Реферат на тему Каучук - Хімія - Реферати - Каталог статей - Рефераты курсовые сочинения аудиокниги

Реферат на тему Каучук. Вступ На початку ХХ ст. для швидкого розвитку таких галузей промисловості, як автомобільна, літакобудівна та інших, виникла настійна потреба значно збільшити виробництво каучуку, надати йому різноманітних властивостей – морозо- і теплостійкості, механічної міцності і т.д. Природний каучук далеко не у всіх випадках задовольняв ті вимоги, які ставила техніка. Тому перед ученими-хіміками постало питання про виробництво синтетичного каучука. Важлива роль в розробленні проблеми синтезу каучуку належить російським ученим О.М.Бутлєрову, О.Є.Фаворському, І.Л.Колдакову, С.В.Лєбєдєву, В.В.Бизову, М.Д.Зелінському та іншим, які вперше показали, що не тільки ізопрек, але й цілий ряд інших речовин мають здатність утворювати каучукоподібні речовини. Перші грами синтетичного каучуку добув у 1909 році С.В.Лєбєдєв в результаті полімерилізації бутадієну. Роботи С.В.Лєбєдєва мали винятково важливе значення, бо вони відкрили принципово новий шлях для промислового виробництва каучуку. Перші заводи синтетичного каучуку були пущені в СРСР в 1932 році. в капіталістичних країнах промислове виробництво синтетичного каучуку почалося значно пізніше (в Німеччині – в 1938, а в США тільки в 1942-1943 рр.). Отже, батьківщиною синтетичного каучуку є Радянський Союз. А 12 квітня 1960 року були одержані перші рулони синтетичного каучуку в Башкирстані, саме ця дата ввійшла в історію, як день його народження. Класифікація синтетичних каучуків Хімічна промисловість випускає на даний час 2 типи каучуків: загального (універсального) і спеціального призначення. Перший тип синтетичних каучуків використовують у виробництві автомобільних та авіаційних шин і багатьох гумових виробів. Каучуки спеціального призначення ідуть на виготовлення гумових виробів, що мають певні, специфічні властивості (морозо і теплостійкість, стійкість проти дії органічних розчинників…) залежно від умов їх застосування. Щодо технології виготовлення синтетичні каучуки поділяють на ті, що утворюються в розчинах, в емульсії, в маслі, під впливом високотемпературної і низькотемпературної полімеризації, наповнені і ненаповнені каучуки та ін. проте, найчастіше каучуки класифікують залежно від вихідних продуктів (на основі яких добувають). Добування та застосування бутадієнових каучуків. Типовим представником бутадієнових каучуків є натрійбутадієновий каучук (СКБ). Як вихідний продукт для синтезу бутадієнових каучуків використовують бутадієнт – 1,3 або дивініл (СН2 = СН – СН = СН2). Це газ з температурою кипіння 4,50С. Бутадієн можна добути з етилового спирту і продуктів переробки нафти – з так званої – бутан-бутиленової фракції. Найважливіші промислові види каучуків Види полімерів Промислова назва каучуків Мономери, використані при синтезі каучуків Структурна формула мономеру Галузі застосування Полімери бутадієну Полібутадієнові Бутадієн СН2 = СН – СН = СН2 Каучук загального призначення Співполімери бутадієну та стиролу Бутадієнстирольні Бутадієн Стирол СН2 = СН – СН = СН2 С6Н5 – СН = СН2 Каучук загального призначення Співполімери бутадієну і метилстиролу Бутадієн-нетил стирольні Бутадієн Метилстирол СН2 = СН – СН = СН2 С6Н5 – СН = СН2 СН3 Каучук загального призначення Співполімери бутадієну і акрилонітрилу Бутадієн-нетрильні Бутадієн Акрилонітрил СН2 = СН – СН = СН2 СН2 = СН – СN Каучук спеціального призначення з підвищеною бензо- і маслостійкістю Полімери хлопрену Поліхлоропренові (Неопрени) Хлорпрен СН2 = ССІ – СН = СН2 Каучук спеціального призначення. Можливе застосування, як каучуків загального призначення. Полісульфін Полісульфідні (Тіоколи) 1,2 – дихлоретан Полісульфіднатрію СН2Cl - СНCl Na2SO4 Каучук спеціального призначення – бензо- і маслостійкості Силоксалові полімери Кремнійкаучуки Діалкіксиладіол R HO – Si – OH R Каучук спеціального призначення підвищеної термостійкості Полімери ізопрену Поліізопренові ізопрен СН2 = С = СН = СН2 СН3 Каучук загального призначення У промисловості бутадієн добувають з етилового сприту за методом С.В. Лєбедєва. 