Главная
страница 1
скачать файл



Каучук, строение, свойства, виды и применение в профессии коммерсанта

Департамент образования Владимирской области Государственное образовательноеучреждение НПО Профессиональное училище № 41 Реферат по химии. Тема: «Каучук, строение, свойства, виды. Применение в профессии коммерсанта»Учащейся2 курсагруппа № 1Куренко Н.И. г. Владимир 1999 учебный годВведение:Обоснование выбора темы и её актуальность. Я выбрала тему «Каучук», так как она тесно связана с моей профессией«Коммерсант». Много непродовольственных товаров изготовлено на основесинтетического каучука: Обувные товары, игрушки, спорт товары, товары длятранспорта… Я, как продавец-консультант должна дать полную подробнуюконсультацию или рекламу о товаре, его свойствах, составе. Необходимыезнания я получила на уроках химии и товароведения, но их недостаточно.Поэтому я решила подробно, всесторонне изучить тему «Каучук» подополнительной литературе. Я использовала учебники химии, товароведения дляпрофессиональных училищ, для ВУЗов. Обращалась за консультацией к мастерампроизводственного обучения: Русовой Л.В., Фисун В.И.; преподавателютовароведения непродовольственных товаров: Чугуновой Е.П. На производственной практике в магазине я исследовала видысинтетических каучуков, которые применяют в непродовольственных товарах(обувь, игрушки, спорттовары). Каучук – органическое вещество, то есть, соединение, где содержитсяуглерод и водород. Эти соединения изучает наука «органическая химия»,которая возникла в первой половине XIX века. Каучук – этовысокомолекулярное вещество, полимер. Выделяют природный и синтетическийкаучуки. В основе этих веществ находятся диеновые углеводороды.I. Диеновые углеводороды. Строение и номенклатура. К диеновым углеводородам относятся органические соединения с общейформулой CnH2n-2, в молекулах которых имеются 2 двойные связи. Посколькуналичие одной двойной связи в молекуле отмечается в названии веществасуффиксом –ен, углеводороды с двумя двойными связями называются диеновыми,например бутадиен CH2=CH-CH=CH2. Взаимное расположение двойных связей в таких соединениях может бытьразличным, например: CH2=C=CH- CH2-CH3 - пентадиент 1,2. CH3-CH=C=CH-CH3 - пентадиент 2,3. Большой практический интерес представляют диеновые углеводороды, вмолекулах которых двойные связи разделены простой(одинарной) связью.Наиболее ценные из них: бутадиен-1,3 или дивинил, CH2=CH-CH-CH2 – легкосжижающийся (при -5( С) газ; 2-метилбутадиен 1,3 или изопрен - легко кипящая жидкость. Химические свойства. Имея двойные связи в молекулах, диеновые углеводороды вступают вобычные реакции: а) присоединения, например обесцвечивают бромную воду HBr,присоединяют галогеноводороды HCl, HBr или галогены Сl2, Br2. Но реакцииприсоединения имеют свои особенности. Когда молекула бутадиена реагирует содной молекулой брома или галогеноводорода, присоединение происходитпреимущественно не по месту разрыва той или иной двойной связи, а по концаммолекулы: Свободные валентности второго и третьего атома углерода соединяютсядруг с другом, образуя двойную связь в середине молекулы: При наличии достаточного количества брома молекулы бутадиена можетприсоединить по месту образующейся двойной связи ещё одну молекулугалогена: Вследствие наличия двойных связей диеновые углеводороды легкополимеризуются. Продуктом полимеризации 2-метилбутадиена 1,3(изопрена)является природный каучук. Реакции полимеризации диеновых углеводородов ссопряжёнными связями легко протекают под действием катализаторов (например,щелочных металлов) или свободных радикалов. Они протекают аналогичнореакциям присоединения, то есть в 1-4 и частично 1-2 положении. Реакцию полимеризации дивинила в общем виде можно представить так: Аналогично можно записать реакцию полимеризации изопрена:II. Натуральный каучук. 1.История открытия натурального каучука. Первое знакомство европейцев с натуральным каучуком произошло почтипять веков назад. Собственно, история каучука началась, как ни странно, сдетского мячика и школьной резинки. В 1493 году корабль Христофора Колумба во время второго путешествия вАмерику пристал к острову, названному именем Эспаньола (Гаити). Высадившись на берег, испанцы были удивлены весёлой игрой индейцев,похожей на наш баскетбол. Они в такт песне подбрасывали чёрные шары,которые, упав на землю, делали, словно живые, высокие и забавные прыжки.Взяв эти шары в руки, испанцы нашли, что они довольно тяжелы, липки ипахнут дымом. Индейцы называли сок, из которого делали мячи «каочу», чтоозначало: «Слёзы дерева». Каучук получил первое в Европе применение в 1770 году в школе подназванием гуммиэластика (смолы эластичной) для стирания карандашныхрисунков. Первые попытки сделать каучуковую обувь вызывали только смех. Галошиили сапоги хорошо служили в дождь, но стоило выглянуть и припечь солнцу,как они растягивались, начинали прилипать. В мороз же такая обувьстановилась хрупкой, как стекло. Открытие резины, полученной от нагревания каучука и серы, привело кширокому её применению. В 1919 году было предложено уже 40 000 различныхизделий из резины. Внимание капиталистов всех стран обратилось на добычу каучука.