva frunze tinere, colectăm sucul eliberat și îl cântărim, deoarece cantitățile de substanțe indicate mai jos sunt indicate pentru fiecare 30 de grame de latex. 2) Se adaugă la latexul colectat 50 mililitri dintr-o soluție 40% de clorură de amoniu NH4CI sau 50 mililitri dintr-o soluție 25% de clorură de calciu CaCI2. Pentru a distruge carcasa din jurul particulelor de cauciuc. 3) După 30 de minute, adăugați 50 mililitri de C2H5OH 96% la soluția rezultată. După aceasta, particulele de cauciuc se vor lipi împreună în picături. 4) După 5-6 minute, se filtrează soluția prin tifon. 5) Colectați cauciucul filtrat cu o baghetă de sticlă preîncălzită la o temperatură de 55-60 de grade Celsius. Cauciucul nu poate fi fabricat din astfel de cauciuc, dar puteți testa proprietățile cauciucului. Randamentul total al cauciucului (de la 30 de grame de latex) variază de la 6,5 la 9 grame. În mod similar, cauciucul poate fi obținut din sucul lăptos de păpădie.
Slide 2
Ţintă:
Familiarizarea elevilor cu proprietățile cauciucului natural, compoziția și structura acestuia, vulcanizarea
Slide 3
Plan:
1. Istoria descoperirii cauciucului. 2. Cauciucuri naturale: compozitie, structura, proprietati 3. Cauciucuri sintetice: primire, clasificare, aplicare 4. Vulcanizare.
Slide 4
Introducere
Cauciucul este un compus cu molecule mari, un polimer. Există două tipuri de cauciuc: natural și sintetic. Monomerul (unitatea elementară) cauciucului natural are următoarea compoziție și structură: CH2═ C─CH═CH2 │ CH3 Denumire: 2-metilbutadienă 1,3.
Slide 5
1. Istoria descoperirii cauciucului.
În prezent, istoria descoperirii cauciucului datează de pe vremea când Columb a adus o minge elastică din Lumea Nouă în Spania, care avea proprietatea de a fi elastică. Indienii făceau astfel de bile din seva plantei Hevea au numit acest suc „caucha”, ceea ce însemna „lacrimi ale copacului cu lapte”.
Slide 6
Cauciuc natural
Cauciucul natural (NR) este o hidrocarbură nesaturată cu greutate moleculară mare, ale cărei molecule conțin un număr mare de legături duble; compoziția sa poate fi exprimată prin formula (C5H8)n (unde valoarea lui n variază de la 1000 la 3000).
Slide 7
Cauciucul natural conține 91-96% hidrocarbură poliizopren (C5H8)n, precum și proteine și aminoacizi, acizi grași, caroten, cantități mici de săruri de cupru, mangan, fier și alte impurități. Poliizoprenul din cauciuc natural este un polimer stereoregulat. Aproape toate unitățile de izopren 98-100% din macromoleculă sunt atașate în poziția cis-1,4:
Slide 8
Cauciuc natural – cis-poliizopren
Structura: structural regulat (1,4-polimerizare); stereoregular (toate legăturile sunt cis - structură). Macromoleculele se pot ondula în bile și, atunci când sunt întinse, se pot îndrepta. Proprietăți: elastic, elastic, rezistent la uzură într-un interval mic de temperatură
Slide 9
Gutaperca, izomer natural – trans-poliizopren
Structura: structural regulat (1,4-polimerizare); stereoregulate (toate legăturile structurii trans) Macromoleculele nu se îndoaie în bile, ele sunt situate aproape una de alta. Proprietăți: mai puțin elastic, izolație electrică ridicată (cablu subacvatic); un produs rezidual al plantelor de gutapercă (euonymus).
Slide 10
Primul cauciuc artificial - butadienă de sodiu (sintetizat de Lebedev S.V.)
Structură: fără regularitate structurală (1,4- și 1,2-conexiuni ale unităților); nu există regularitate stereo (există legături dintre structura cis și structura trans). Proprietăți: mai puțin elastic și mai puțin rezistent la uzură.
Slide 11
Nairit, neopren - cauciuc artificial policloropren
Structura: structural regulat; stereoregulat. Proprietăți: neinflamabil; rezistent la uzura; rezistent la căldură și lumină; rezistent la substante chimice reactivi; capacitatea de a rămâne împreună.
Slide 12
Cauciuc sintetic
La instrucțiunile partidului, chimistul Serghei Lebedev și-a dat seama cum să sintetizeze cauciucul din alcool etilic, din care s-a obținut 1,3-butadienă. Dar nu a trăit pentru a vedea producția în masă de cauciuc artificial - a murit de tifos.
Slide 13
Tipuri de cauciucuri sintetice:
Izopren Butadienă Butadienă-metilstiren Cauciuc butilic Etilen-propilenă Butadienă-nitril Cloropren Silicon Cauciuc fluorat Tiocoli
Slide 14
Izopren
Izoprenul este superioară ca rezistență la uzură față de cauciucul natural. Izoprenul este folosit în principal la fabricarea pantofilor, mănușilor și a unor mânere de cuțit.
Slide 15
BUTADIENE
Principalele proprietăți ale butadienei sunt: rezistență ridicată, rezistență la rupere, elasticitate și rezistență la uzură. Butadiena este utilizată în producția de linoleum, unelte abrazive, benzi transportoare, produse de uz casnic etc.
Slide 16
CAUCUC METILTIREN
Folosit pentru majoritatea produselor din cauciuc (inclusiv guma de mestecat).
Slide 17
CAUCUC BUTILIC
Rezistent la multe medii agresive. Cea mai importantă aplicație a cauciucului butilic este producția de anvelope. În plus, ele sunt utilizate în producția de diverse produse din cauciuc care sunt rezistente la temperaturi ridicate.
Slide 18
CAUCIUC ETILEN-PROPILENIC
Cauciucul etil-propilenic este potrivit pentru producerea de furtunuri, izolații, profile antiderapante, burduf. Unul dintre numeroasele domenii de aplicare este acoperirile pentru sporturi în aer liber și locurile de joacă pentru copii.
Slide 19
CAUCUC NITRIL BUTADIEN
Avantaje: rezistență foarte bună la uleiuri (datorită conținutului de compuși nitrilici) și benzină, rezistență excelentă la fluide hidraulice petroliere, rezistență bună la solvenți carbonați, rezistență foarte bună la alcaline și solvenți; gamă largă de temperaturi de funcționare (în funcție de compoziție): de la -57°C până la +120°C. Limitări: rezistență scăzută la ozon, lumina solară și agenți oxidanți naturali, rezistență slabă la solvenți oxidați. [-CH2-CH=CH-CH2-]n-[-CH2-CH(CN)-]m
Slide 20
CAUCUCUL CLOROPREN
Rezistență bună la foc deschis; capacitate excelentă de a adera la țesături și metale; rezistență foarte bună la intemperii, rezistență la ozon și rezistență la oxidarea naturală; rezistență bună la abraziune și temperatură scăzută. Cauciucul cloropren cristalizează atunci când este întins, făcând cauciucul pe baza acestuia să aibă o rezistență ridicată. Producția de produse tehnice din cauciuc: benzi transportoare, curele, mâneci, furtunuri, costume de scafandru, materiale electroizolante. Ei produc, de asemenea, mantale de sârmă și cablu și acoperiri de protecție. Adezivii și latexurile de cloropren sunt de importanță industrială.
Slide 21
CAUCUC SILOXAN
Cauciucurile siloxanice au urmatoarele proprietati: rezistenta crescuta la caldura, inghet si foc, rezistenta la acumularea deformarii la compresie reziduala etc. Sunt folosite in domenii foarte importante ale tehnologiei, iar costul lor relativ ridicat este compensat de o durata de viata mai mare.
Introducere Cauciucurile sunt materiale naturale sau sintetice caracterizate prin elasticitate, rezistenta la apa si proprietati electroizolante, din care cauciucul este obtinut prin prelucrare speciala. Cauciucul natural este obținut dintr-un lichid alb-laptos numit latex - seva lăptoasă a plantelor de cauciuc. În tehnologie, cauciucul este folosit pentru a face anvelope pentru vehicule, avioane și biciclete; Cauciucurile sunt folosite pentru izolarea electrică, precum și pentru producția de bunuri industriale și dispozitive medicale.
Un copac Hevea brazilian, în medie, până de curând, era capabil să producă doar 2-3 kg de cauciuc pe an; Productivitatea anuală a unui hectar de hevea înainte de al Doilea Război Mondial era kg de cauciuc tehnic. Astfel de volume de cauciuc natural nu au satisfăcut nevoile în creștere ale industriei. Prin urmare, a fost nevoie de a obține cauciuc sintetic. Înlocuirea cauciucului natural cu cauciucul sintetic duce la economii uriașe de forță de muncă. Tehnologia modernă, în continuă dezvoltare și din ce în ce mai complexă necesită cauciucuri bune și diferite; cauciucuri care nu s-ar dizolva în uleiuri și benzină, rezistă la temperaturi ridicate și scăzute și ar fi rezistente la agenții oxidanți și la diferite medii agresive.
Metoda de producție folosind metoda lui Lebedev În 1910, S.V Lebedev a fost primul care a obținut cauciuc sintetic și butadienă. Materia primă pentru producerea cauciucului sintetic a fost alcoolul etilic, din care s-a obținut 1,3-butadienă (s-a dovedit a fi un produs mai accesibil decât izoprenul). Cauciucul sintetic butadienic a fost apoi obținut printr-o reacție de polimerizare în prezență de sodiu metalic. În 1926, Consiliul Economic Suprem al URSS a anunțat un concurs pentru dezvoltarea unei metode industriale de sintetizare a cauciucului din materii prime autohtone. Până la 1 ianuarie 1928, juriul a trebuit să prezinte o descriere a metodei, o schemă pentru producția industrială a produsului și 2 kg de cauciuc. Câștigătorul concursului a fost un grup de cercetători condus de S. V. Lebedev, profesor la Academia Medico-chirurgicală din Leningrad. În 1932, pe baza 1,3-butadienei a apărut o mare industrie a cauciucului sintetic. Au fost construite două fabrici pentru producția de cauciuc sintetic. Metoda lui S.V. Lebedev s-a dovedit a fi mai dezvoltată și mai economică. În anii S.V Lebedev a sintetizat pentru prima dată o substanță asemănătoare cauciucului în timpul polimerizării termice a divinilului și a studiat proprietățile acesteia. În 1914, omul de știință a început să studieze polimerizarea a aproximativ două duzini de hidrocarburi cu un sistem de legături duble sau triple. În 1925, S.V Lebedev a propus sarcina practică de a crea o metodă industrială pentru sinteza cauciucului. În 1927 această problemă a fost rezolvată. Sub conducerea lui Lebedev, primele kilograme de cauciuc sintetic au fost obținute în laborator. În 1930, folosind metoda lui Lebedev, primul lot de cauciuc nou a fost produs la o fabrică pilot din Leningrad, iar doi ani mai târziu, prima fabrică de producție de cauciuc sintetic din lume a fost pusă în funcțiune la Yaroslavl.
Obținerea cauciucului sintetic În dezvoltarea sintezei cauciucului, Lebedev a urmat calea imitației naturii. Deoarece cauciucul natural este un polimer al hidrocarburii diene, Lebedev a folosit și o hidrocarbură dienă, doar una mai simplă și mai accesibilă - butadiena. Materia primă pentru producerea butadienei este alcoolul etilic. Producția de butadienă se bazează pe reacțiile de dehidrogenare și deshidratare a alcoolului. Aceste reacții apar simultan prin trecerea vaporilor de alcool peste un amestec de catalizatori adecvați: butadiena este purificată din alcoolul etilic nereacționat și numeroase produse secundare și supusă polimerizării. Pentru a forța molecula de monomer să se conecteze una cu cealaltă, acestea trebuie mai întâi să fie excitate, adică aduse într-o stare în care devin capabile de atașare reciprocă ca urmare a deschiderii legăturilor duble. Acest lucru necesită cheltuirea unei anumite cantități de energie sau participarea unui catalizator. În timpul polimerizării catalitice, catalizatorul nu face parte din polimerul rezultat și nu este consumat, ci este eliberat la sfârșitul reacției în forma sa originală. Ca catalizator pentru polimerizarea 1,3-butadienei, S. V. Lebedev a ales sodiu metalic, folosit pentru prima dată pentru polimerizarea hidrocarburilor nesaturate de chimistul rus A. A. Krakau. O caracteristică distinctivă a procesului de polimerizare este că moleculele substanței sau substanțelor originale se combină între ele pentru a forma un polimer, fără a elibera alte substanțe.
Slide 1
Chimie organica nota 10. Colecția școlară
Moscova, 2004
Slide 2
1. Puțină istorie 2. Structura chimică a cauciucului natural și sintetic și a cauciucului 3. Cauciuc 4. Conceptul de terpene 5. Obținerea cauciucului 6. Aplicarea cauciucului
Slide 3
1. Puțină istorie
Patria cauciucului este America Centrală și de Sud.
Hevea braziliană (Hevea brasiliensis)
30% polimer natural
alb ca laptele
Emulsie
„Lacrimile unui copac” - sao-o-Chu
Cao – copac, o-Chu – plâns
Slide 4
O mică istorie a secolului al XV-lea
Impregnarea bărcilor, coșurilor, hainelor cu suc de lapte - nu lăsați apa să treacă.
Torțe – arde mult timp, miros plăcut
Recipient indestructibil pentru lichide
Incaltaminte de cauciuc
Slide 5
O mică istorie a secolelor XVIII-XIX
În prima jumătate, mostrele au ajuns în Europa
Mingi care sar când sunt lovite
Primele radiere de creion
1823 Charles Mackintosh a inventat materialul impermeabil. Pelernele de ploaie se numeau „Mackintosh”. S-a stabilit producția de galoșuri.
1832 Prima fabrică de pantofi cu acoperire din cauciuc a fost construită la Sankt Petersburg.
Slide 6
Un pic de istorie 1832 - chimistul german Ludesdorff a descoperit asta
K a u ch u k ÎNGHET CĂLDURĂ fragil moale
elastic și elastic
SULF + TURP
Slide 7
O mică istorie a secolului al XIX-lea.
1839 Vulcanizarea cauciucului a fost descoperită de C. Goodyear, un comerciant cu diverse mărfuri
1843 Englezul T. Hancock a descoperit o metodă similară și a numit-o vulcanizare, iar noul produs cauciuc
Nevoia de cauciuc a crescut brusc, iar în 1876, semințele de Hevea au fost exportate în secret din Brazilia și distribuite în țările din Asia de Sud-Est și Africa.
1888 Dezvoltarea rapidă a industriei de automobile a pus sarcina producerii cauciucului sintetic.
Slide 8
2.Structură din cauciuc natural și sintetic.
POLIMERI ELASTOMERI FIBRE PLASTICE cauciuc cauciuc ebonit
Slide 9
Structura chimică a cauciucului natural.
CH2 CH2 - CH2 CH2 - . . .
Cauciucul natural este cis-poliizopren.
Cauciucul în care toate unitățile elementare sunt fie într-o configurație cis, fie trans se numește stereoregular.
Slide 10
Structura chimică a cauciucului sintetic.
Compoziția cauciucului natural era cunoscută deja în a doua jumătate a secolului al XIX-lea.
Izolarea izoprenului din cauciucul natural de la Bouchard din 1875
B U T A D I E N O V Y K A U C H U K
URSS după metoda S.V. Lebedeva 1931
Anvelopa a fost fabricată și a rulat 16.000 km.
1957 B.A. Dolgoplosk I.A. Și Korotkov a obținut cauciuc butadien cu o structură stereoregulată.
Cauciuc divinil
Slide 11
Când cauciucul cu sulf este încălzit, lanțurile polimerice individuale sunt reticulate datorită formării de punți disulfură.
Diagrama structurii cauciucului
…CH2-CH-CH-CH2-… (S)n …-CH2-CH-CH-CH2-… CAUCIUC
Slide 12
4. Înțelegerea terpenelor
Acestea sunt hidrocarburi al căror fragment structural este izoprenul. Au un nume „generic” comun -TERPENS și au formula generală (C5H8)n
Sunt o componentă a uleiurilor esențiale.
OCIMENE este cuprinsă în bazilică.
LIMONENE se găsește în coji de citrice.
SQUALENE izolat din ficatul de rechin
ß – CAROTENUL se găsește în morcovi
Slide 13
Conceptul de terpene
CH2=C-CH2-CH2-CH=C-CH=CH2
CH3 ocimen CH3 CH2 C limonen
Uleiurile esențiale sunt produse uleioase care sunt insolubile în apă și se evaporă complet. Folosit pentru prepararea compozițiilor parfumate. Au fost folosite pentru prima dată în 2100 î.Hr. e. sub regele Hamurappi.
IntroducereCauciucuri - naturale sau
materiale sintetice,
caracterizat prin elasticitate,
impermeabil și
proprietăți de izolare electrică,
dintre care prin special
prelucrarea produce cauciuc.