2СН3 – СН2ОН → СН2 = СН – СН = СН2 +Н2 = 2Н2О У цьому процесі одночасно відбуваються дегідратація і дегідрогенізація етилового сприту. Реакція відбувається під час пропускання пари, етилового сприту над спеціальними каталізаторами. Найдешевшим і найперспективнішим є добування бутадієну з газів крекінгу наортибутану і бутилену. Основоположником добування бутадієну з нафти є Б.В. Бизов. Бутадієн добувають з бутану і бутилену методом каталітичного дегідрування. При дегідруванні бутану процес проходить за дві стадії: спочатку утворюються бутилени, а при дальшому дегідруванні бутиленів – бутадієн. На першій стадії реакція проходить при температурі 550-6000С в присутності каталізатора – окису хрому, нанесеного на окис амолінію. Як активатор застосовують КОН. На другій стадії дегідрування бутиленів у бутадієн проходить при температурі 600-6500С в присутності каталізаторів Fe2O3 i G2O3 і активатора – К2О.Водень, що виділяється під час дегідрування бутану, є цінним продуктом для синтезу аміаку. Бутадієн можна добувати також з ацетилену. Є два способи добування, бутадієну з ацетилену: 1) перетворення сустилену в оцтовий альдегід (за редакцією Кучерова), який далі піддають конденсації (за реакцією Бородіна) з утворенням альдомо. Альдоль потім піддають гідруванню до утворення будандіолу, з якого в результаті відщеплення води утворюється бутадієн: 2) в результаті взаємодії ацителен з муралленим альдегідом (за методом Репе) з утворенням бутин – 2 – діолу – 1,4, який при гідруванні перетворюється в бутандіол – 1,4. При дегідратації бутандіолу утворюється тетрагідрофуран, який в процесі дальшої дегідратації перетворюється в бутадієн: 3) Полібутадієн добувають за методом С.В. Лєбедєва на основі полімеризації бутадієну, яку проводять в присутності металічного натрію, як каталізатор, при температурі 40-600С і тиску 6-8 ат. Таким способом добувають натрійбутадієновий каучук. залежно від способу полімеризації натрійбутадієновий каучук поділяють на: а) стержневий, який добувають полімеризацію бутадієну в рідкій фазі; б) безстержневий, який добувають полімеризацію бутадієну в газовій фазі. Важливого значення в промисловості набуває тепер добування полібутадієну методом емульсійної радикальної полімеризації бутадієну. Радикальну полімеризацію проводять в присутності перекислих ініціаторів або діазосполук. Натрійбутадієновий каучук є каучуком загального призначення і в значній мірі використовується у виробництві пневматичних і масивних шин, різних гумово-технічних м’яких та совнітових виробів. Крім каучуків загального призначення, є каучуки спеціального типу – СКБМ; СКБВ. Каучук СКБМ порівняно з СКБ має значно більшу еластичність, підвищену морозостійкість. Його використовують для виробництва шин, транспортних стрічок, кабеля та інших виробів, призначених для роботи при низьких температурах. Дефектами бутадієнових каучуків, зокрема СКБ є відносно низькі: пластичність, міцність, морозостійкість і мала клейкість. Щоб усунути ці дефекти і створити полімери з новими цінними властивостями, добувають і застосовують співполімери бутадієну. Добування та застосування бутадієн-стирольних каучуків (СКС). Бутадієн-стирольні каучуки добувають в результаті спільної полімеризації бутадієну з стиролом або -метилстиролом: реакцію співполімеризації ведуть в емульсії “гарячим” або “холодним” способом, тобто при температурі відповідно 500С і 50С. Як емульгатори використовують натрієві солі бутилнафталінсульфокислот (НЕКАЛІ) і натрієві солі вищих жирних кислот (мила). Для виділення каучуку, з емульсії (латексу) додають такі коагулетори, як хлориди натрію, кальцію, оцтову кислоту. Каучуки, добуті від полімеризації при температурі +50С, мають значно кращі фізико-механічні властивості (термостійкі, стійкіші проти стирання), бо вони мають однорідну структуру ланцюга макромолекул. На даний час в промислових масштабах значну кількість як бутадієн-стирольних каучуків, так і бутадієн-мителстирольних (СКМС). Є такі марки каучуків, як СКС – 10, СКС – 30, СКМС – 30, СКС – 50 та інші. Цифрам в позначенні марок каучуків показують вміст стиролу або -метилстиролу в 100 вагових частинок полімеру. Для поліпшення фізикомеханічних властивостей бутадієн-стирольних каучуків використовують синтез потрійних співполімерів бутадієну і стиролу з невеликою кількістю (0,5-1,5%) метакрилової кислоти. Гума, виготовлена на основі таких каучуків краще зв’язується з