Бразилия оказалась владетельницей громадных богатств. Чтобы сохранить их,правительство Бразилии издало закон, запрещающий под страхом смерти вывозсемян и молодых деревьев гевеи. Но было поздно. По совету ботаника Дж. Гукера, англичанин Викгем поехал в 1876 году наберега Амазонки, где собрал 70000 семян Гевеи и тайком доставил их вботанический сад в Кью. Семена были высеяны, но взошло только 4%. Однакочерез несколько дней сеянцы достигли полуметровой высоты. Затем они былиотправлены на остров Цейлон, а от туда разосланы на Яву, в Бирму, Австралиюи др. Компании, организующие добычу, сбор и перевозку каучука, безжалостнокалечили и людей, занятых сбором каучука, стремясь как можно больше идешевле получить его. Сборщику каучука много приходится бродить по лесу впоисках гевей, так как они растут друг от друга на расстоянии 20-100 м. Серингеро, добывая сок гевеи, сам же его и обрабатывает в каучук. Тут же в лесу раскладывает костёр, вырезает лопаточку в виде весла иобмазывает её глиной. Он садится на корточки, обмакивает лопаточку в сосудс соком гевеи и держит в белом дыму костра, поворачивая над огнём. А когдавода испарится и вокруг лопаточки образуется тонкая плёнка каучука,серингеро снова макает её в сок гевеи и снова коптит в дыму костра. Этопродолжается до тех пор, пока вокруг лопатки не образуется большой комкилограммов в 5 весом. Затем серингеро его разрезает и снимает с лопатки ввиде листа толщиною в 10 см. Это лучший, благодаря копчению, не загнивающийкаучук. Серингеро гибнут от тяжёлого труда, укусов змей, малярии и другихболезней. Вот что писал один инженер, прибывший в 1907 году в район Путумайо:«Индейцы имеют ужасный вид, они еле двигаются от слабости и истощения. Скаждого индейца в месяц требуется до 25 кг каучука. Каждые 10 дней индейцысдают собранный каучук. Если стрелка весов показывает норму, они смеются ипляшут. При нехватке каучука индеец бросается на землю и ждёт наказания. Невыдерживая такой работы, истязаний, индейцы бегут. Если беглеца находят вкакой-либо хижине, то её обливают керосином и сжигают вместе со всемижителями. В выбегающих стреляют.» Всё это происходит в 20 веке. В нашу страну не привозят каучук из других стран. Ещё в 1931 году И.В.Сталин сказал: «У нас имеется в стране всё, кроме каучука. Но через год-дваи у нас будет свой каучук.» Не прошло и года, как колхозник Спиваченко указал ботанику Л.Е. Родинув горах Тянь-Шаня в Казахстане на каучуконосный одуванчик, содержащий вкорнях от 16 до 28 % каучука. Но теперь не требуется трудоёмкой добычикаучука из одуванчика, так как каучук получают из спирта, выгоняемого изкартофеля и другого сырья. 2.Каучук в природе. Слово «каучук» происходит от двух слов языка индейцев, населявшихберега Амазонки: «кау» – дерево, «учу» – плакать, течь. «Каучу» – сокгевеи, первого и самого главного каучуконоса. Европейцы к этому словуприбавили всего одну букву. Природный каучук встречается в очень многих растениях, не составляющиходного определённого ботанического семейства. Каучуконосы распространены,главным образом, в тропическом поясе около экватора, то есть в ЮжнойАмерике, Африке и на Малайском архипелаге. Из 20 видов каучуконосныхдеревьев, произрастающих в Бразилии, лучшим деревом, дающим каучук,является бразильская гевея. Это высокое стройное дерево может достигать 45метров в высоту при 2,5-2,8 м в обхвате. Родиной гевеи является бассейнАмазонки – великой водной магистрали. Отсюда вывозился первый каучук вЕвропу. Каучук в гевеи содержится в млечном соке, распределённом в млечныхканалах, которые образуют в стволе концентрические кольца. Чтобы получить каучук, на деревьях гевеи делают надрезы. Млечный сок(латекс), выделяющийся из надрезов и представляющий собой коллоидныйраствор каучука, собирают. Затем его подвергают коагуляции действиемэлектролита (раствор кислоты) или нагреванием. В результате коагуляциивыделяется каучук. Европейцы познакомились с каучуком лишь в XVI веке, после возвращенияиз плавания Колумба и его спутников. 3.Физические свойства натурального каучука. Натуральный каучук – аморфное, способно кристаллизоваться твёрдоетело. Он не набухает и не растворяется в воде, спирте, ацетоне и рядедругих жидкостей. Набухая и затем растворяясь в жирных и ароматическихуглеводородах (бензине, бензоле, эфире и других) и их производных, каучукобразует коллоидные (клееобразные) растворы, широко используемые в технике. Натуральный каучук однороден по своей молекулярной структуре,отличается высокими физическими свойствами, а так же технологическими, тоесть способностью обрабатываться на оборудовании заводов резиновойпромышленности. Особенно важным и специфическим свойством каучука является егоэластичность (упругость) – способность каучука восстанавливать своюпервоначальную форму после прекращения действия сил, вызвавших деформацию.Эта способность называется обратимой деформацией. Каучук -–высокоэластичныйпродукт, обладает при действии даже малых усилий обратимой деформациейрастяжения до 1000%, а у обычных твёрдых тел эта величина не превышает 1%.Эластичность каучука сохраняется в широких температурных пределах, и этоявляется характерным свойство каучука. При повышенной температуре каучукстановится мягким и липким, а на холоде твёрдым и хрупким. При долгомхранении каучук твердеет. При температуре 80 (С натуральный каучук теряетэластичность; при 120 (С – превращается в смолоподобную жидкость, послезастывания которой уже невозможно получить первоначальный продукт. Этомумешает необратимый процесс – окисление основного вещества – углеводорода,из которого состоит каучук. Если поднять температуру до 250 (С, то каучукразлагается с образованием ряда газообразных и жидких продуктов. Каучук – хороший диэлектрик, он имеет низкую водопроницаемость игазопроницаемость. Каучук в воде практически не растворяется. В этиловом спирте егорастворимость небольшая, а в сероуглероде, хлороформе и бензине он сначаланабухает, а затем растворяется. Теплопроводность каучука в 100 раз меньше,чем теплопроводность стали. Наряду с эластичностью, каучук так же пластичен, – он сохраняет форму,приобретённую под действием внешних сил. Другими словами пластичность –это способность к необратимым деформациям. Пластичность каучука,проявляющаяся при нагревании и механической обработке, является одним изотличительных свойств каучука. Так как каучуку присуще эластические ипластические свойства, то его часто называют пласто-эластическимматериалом. При охлаждении или растяжении натурального каучука наблюдается переходего из аморфного в кристаллическое состояние (кристаллизация). Процесспроисходит не мгновенно, а во времени. При этом в случае растяжения каучукнагревается за счёт выделяющейся теплоты кристаллизации. Кристаллы каучукаочень малы, они лишены чётких граней и определённой геометрической формы.При температуре около – 70 (С каучук полностью теряет эластичность ипревращается в стеклообразную массу. Вообще все каучуки, как аморфныематериалы, могут находится в трёх физических состояниях: стеклообразном,вязкотекучем и высокоэластическом. Последнее состояние для каучука наиболеетипично. 4.Химические свойства натурального каучука. Каучук легко вступает в химические реакции с целым рядом веществ:кислородом (О2), водородом(Н2), галогенами (Cl2, Br2), серой (S) и другими.Эта высокая реакционная способность каучука объясняется его ненасыщеннойхимической природой. Особенно хорошо реакции проходят в растворах каучука,в которых каучук находится в виде молекул сравнительно крупных коллоидныхчастиц. Почти все химические реакции приводят к изменению физических ихимических свойств каучука: растворимости, прочности, эластичности идругих. Кислород и особенно озон, окисляют каучук уже при комнатнойтемпературе. Внедряясь в сложные и большие молекулы каучука, молекулыкислорода разрывают их на более мелкие, и каучук, деструктируясь,становится хрупким и теряет свои ценные технические свойства. Процессокисления лежит также в основе одного из превращений каучука – перехода егоиз твёрдого в пластичное состояние. 5.Состав и строение натурального каучука. Длинную молекулу каучука можно было бы наблюдать непосредственно припомощи современных микроскопов, но это не удаётся, так как цепочка слишкомтонка: диаметр её, соответствующий диаметру одной молекулы, составляетпримерно две десятимиллионных доли миллиметра. Если макромолекулу каучукарастянуть до предела, то она будет иметь вид зигзага, что объясняетсяхарактером химических связей между атомами углерода, составляющими скелетмолекулы. Звенья молекулы каучука могут вращаться не беспрепятственно, в любомнаправлении, а ограниченно –только вокруг одинарных связей. Тепловыеколебания звеньев заставляют молекулу изгибаться, при этом концы её вспокойном состоянии сближены. При растяжении каучука концы молекул раздвигаются и молекулыориентируются по направлению растягивающего усилия. Если устранить усилие,вызвавшее растяжение каучука, то концы его молекул вновь сближаются иобразец принимает первоначальную форму и размеры. Молекулу каучука можно представить себе как круглую, незамкнутуюпружину, которую можно сильно растянуть, разведя её концы. Освобождённаяпружина вновь принимает прежнее положение. Модель молекул каучука: при любом положении молекул в пространствеконцы их всегда сближены между собой. Некоторые исследователи представляют молекулу каучука в видепружинящей спирали. Качественный анализ показывает, что каучук состоит из двух элементов –углерода и водорода, то есть относится к классу углеводородов.Первоначально формула каучука была принята С5Н8, но она слишком проста длятакого сложного вещества, как каучук. Определение молекулярной массыпоказывает, что она достигает несколько сот тысяч (150000-500000). Каучук,следовательно, природный полимер. Молекулярная формула его (С5Н8)n. Молекула натурального каучука состоит из нескольких тысяч исходныххимических групп (звеньев), соединённых друг с другом и находящихся внепрерывном колебательно-вращательном движении. Такая молекула похожа наспутанный клубок, в котором составляющие его нити местами образуютправильно ориентированные участки. Основной продукт разложения каучука – углеводород, молекулярнаяформула которого однозначна с простейшей формулой каучука. Это изопрен . Можно считать, что макромолекулы каучука образованы молекуламиизопрена. Представим этот процесс схематично. Сначала за счёт разрывадвойных связей происходит соединение двух молекул изопрена: При этом свободные валентности средних углеродных атомов смыкаются иобразуют двойные связи в середине молекул, ставших теперь уже звеньямирастущей цепи. К образовавшейся частице присоединяется следующая молекула изопрена: Подобный процесс продолжается и далее. Строение образующегося каучукаможет быть выражено формулой: Мы уже встречались с полимерами, макромолекулы которых представляютсобой длинные цепи атомов. Однако они не проявляют такой эластичности,какую имеет каучук. Чем же объясняется это его особое свойство? Молекулы каучука, хотя и имеют линейное строение, не вытянуты в линию,а многократно изогнуты, как бы свёрнуты в клубки. При растягивании каучукатакие молекулы распрямляются, образец каучука от этого становится длиннее.При снятии нагрузки, вследствие внутреннего теплового движения, звеньямолекулы возвращаются в прежнее свёрнутое состояние, размеры каучукасокращаются. Если же каучук растягивать с достаточно большой силой,произойдёт не только выпрямление молекул, но и смещение их относительнодруг друга, образец каучука может порваться. Природных ресурсов натурального каучука недостаточно для того, чтобыполностью удовлетворить быстрорастущую потребность в нём. В настоящее времяво всё возрастающих масштабах производится синтетический каучук. 6.Вулканизация натурального каучука. Натуральные и синтетические каучуки используются преимущественно ввиде резины, так как она обладает значительно более высокой прочностью,эластичность и рядом других ценных свойств. Для получения резины каучуквулканизируют. Многие учёные работали над вулканизацией каучука. В 1832 году немецкий химик Людерсфорд впервые обнаружил, что каучукможно сделать твёрдым после обработки его раствором серы в скипидаре. Американский торговец скобяными товарами Чарльз Гудьир был одним изнеудачливых предпринимателей, который всю жизнь гнался за богатством.Чарльз Гудьир увлёкся резиновым делом и, оставаясь порой без гроша,настойчиво искал способ улучшить качество резиновых изделий. Гудьир открылспособ получения не липкой прочной и упругой резины путём смешения каучукас серой и нагревания. В 1843 году Гэнкок независимо от Гудьира так же нашёл способвулканизировать каучук погружением его в расплавленную серу, а несколькопозднее Паркс открыл возможность получения резины обработкой каучукараствором полухлористой серы (холодная вулканизация). Англичанин Роберт Вильям Томсон, который в 1846 году изобрёл«патентованные воздушные колеса» и ирландский ветеринар Джон Бойд Денлоб,натянувший каучуковую трубку на колесо велосипеда своего маленького сына,не подозревали, что этим положили начало применению каучука в шиннойпромышленности. Современная технология резинового производства осуществляется последующим этапам: 1. изготовление полуфабрикатов: а) развеска каучуков и ингредиентов; б) пластикация каучука; в) прорезинивание тканей, каландрирование, шприцевание; г) раскрой прорезиненных тканей и резиновых листов, сборка изделий из полуфабрикатов. 2. Вулканизация, после которой из сырых резиновых смесей получают готовые резиновые изделия. Из смеси каучука с серой, наполнителями (особенно важным наполнителемслужит сажа) и другими веществами формуют нужные изделия и подвергают ихнагреванию. При этих условиях атомы серы вступают в химическоевзаимодействие с линейными молекулами каучука по месту некоторых двойныхсвязей и собою как бы «сшивают» их друг с другом. В результате образуетсягигантская молекула, имеющая три измерения в пространстве – как бы длину,ширину и толщину. Полимер приобрёл пространственную структуру. Такой каучук (резина) будет, конечно, прочнее не вулканизированного.Меняется и растворимость полимера: каучук, хотя и медленно, растворяется вбензине, резина лишь набухает в нём. Если к каучуку добавить больше серы,чем нужно для образования резины, то при вулканизации линейные молекулыокажутся «сшитыми» в очень многих местах и материал утратит эластичность,станет твёрдым – получится эбонит. До появления современных пластмассэбонит считался одним из лучших изоляторов. Ускорители вулканизации – улучшают свойства вулканизаторов, сокращаютвремя вулканизации и расход основного сырья, препятствует перевулканизации.В качестве ускорителей используется неорганические соединения (оксид магнияMgO, оксид свинца PbO и другие) и органические: дитиокарбаматы (производныедитиокарбаминовой кислоты), тиурамы (производные диметиламина),ксантогенаты (соли ксантогеновой кислоты) и другие. Активаторы ускорителей вулканизации облегчают реакции взаимодействиявсех компонентов резиновой смеси. В основном в качестве активаторовприменяют оксид цинка. Антиокислители (стабилизаторы, противостарители) вводят в резиновуюсмесь для предупреждения «старения» каучука. Наполнители – повышают физико-механические свойства резин: прочность,износостойкость, сопротивление истиранию. Они так же способствуютувеличению объёма исходного сырья, а следовательно, сокращают расходкаучука и снижают стоимость резины. К наполнителям относятся различные типысаж (технический углерод), минеральные вещества (мел CaCO3, BaSO4, гипсCaO*2H2O, тальк 3MgO*4SiO2*2H2O, оксид кремния SiO2). Пластификаторы (мягчители) – вещества, которые улучшаюттехнологические свойства резины, облегчают её обработку (понижают вязкостьсистемы), обеспечивают возможность увеличения содержания наполнителей.Введение пластификаторов повышают динамическую выносливость резины,сопротивление «стиранию». В качестве пластификаторов используются продуктыпереработки нефти (мазут, гудрон, парафины), вещества растительногопроисхождения (канифоль), жирные кислоты (стеариновая, олеиновая) и другие. Прочность и нерастворимость резины в органических растворителяхсвязаны с её строением. Свойства резины определяются и типом исходногосырья. Например, резина из натурального каучука характеризуется хорошейэластичностью, маслостойкостью, износостойкостью, в то же время малоустойчива к агрессивным средам; резина из каучука СКД имеет даже болеевысокую износостойкость, чем из НК. Бутадиенстирольный каучук СКСспособствует повышению износостойкости. Изопреновый каучук СКИ определяетэластичность и прочность резины на растяжение, а хлоропреновый – стойкостьеё к действию кислорода. В России первое крупное предприятие резиновой промышленности былоосновано в Петербурге в 1860 году, впоследствии названное «Треугольником»(с 1922 года «Красный треугольник»). За ним были основаны и другие русскиезаводы резиновых изделий: «Каучук» и «Богатырь» в Москве, «Проводник» вРиге и другие. Быстро стали множиться по всему миру заводы и фабрики бытовыхрезиновых изделий, сильно возрос спрос на каучук в связи с развитиемтранспорта, особенно в автомобильной промышленности. 7.Резина, её применение в промышленных товарах. Каучук имеет огромное народнохозяйственное значение. Чаще всего егоиспользуют не в чистом виде, а в виде резины. Резиновые изделия применяют втехнике для изоляции проводов, изготовления различных шин, в военнойпромышленности, в производстве промышленных товаров: обуви, искусственнойкожи, прорезиненной одежды, медицинских изделий … Резина – высокоэластичное, прочное соединение, но менее пластичное,чем каучук. Она представляет собой сложную многокомпонентную систему,состоящую из полимерной основы (каучука) и различных добавок. Наиболее крупными потребителями резиновых технических изделий являютсяавтомобильная промышленность и сельскохозяйственное машиностроение. Степеньнасыщенности резиновыми изделиями – один из основных признаковсовершенства, надёжности и комфортабельности массовых видовмашиностроительной продукции. В составе механизмов и агрегатов современныхавтомобиля и трактора имеются сотни наименований и до тысячи штук резиновыхдеталей, причём одновременно с увеличением производства машин возрастаетих резиноёмкость. Я остановлюсь на обувных товарах, выпускаемых на основерезины. Обувные резины – это обширная группа искусственных материалов для низаобуви. Процесс производства этих резин состоит из следующих операций: 1) Подготовка материалов включает сушку, измельчение и просеивание исходных материалов, а также проверку их качества. Каучук распаривают, измельчают, перетирают. В результате повышается пластичность каучука и однородность резиновой смеси. 2) Приготовление резиновой смеси состоит в смешивании всех компонентов наполнителей, вулканизирующих веществ, ускорителей вулканизации, активаторов, мягчителей, противостарителей, красителей и других. Сначала к каучуку добавляют мягчители, а в последнюю очередь вулканизирующие вещества и порообразователи. Для предания полученной резиновой смеси формы плоских листов производят её листование на вальцах. 3) Каландрирование (формование) – метод производства сырых резиновых заготовок в виде непрерывной ленты нужной толщины и ширины. каландрирование улучшает физико-химические свойства резиновой смеси, от него зависит расход резиновых смесей и качество изделий. 4) Штампование резиновых заготовок для получения отдельных деталей обуви, производят на штампах-прессах специальными резаками. 5) Вулканизация – завершающая операция производства резины. Резину выпускают в виде пластин, штампованных и формованных деталей:подошв, каблуков, подошв с каблуками и другое. Виды резины и их применение. В зависимости от структуры резину делят на непористую (монолитную) ипористую. а) Непористую резину изготовляют на основе бутадиенового каучука. Онаотличается высоким содержанием истиранию. Срок износа подошвенной резины в2-3 раза превышает срок износа подошвенной кожи. Предел прочности резиныпри растяжении меньше, чем натуральной кожи, но относительное удлинение приразрыве во много раз превышает удлинение натуральной подошвенной кожи.Резина не пропускает воду и практически в ней не набухает. Резина уступает коже по морозостойкости и теплопроводности, чтоснижает теплозащитные свойства обуви. И наконец, резина является абсолютновоздухо- и паронепроницаемой. Непористая резина бывает подошвенная,кожеподобная, и транспарентная. Обычную непористую резину применяют для изготовления формованныхподошв, накладок, каблуков, полукаблуков, набоек и других деталей низаобуви. б) Пористые резины применяют в качестве подошв и платформ для весенне-осенней и зимней обуви. в) Кожеподобная резина – это резина для низа обуви, изготовленная наоснове каучука с высоким содержанием стирола (до 85%). Повышенноесодержание стирола придаёт резинам твёрдость, вследствие чего возможноснижение их толщины до 2,5-4,0 мм при сохранении хороших защитных функций. Эксплуатационные свойства кожеподобной резины сходна с натуральнойкожей. Она обладает высокой твёрдостью и пластичностью, что позволяетсоздавать след обуви любой формы. Кожеподобная резина хорошо окрашиваетсяпри отделки обуви. Она имеет высокую износостойкость благодаря хорошемусопротивлению истиранию и устойчивости к мноократным изгибам. Срок носкиобуви с подошвой из кожеподобной резины составляет 179-252 дня приотсутствии выкрошивания в носовой части. Недостатком этой резины являются невысокие гигиенические свойства:высокая теплопроводность и отсутствие гигроскопичности ивоздухонепроницаемости. Кожеподобную резину выпускают трёх разновидностей: непористойструктуры с плотностью 1,28 г/см3, пористой структуры, имеющую плотность0,8-0,95 г/см3, и пористой структуры с волокнистым наполнителем, плотностькоторых не выше 1,15 г/см3. Пористые резины с волокнистыми наполнителяминазываются «кожволон». Эти резины по внешнему виду сходны с натуральнойкожей. Благодаря волокнистому наполнителю повышаются их теплозащитныесвойства, они отличаются лёгкостью, эластичностью, хорошим внешним видом.Кожеподобные резины применяют в качестве подошвы и каблука при изготовлениилетней и весенне-осенней обуви клеевого метода крепления. г) Транспарентная резина – это полупрозрачный материал с высокимсодержанием натурального каучука. Отличается высоким сопротивлениемистиранию и твёрдостью, по износостойкости превосходит все виды резин.Транспарентные резины выпускают в виде формованных подошв (вместе скаблуками), с глубоким рифлением на ходовой стороне. Разновидостью транспорентной резины является стиронип, содержащийбольшее количество каучука. Сопротивление многократному изгибу у стиранипав три с лишним раза выше, чем у обычных непористых резин. Стиронипприменяется при изготовлении обуви клеевого метода крепления. Резина пористой структуры имеет замкнутые поры, объём которых взависимости от вида резины колеблется от 20 до 80 % её общего объёма. Этирезины имеют ряд преимуществ по сравнению с непористыми резинами:повышенные мягкость, гибкость, высокие амортизационные свойства, упругость. Недостатком пористых резин является способность давать усадку, а такжевыкрошиваться в носочной части при ударах. Для повышения твёрдости пористыхрезин в их состав вводят полистирольные смолы. В настоящее время освоено производство новых видов пористых резин:порокрепа и вулканита. Порокреп отличается красивым цветом, эластичностью,повышенной прочностью. Вулканит – пористая резина с волокнистыминаполнителями, обладающая высокой износостойкостью, хорошейтеплозащитностью. Пористые резины применяют в качестве подошв для весенне-осенней и зимней обуви.III.Синтетический каучук. 1.Способ получения синтетического каучука по методу Лебедева. Одно дерево бразильской гевеи в среднем, до недавнего времени, былоспособно давать лишь 2-3 кг каучука в год; годовая производительностьодного гектара гевеи до второй Мировой войны составляла 300-400 кгтехнического каучука. Такие объёмы натурального каучука не удовлетворялирастущие потребности промышленности. Поэтому возникла необходимостьполучить синтетический каучук. Замена натурального каучука синтетическимдаёт огромную экономию труда. Современная, всё развивающаяся и усложняющаяся техника требует каучукихорошие и разные; каучуки, которые не растворялись бы в маслах и бензине,выдерживали высокую и низкую температуру, были бы стойки к действиюокислителей и различных агрессивных сред. Такие свойства могут лишь синтетические каучуки. многие учёныеработали над проблемой получения синтетического каучука. Начиная с 1900года ученик Бутлерова химик И.Л. Кондаков впервые получил синтетическимпутём изопрен. Продолжателем школы Бутлерова явился химик-органик А.Е. Фаворский.Особенно важное значение имеют работы Фаворского по механизму процессаполимеризации и по синтезу изопрена – углеводорода, который стал ценныммономером для получения синтетического каучука. Также над получением синтетического каучука работали химики: Е.Кавенту, О.Г. Филиппов, Б.В. Бызов, И.И. Остромысленский и многие другие. Как известно натуральный каучук имеет свои недостатки, то есть привысокой температуре он становиться мягким, липким, сильно растягивается, апри низкой температуре твердеет и становится хрупким, поэтому открылиспособ получения синтетического каучука. В 1910 году С.В. Лебедеву впервые удалось получить синтетическийкаучук и бутадиена. Сырьём для получения синтетического каучука служилэтиловый спирт, из которого получали бутадиен 1,3 (бутадиен оказался болеедоступным продуктом, чем изопрен). Затем через реакцию полимеризации вприсутствии металлического натрия получали бутадиеновый синтетическийкаучук. В 1932 году именно на базе этого углеводорода возникла крупнаяпромышленность синтетического каучука. Были построены два завода попроизводству синтетического каучука. Способ С.В. Лебедева оказался болееразработанным и экономичным. С.В. Лебедев – советский химик-органик, родившийся в 1874 году. Былсоздателем первого крупного промышленного производства синтетическогокаучука. В 1926 году ВСНХ СССР объявил Международный конкурс по разработкепромышленного способа синтеза каучука из отечественного сырья. К первомуянваря 1928 года в жюри надо было представить описание способа, схемупромышленного получения продукта и 2 кг каучука. Победителем конкурса сталагруппа исследователей, которую возглавлял профессор Медико-хирургическойакадемии в Ленинграде С.В. Лебедев. В 1908-1909 годах С.В. Лебедев впервые синтезировал каучукоподобноевещество при термической полимеризации дивинила и изучил его свойства. В1914 году учёный приступил к изучению полимеризации около двух десятковуглеводородов с системой двойных или тройных связей (бутадиен, аллен и ихпроизводные). В 1925 году С.В. Лебедев выдвинул практическую задачу созданияпромышленного способа синтеза каучука. В 1927 году эта задача была решена.Под руководством Лебедева были получены в лаборатории первые килограммысинтетического каучука. С.В. Лебедев изучил свойства этого каучука иразработал рецепты получения из него важных для промышленности резиновыхизделий, в первую очередь автомобильных шин. В 1930 году по методу Лебедевабыла получена первая партия нового каучука на опытном заводе в Ленинграде,а спустя два года в Ярославле пущен в строй первый в мире завод попроизводству синтетического каучука в широких масштабах. 2.Получение синтетического каучука.В разработке синтеза каучука Лебедев пошёл по пути подражания природе.Поскольку натуральный каучук – полимер диенового углеводорода, то Лебедеввоспользовался так же диеновым углеводородом, только более простым идоступным – бутадиеном CH2=CH-CH=CH2. Сырьём для получения бутадиена служит этиловый спирт. Получениебутадиена основано на реакциях дегидрирования и дегидратации спирта. Этиреакции идут одновременно при пропускании паров спирта над смесьюсоответствующих катализаторов: Бутадиен очищают от непрореагировавшего этилового спирта,многочисленных побочных продуктов и подвергаю полимеризации. а) полимеризация – процесс соединения двух, трёх и более молекулполимера, с образованием вещества того же состава, но большегомолекулярного веса. При этом происходит разрыв и образование новыххимических связей, следовательно, полимеризация – типичная химическаяреакция. Процессы полимеризации относятся к цепным реакциям, то есть к такимпроцессам, при которых в веществе происходит образование активных частиц,способных вызвать ряд последовательных превращений вещества. Реакции этоготипа могут протекать с огромной, взрывной скоростью. Реакция полимеризации,начавшись в одном месте, быстро распространяется по всей массе вещества. Для того чтобы заставить молекулу мономера соединиться друг с другом,их необходимо предварительно возбудить, то есть привести их в такоесостояние, когда они становятся способными, в результате раскрытия двойныхсвязей к взаимному присоединению. Это требует затраты определённогоколичества энергии или участия катализатора. При каталитической полимеризации катализатор не входит в составобразующегося полимера и не расходуется, а выделяется по окончании реакциив своём первоначальном виде. В качестве катализатора процесса полимеризациибутадиена 1,3 С,В. Лебедев выбрал металлический натрий, впервые применённыйдля полимеризации непредельных углеводородов русским химиком А.А. Кракау. Формула строения бутадиенового каучука: (-СH2-CH=CH-СH2-)n. Отличительной особенностью процесса полимеризации является то, что приэтом молекулы исходного вещества или веществ соединяются между собой собразованием полимера, ен выделяя при этом каких-либо других веществ. Некоторые синтетические каучуки получают из различных мономеров врезультате их совместной полимеризации, называемой сополимеризацией. б) Сополимеризация бутадиена и стирола чаще всего осуществляется вэмульсии. Полимеризация в эмульсиях даёт возможность получать огромныеколичества различных сополимерных каучуков, обладающих ценными техническимикачествами, но всё же достаточно далёких от натурального каучука и неудовлетворяющих всем требованиям потребителей. В настоящее время, для получения синтетических каучуков, в основномиспользуются углеводороды, содержащиеся в нефтяных газах и продуктыпереработки нефти. 3.Важнейшие виды синтетического каучука. Известно много синтетических каучуков, но самые распространённые это:Бутадиеновый, Дивиниловый, Изопреновый, Хлоропреновый, Бутадиенстирольный. Бутадиеновый синтетический каучук явился первым синтетическимкаучуком, производство которого было освоено в крупных промышленныхмасштабах во многих странах. В 1932 году в нашей стране были построеныпервые заводы по производству синтетического каучука, а в 1937-1940 годахпроизводство бутадиенового синтетического каучука было организовано вГермании и США. Сырьём для получения бутадиенового каучука служил этиловыйспирт, который получали из крахмала картофеля или зерна.-----------------------Руководитель:Земскова Г.Н.CH2=C-CH=CH2 | CH3CH2=CH-CH=CH2 + Br2 CH2-CH=CH-CH2 Бутадиен-1,3 бром | | Br Br 1,4 дибромбутен 2 CH2-CH=CH-CH2 | | Br Br CH2-CH-CH-CH2 | | | | Br Br Br Br1,2,3,4 тетрабромбутанCH2=CH-CH=CH2 + CH2=CH-CH=CH2 +… …-CH2-CH=CH-CH2-CH2-CH=CH-CH2-…Бутадиен-1,3 (мономер) Бутадиен-1,3 (мономер) полимербутадиена-1,3n CH2=CH-CH=CH2 (-CH2-CH=CH-CH2-)n дивинил полидивинил2CH2=C-CH=CH2 …-CH2-C=CH-CH2-CH2-C=CH-CH2-…nCH2=C-CH= CH2 | | | | CH3 CH3 CH3 CH3 Изопрен-CH2-C=CH-CH2- | CH3 n[pic]CH2=C-CH=CH2 | ††????????'?†††††?††††?????????†††††?††††???†††††?†????????††††††?†††† CH3CH2=C-CH=CH2 + | CH3CH2=C-CH=CH2 | CH3 | |-CH2-C-CH-CH2- | CH3 | |-CH2-C-CH-CH2- + | CH3-CH2-C=CH-CH2- | CH3-CH2-C=CH-CH2 | CH3 изопреновый каучук изопрен изопрен | CH3 S H CH3 H | / / C - C C=C / / -CH2 S CH2 - CH2 CH2-… | CH3 S H CH3 H / / / C - C C=C / | / -CH2 S CH2-CH2 CH2-… | CH3 H CH3 H / / C=C C=C / / -CH2 CH2-CH2 CH2-… t + nS CH3 H CH3 H / / C=C C=C / / -CH2 CH2-CH2 CH2-…-CH2-C=CH-(CH2)2-C=CH-CH2- | | CH3 CH3-CH2-C=CH-CH2- + | CH3-CH2-C=CH-CH2 | CH3 | |-CH2-C-CH-CH2- | CH3-CH2-C=CH-(CH2)2 | CH3(-CH2-C=CH-CH2-)n. | CH3 H H H H | | | |H-C-C-H + H-C-C-H CH2=CH-CH=CH2 + 2H2O + H2 | | | | H OH H OH СH2=CH-CH= СH2 + СH2=CH-CH= СH2 + … | | | |-СH2-CH-CH-СH2- + -СH2-CH-CH-СH2 + …-СH2-CH=CH-СH2- СH2-CH=CH-СH2 + … СH2=CH-CH= СH2 + СH=CH2 + СH2=CH-CH= СH2 + СH=CH2 +… | | С6Н5 С6Н5 -СH2-CH=CH- СH2 – СH-CH2 - СH2-CH=CH- СH2 – СH-CH2 -… | | С6Н5 С6Н5(-СH2-CH=CH- СH2 – СH-CH2 –)n | С6Н5
скачать файл



Смотрите также:
Реферат по химии. Тема: «Каучук, строение, свойства, виды. Применение в профессии коммерсанта»
225.7kb.
Конфекционирование материалов
47.62kb.
«Вода важнейший природный оксид. Распространение в природе. Физические свойства. Химические свойства. Применение воды»
62.81kb.
Тема: " Арсенид индия. Свойства, применение. Особенности получения эпитаксиальных пленок."
228.86kb.
Урок по химии в 9 классе Учитель химии Таловской сош клочков И. А. 2009 год Урок по химии в 9 классе «Щелочные металлы». Тип урока
137.84kb.
Тема: «Происхождение. Многообразие. Роль земноводных»
49.02kb.
Программа по общей химии включает в себя такие важные теоретические разделы как атомно-молекулярное учение, строение атома, периодический закон и периодическая система химических элементов,
721.73kb.
Основные положения теории химического строения органических веществ Бутлерова химическое строение как порядок соединения и взаимного влияния атомов в молекулах Основные направления развития этой теории
18.5kb.
Реферат по химии Тема: Белки
222.37kb.
Тематическое планирование по химии в 11 классе
176.65kb.
Программа разработана экспертным советом Высшей аттестационной комиссии по химии (по неорганической химии) при участии Института общей и неорганической химии им. Н. С
153.55kb.
Кафедра: биологической химии методическая рекомендация для преподавателей и студентов
110.33kb.