Cauciucul natural este obtinut din
lichide albe lăptoase
numit latex – lăptos
suc de plante de cauciuc.
În tehnologie, cauciucul este folosit pentru a face
anvelope pentru vehicule,
avioane, biciclete; cauciucuri
folosit pentru izolarea electrică și
de asemenea producţia industrială
bunuri și dispozitive medicale.
Din 1932, conform metodei lui Lebedev, în URSS a început să fie creată prima industrie a cauciucului sintetic din lume.
Metoda de producție folosind metoda lui Lebedev
În 1910, S.V Lebedev a fost primul care a obținut cauciuc sintetic șibutadienă. Materia prima pentru producerea cauciucului sintetic a fost alcoolul etilic, din
care a fost obținută 1,3-butadienă (s-a dovedit a fi un produs mai accesibil decât
izopren). Apoi, printr-o reacție de polimerizare în prezența unui metal
cauciuc butadien sintetic produs de sodiu.
În 1926, Consiliul Economic Suprem al URSS a anunțat un concurs pentru dezvoltarea unei metode industriale
sinteza cauciucului din materii prime autohtone. Până la 1 ianuarie 1928, juriul avea nevoie
furnizați o descriere a metodei, o schemă pentru producția industrială a produsului și 2 kg
cauciuc. Câștigătorul concursului a fost un grup de cercetători condus de
Profesor al Academiei Medico-chirurgicale din Leningrad S. V. Lebedev.
În 1932, pe baza 1,3-butadienei a apărut o mare industrie
cauciuc sintetic. Au fost construite două fabrici pentru producția de materiale sintetice
cauciuc. Metoda lui S.V. Lebedev s-a dovedit a fi mai dezvoltată și mai economică.
În 1908-1909, S.V Lebedev a fost primul care a sintetizat o substanță asemănătoare cauciucului
în timpul polimerizării termice a divinilului și a studiat proprietățile acestuia. În 1914, savantul
a început să studieze polimerizarea a aproximativ două duzini de hidrocarburi cu
sistem de legături duble sau triple.
În 1925, S.V. Lebedev a propus sarcina practică de a crea un industrial
metoda sintezei cauciucului. În 1927 această problemă a fost rezolvată.
Sub conducerea lui Lebedev, primele kilograme au fost obținute în laborator
cauciuc sintetic.
În 1930, folosind metoda lui Lebedev, a fost obținut primul lot de cauciuc nou la
uzina pilot din Leningrad, iar doi ani mai târziu prima a fost pusă în funcțiune la Yaroslavl
cea mai mare fabrică de cauciuc sintetic din lume.
Obținerea cauciucului sintetic
În dezvoltarea sintezei cauciucului, Lebedev a urmat calea imitațieinatură.
Deoarece cauciucul natural este un polimer de hidrocarbură dienică, atunci
Lebedev a folosit și hidrocarbură dienică, doar mai mult
simplu și accesibil - butadienă
Materia primă pentru producerea butadienei este alcoolul etilic. Chitanță
butadiena se bazează pe reacțiile de dehidrogenare și deshidratare a alcoolului.
Aceste reacții apar simultan atunci când vaporii de alcool sunt trecuți
un amestec de catalizatori corespunzători:
Butadiena este purificată din alcoolul etilic nereacționat,
numeroase produse secundare și suferă polimerizare.
Pentru a forța moleculele de monomer să se conecteze între ele,
ele trebuie mai întâi trezite, adică aduse în asemenea
declară când devin capabili, ca urmare a dezvăluirii
legături duble la adunarea reciprocă. Acest lucru necesită costuri
o anumită cantitate de energie sau participarea catalizatorului.
În polimerizarea catalitică, catalizatorul nu este inclus în compoziție
a polimerului rezultat și nu se consumă, ci se eliberează la sfârșit
reacții în forma lor originală. Ca catalizator
polimerizarea 1,3-butadienei S. V. Lebedev a ales metalul
sodiu, folosit pentru prima dată pentru polimerizarea substanțelor nesaturate
hidrocarburi de chimistul rus A. A. Krakau.
O trăsătură distinctivă a procesului de polimerizare este aceea că
în acest caz, moleculele substanței sau substanțelor originale sunt conectate între
ei înșiși pentru a forma un polimer, fără a elibera niciunul altul
substante.