текстильним волокном, стійка проти розстіскування при багаторазових деформаціях і теплостійкіша. Бутадієн-стирольні каучуки є каучуками загального призначення, які в багатьох галузях техніки можуть замінити натуральний каучук. на основі бутадієн-стирольних каучуків виготовляють покришки і камери для автомашин, літаків, транспортерні стрічки, різні технічні вироби, ебоніт та ін. Каучуки і СКМС-10 головним чином використовують для виготовлення морозостійких гумових виробів. Каучуки СКС-50 і СКМС-50 широко використовують для різних еболітових виробів і виробництва мікропористої гуми. Технології виготовлення та застосування синтетичних ізопренових каучуків. Синтетичний ізопреновий каучук (СКІ) синтезований у 1950 р. А.Л. Коротковим в результаті каталітичної полімеризації ізопрену. Вихідний продукт для синтезу каучуку-ізопрен, який можна добути із ізопентану, ізомілену, ацетону, ацетилену, ізобутилену і мурашиного альдегіду, а також піролізам терпенових вуглеводів. Добування ізопрену з ізопеитану з ізоаміленів можна зобразити такою схемою: Значну кількість ізопентану добувають з попутного газу каталітичною ізомеризацією н-пентану, а також при реатифікації бензину. Каталітичне дегідрування пентану проходить в умовах, близьких до умов дегідрування к-бутану. Перспективним є процес дегідрування ізопентану за одну стадію і ізопентан–ізопрен.Ізопреновий каучук належить до типу каучуків загального призначення. Синтетичний ізопреновий каучук використовують в основному для заміни натурального каучуку, зокрема у виробництві багатошарових шин для вантажних автомашин. Він відзначається високими електроізоляційними властивостями, тому його можна застосувати і в електротехніці. Висновок Як нам відомо, недавні успіхи управління в розпродажі вуглеводних ресурсів були покликані в наступний раз обнадіяти населення республіки перспективами наступаючого нафтового процвітання. Та ціна на сиру нафту, що ми прекрасно знаємо, не є високими, а проблеми транспортування залишаються і інвестори не поспішають збагачувати республіканський бюджет. Та експорт нафти і енергоносіїв – не єдиний спосіб країни. Глибока переробка нафти могла б значно розширити експортний потенціал республіки. Одним із продуктів такої переробки являється синтетичний каучук. в даний час цей ринок контролює вузький круг компаній, таких як Bayer AG, Nippon Zeon i Shell Chemical. В загальному, каучук використовується досить давно. Спочатку, це був натуральний каучук, який добувається із певних видів дерев. Пізніше із розвитком технічних технологій, почалося виробництво синтетичного каучука, який в даний час, як ми побачили по вище сказаному переважає по великій кількості параметрів натуральний. Область використання цього матеріалу досить широка. Це автомобільна і авіаційна промисловість, де із нього виробляють ризину для покришок, камер та шланги. Крім цього каучук, застосовуються в нафтодобувній і взагалі буровій техніці для виготовлення рукавів, трубопроводів в кабельній промисловості та машинобудуванні – для різних з’єднувачів і покриття і навіть в аерокосмічній та атомній галузях використовуються каучуки, володіючи високою стійкістю до дії високих температур і радіації. Для надання каучуку особливих якостей використовується процес гідрування і різні добавки – каталізатори. При цьому ціна його різко зростає: якщо звичайний каучук коштує близько 2 тис. доларів за тону, то модернізований – від 24 тис. доларів до 35 тисяч доларів. Об’єми його виробництва невеликі, що дозволяє виробникам стримувати високі ціни. Крім цього їх монопільний стан на ринку підтримується патентами на виробничі процеси і рецептуру. Література. [1] Г.А.Блох, Е.Н.Геверовська, Е.К.Лотакова, В.Н.Рейх, Н.А.Щаслива “Хімія і хімічна технологія” №4, К., 1973; 627-628 с. [2] Бойко “Хімія полімерів” – К., 58-69 с. [3] Д.П.Ємельянов, Н.Л.Сергієва, А.А.Капустіна, “Виробництво шин і РТІ і АІІ”, 1967. №3 с. 244 [4] М.М.Фамічева, М.П.Грінблат, Е.А.Суворова, Т.Г.Романих, Л.І.Дубовик, А.Є.Калаус “Властивості акрилатних каучуків і умови їх одержання”. Ленінград, 1970. С.-52 [5] “Енциклопедія з хімії” Т.-2, с.-387
1 2 3 4 5 Категория: Хімія \| Добавил: Aspirant (03.05.2013)
Просмотров: 1467 \| Рейтинг: 2.0/1

Всего комментариев: 0


Имя *:
Email *:

Код *: