Referat Cauciucul

label Referate autorenew 2025-09-29, 16:56 history_edu Admin
Cauciucul Cauciucul natural este un compus macromolecular, natural cu formula molecular`: (C5H8)n [n care "n" variaz` [n limite largi ating@nd valori de ordinul 5000. Supus [nc`lzirii la circa 3000C, [n absen a aerului formeaz` izoprenul dovedindu-se astfel c` este un polimer natural al iozprenului: CH3 CH3 CH3 I I I -:- CH2 - C = CH - CH2 -:- CH2 - C = CH - CH2 - CH2 - C = CH - CH2 - ........ Datorit` dublei leg`turi din unitatea structural` lan ul macromolecular poliizoprenic se poate prezenta sub forma a doi izomeri geometrici: cis - trans, cauciucului natural corespunz@ndu-i izomerul cis: H3C H H3C H C = C CH2 CH2 C =C H2C CH2 C = C CH2 CH2 CH3 H Cauciucul produs tehnic dintr-un compus macromolecular cu catene liniare, lungi, flexibile cu comportare de elsatomer. Se produc ]i se utilizeaz` numeroase tipuri de cauciucuri fiecare dintre ele prezent@nd anumite avantaje ]i deavantaje [n utiliz`ri specifice. Macromoleculele cauciucului se pot deplasa una fa ` de alta la temperaturi relativ ridicate sau/]i sub ac iunea efectelor mecanice; Aceast` proprietate a cauciucului st` la baza tehnologiilor de executare a produselor pe baz` de cauciuc prin metode de formare. {ns`, ]i dup` r`cire cauciucurile pot p`stra capacitatea de curgere (spre deosebire de materialele plastice ]i fibrele) atunci c@nd asupra lor ac ioneaz` for e mecanice (for a gravita ional` poate fi suficient` [n unele cazuri), mai ales dac` efortul aplicat ac ioneaz` timp [ndelungat; la temperaturi foarte sc`zute cauciucurile pot deveni casante, pierz@nd capacitatea de deformare [nalt elstic`. Pentru [ndep`rtarea curgerii este necesar ca [ntre diferitele catene s` se realizeze leg`turi suficient de puternice pentru a se forma o re ea spa ial` care s` [mpiedice alunecarea ireversibil` a macromoleculelor una fa ` de alta, [ntr-un domeniu larg de temperatur` care include ]i temperaturile de regim de utilizare. Reticularea macromoleculelor liniare st` la baza celei mai importante etape din tehnol.ogiile de prelucrare a cauziucului - vulcanizarea - conduc@nd la transformarea lor [n produse finite de cauciuc. Macromoleculele cauciucului legate [ntr-o re ea unitar` (continu`) constituie un cauciuc vulcanizat care p`streaz` capacitatea de a suferi deform`ri reversibile mari. Cauciucurile se pot dizolva [n anumi i solven i ale]i corespunz`tor; cauciucurile vulcanizate, datorit` structurilor de re ea tridimensional` nu se mai dizolv` dar se gonfleaz` sub ac iunea acelora]i solven i. {n economia mondial` se produc cca. 12 mil. tone din diverse tipuri de cauciuc, dintre care aprozimativ 2/3 revin cauciucurilor sintetice. Practic, [ntreaga cantitate de cauciuc se utilizeaz` sub form` de compozi ii, mai ales compozi ii vulcanizate pentru care cauciuclui este materia prim` de baz`, care confer` comportarea specific` de elastomer ]i face posibil un nr. foarte mare de utiliz`ri. Sortimentul actual al produselor de cauciuc dep`]e]te 60 mii tipuri, din care ponderea cea mai mare (mai mult de 1/2) revine industriei anvelopelor. Cauciucul sintetic reune]te grupul de elastomeri cu propriet` i asem`n`toare cauciucului natural, ob inu i sintetic prin polimerizarea sau copolimerizarea anumitor monomeri. Principalele tipuri de cauciucuri sintetice:MONOMER
ESLASTOMER
CH2 = CH - CH = CH2Butadien`
-?CH2 - CH = CH - CH2?n -cauciucul butadienic (buna, SKB)
CH2 = C - CH = CH2 I Clcloropren
-- CH2 = C - CH = CH2 -- I Cl nCauciuc cloroprenic (neopren, Nairit)
CH2 = CH - CH = CH2Butadien`C6H5 - C = CH2 I HStiren
-?(CH - CH2)x - (CH2 - CH = CH - CH2)y?n - I C6H5Cauciuc butadienstirenic (Buna S, SKS, GRS, Crom 35)
CH2 = CH - CH = CH2Butadien`C6H5 - C = CH2 I CH3? - metil stren
CH3 I - (C - CH2 -)x - (CH2 - CH = CH - CH2)y - I C6H5 ncauciuc butadienic ?- metil stirenic (Buna S - S, Carom 1500)
CH2 = CH - CH = CH2Butadien`CH2 = CH - CNAcrilonitril- (CH - CH2)x - (CH2- CH = CH - CH2)y - I CNCauiciuc butadien-acilonitrilic (Buna N, GRN)
CH3 ICH2 = C - CH = CH2izopren
CH3 I- - CH2 - C = CH - CH2 n - cauciuc poliizoprenic
Monomerii folosi i la ob inerea diferi ilor elstomeri sunt polimeriza i (copolimeriza i) de obicei [n emulsie; se ob ine latex sintetic care este prelucrat ca ]i cel natural. Rezult` un cauciuc sintetic brut cu propriet` i asem`n`toare calui natural ]i care se folose]te dup` vulcanizare. {n ara noastr` se fabric` la Combinatul Petrochimic Borze]ti cauciucul denumit comercial Carom 1500, prin copolimerizarea butadienei cu ?- metilstiren. Cercet`rile [ntreprinse [n ultimii ani [n cadrul Institutului Central de Cercet`ri Chimice au permis elaborarea ]i punerea la punct a unor tehnologii proprii de fabricare rentabil` a izoprenului (monomer) ]i de polimerizare a sa la un elastomer poliizoprenic, cu propriet` i identice produsului natural. Cauciucul poliizoprenic se fabric` la Combinatele Petrrochimice de la Ploie]ti ]i Borze]ti. Cauciucul natural ]i cel sintetic au o vast` gam` de utiliz`ri tehnice, textile, sanitare, casnice, etc, servind la fabricarea diferitelor produse, ca: anvelope aoto, curele ]i benzi de transmisie, garnituri de etan]are, tuburi, echipamente electroizolante, juc`rii ]i diferite obiecte de uz casnic. Cauciucul Butadienic Este produs de polimerizarea butadienei, con in@nd, [n func ie de sistemul de polarizare ]i condi iile de lucru, propor ii diferite de unit` i cis - 1,4 (I), trans - 1,4 (II) ]i 1,2-vinil (III): CH2 CH2 CH2 CH - CH2 - CH - I CH = CH CH CH2 CH II CH2 I II III Se produce cauciuc stereoregulat (prin polimerizare cu catalizatori coordinativ ionici sau cu compu]i litiu-organici) ]i nestereoregulat (polimerizare radical` [n emulsie sau polimerizare [n mas` cu metal alcalin). {n 1932 a [nceput [n U.R.S.S. produc ia industrial` a cauciucului dup` procedeul Lebedev (cu sodiu metalic). {n prezent, cea mai mare importan ` industrial` o au cauciucurile butadiene stereoregulate. {n afara cauciucurilor solide se produc oligomeri (cauciuc lichid) ]i latexuri sintetice. Polibutadiena stereoregulat` cu con inut [nalt de unit` i de vinil are propriet` i termoplastice. Structura ]i propriet` ile cauciucului butadienic ob inute cu diferite tipuri de catalizatori stereospecifici se deosebesc [n primul r@nd prin microstructur`, dar ]i prin alte caracteristici. Tipurile ob inute cu catalizatori Ziegler-Natta con in 87-98% unit` i cis - 1,4, pe c@nd cu compu]i litiu-organici se ob ine un cauciuc cu con inut aproape egal de unit` i cis- 1,4 ]i trans - 1,4.Microstructura cauciucului butadienic ob inut prin polimerizare cu metale alcaline depinde de natura metalului utilizat. Cauciucul butadienic ob inut prin polimerizarea radical` [n emulsie con ine 8-20% cis - 1,4, 56-75% unit` i trans - 1,4, ]i 12-25% untit` i 1,2. Masa molecular` ]i distribu ia ei precum ]i ramificarea la cauciucul butadienic stereoregulat variaz` [n limite largi [n func ie de sitemul ]i condi iile de polimerizare: cu catalizatorii litiu-organici se ob ine distribi ia cea mai [ngust` ]i o ramificare redus`, pe c@nd cu catalizatorii de nichel-cobalt se ob in distribu iile cele mai largi ]i grade avansate de ramificare. La cauciucul butadienic polimerizat cu metal alcalim Mn = (8,5....20)x104 ]i distribu ia maselor moleculare este mai larg` dec@t [n cazul cauciucului stereoregulat. Acetatul de izobutil la 20,50C este solvent ? pentru cauciucul butadienic cu con inut [nalt de unit` i cis. Propriet` ile dielectrice arat` calit` ile bune de izolator. Sub ac iunea unor agen i chimici (tioacizi, butadiensulfon`, etc), a radia iei U.V. sau a radia iei de [nalt` energie, cacuciucul sufer` o izomerie cis-trans. {n solu ie, [n prezen a catalizatorilor Ziegler-Natta solubili, cauciucul poate fi hidrogenat. Polimerizarea [n solu ie Polimerizarea stereospecific` a butadienei se realizeaz` [n solu ie (benzen, toluen, etc.); [n func ie de solubilitatea sistemului catalutic; [n masa de reac ie procesul poate decurge [n faz` omogen` sau heterogen`. Butadiena (99-99,6%) trebuie s` fie de puritate deosebit`, limitele superioare ale impurit` ilor fiind (%masa): acetilene - 0,005, dimer -0,2 cilcopentadien` - 0,001, rezidiu - 0,1. At@t [n monomer c@t ]i [n solvent trebuie exclus` prezen a oxigenului ]i diminuat c@t mai mult con inutul compu]ilor oxigenului, sulfului ]i azotului, deoarece cantit` i mici de compusi electronodonori pot afecta considerabil structura polimerului, pot [ncetini sau chiar opri polimerizarea. Procesul tehnologic poate fi discontinuu sau continuu: {n vasul cu agitator 1 se prepar` solu ia sau suspensia de catalizator; monomerul, solventul ]i solu ia (dispersia) de catalizator se introduc [n bateria de polimerizare prev`zute cu agitare ]i r`cire eficient`. Polimerizarea se conduce la temperaturi [ntre 4 ]i 600C, la o presiune p@n` la 1 Mpa, pe o durat` de 0,5 - 6 h, astfel [nc@t masa de reac ie ajunge la o concentra ie de 6 - 25% cauciuc butadienic. La ie]irea din faza de polimerizare, [n masa de reac ie se introduce stoperul pentru dezactivarea sistemului catalitic ]i [ntreruperea polimeriz`rii ]i, trec@nd [n vasul de detent` 3, se recupereaz` butadiena ]i o parte din solvent. {n solu ia concentrat` care iese se introduce stabilizatorul care trece la degazarea apoas` 5, unde se antreneaz` cu abur tot solventul, iar [n faza apoas` trece cea mai mare parte din componentele sistemului catalitic. Suspensia apoas` de cauciuc butadienic este separat` [n storc`torul cu melc 7, se spal`, se usuc` ]i se baloteaz`. {n unele variante tehnologice, separarea cauciucului se face cu aceton`, alcool, etc. Atunci c@nd se produce cauciucul butadienic extins cu ulei ]i/sau negru de fum, dup` faza de detent`, [n solu ia de cauciuc se introduc plastifiantul ]i suspensia apoas` de negru de fum. Cu catalizator alfin, [n pentan la 300C polimerizarea butadienei decurge extrem de rapid, ajung@nd la mase moleculare extrem de mari; introduc@nd un regulator se poate ob ine un cauciuc butadienic cu masa mol. Cca. 22x104. Procedeul se aplic` industrial pu in, pentru fabricarea unor copolimeri ai butadienei cu stirenul ]i izoprenul. Autor, Chircu Marius Petre Biobliografie: Enciclopedia de chimie vol. II????????1referat.clopotel.ro