Презентація.10 клас ."Синтетичні високомолекулярні речовини і полімерні матеріали на їх основі. Каучук. Гума"

Синтетичні високомолекулярні речовини і полімерні матеріали на їх основі. Каучук. Гума

Каучуки- полімерирослинного або синтетичного походженняце ненасичені високомолекулярні сполукиприродні макромолекули мають лінійну будову, але здатні згортатися у клубкиприродний каучук виготовляють із соку  молока( латексу) каучукового дерева(гевеї). Формулу встановлено в 1910 році: Полімер : (-СН2 – С=СН-СН2 -)n  СН3 Мономер: 2-метилбута-1, 3-дієн (ізопрен) СН2 =С(СН3 )-СН=СН2

Природний(натуральний) каучук. Природний: полімер цис - ізопрену регулярної лінійної будови : 1,4-цис-поліізопрен Реакція полімеризації ізопрену: M r = 15000 -500 000n (до)=300 000. Структурна ланка містить один подвійний зв’язок. Регулярний полімер-складається із структурних ланок однакової просторової будови, що повторюються з певною періодичністю.

Властивості природного (НАТУРАЛЬНОГО) каучуку. Фізичні:- колір білий (емульсія каучуку у воді),- легший за воду,- не розчинний у воді, спирті, ацетоні,- розчиняється в органічних розчинниках (скипидарі-клей), бензині,- нестійкий до дії температур,- при нагріванні перетворюється на мономер, - після обробки еластичний, - розривається при певному зусиллі. Хімічні:- здатний приєднувати водень, галогени, галогеноводні,- окиснюється киснем повітря та іншими окисниками. Сік гевеї, щоб попередити окиснення і розмноження бактерій одразу обробляють розбавленими кислотами, перемивають, висушують.-стає жовтуватого кольору.

Вплив температури на фізичні властивості природного каучуку t = -195°C - твердий і прозорий, t= 0 ° до 10 °C - крихкий і непрозорий, t= 20 °C - м'ягкий, пружний і напівпрозорий, t =50 °C - він стає пластичним і липким,t=80 °C - натуральний каучук втрачає еластичність, t=120 °C — перетворюється в смолоподібну рідину, після загущенням якої вже не можливо утворити початковий каучук, t= 200—250 °C каучук розкладається (уторюються газоподібні та рідкі речовини) Природний каучук за низької температури втрачає еластичність , стає твердим і крихким, за високої температури-липким. Потребує покращення. Натурального каучуку добувають у значних кількостях, але цього не достатньо для задоволення потреб.

Вулканізація каучуку Природний каучук-покращив процес вулканізації. Процес вулканізації відкрив - 1834 р. Чарльз Гудір Вулканізація- процес “зшивання “ полімерних ланцюгів сіркою або іншими сульфуровмісними сполуками. Каучук нагрівають із сіркою . Сірка приєднується за місцем подвійних зв’язків, утворюючи дисульфідні містки. Лінійні молекули каучуку перетворюються на сітчастий полімерний матеріал- гуму

Вулканізація каучуку. Гума Вулканізація каучуку: зміцнює каучук, робить його еластичним, стійким до перепадів температур,збільшує його механічну міцність і твердість, збільшує стійкість до дії розчинників. Під час вулканізації каучуку ( гуми) додають наповнювачі: сажу (С) сіліцій оксид ( Si. O2 )-кремнезем алюміній оксид (Al2 O3 )-глину кальцій карбонат(Ca. CO3 )-крейду барвники, стабілізатори тощо. Отримують матервал для гумових виробів: Наповнювачі збільшують міцність і зменшують зношуваність.

Вулканізація каучуку. Гума. Вміст сірки зумовлює ступінь еластичності і твердості: Гумка для стирання : 3-4% SГума автошин :5-6% S Ебоніт : 30% S - має високу твердість і міцність, нееластичний, неелектропровідний , термореактивний матеріал ( ізолятор в електротехніці)

Cинтетичний каучук. Уперше синтетичний каучук було синтезовано у 1931 році за методом російського хіміка Сергія Васильовича Лебедєва. 1874-1934 Реакція полімеризації : Бутадієн у присутності каталізатора(металічний Na) n. СН2 =СН-СН=СН2  (-СН2 –СН=СН-СН2-)n бутадієн бутадієновий каучукn= 200 000 За властивостями поступається натуральному каучуку.

Різниця між натуральним і синтетичним ізопреновими каучуками. Натуральний Синтетичний цис-ізомер транс-ізомер регулярної будови нерегулярної будови

Синтетичні каучуки. Синтетичні каучуки отримують при переробці нафти. Вид каучуку залежить від каталізатора, що використовують під час полімеризації. Хлоропреновий каучук – негорючий полімер, має переваги над натуральним за світло-, термо -, масло- стійкістю. (-СН2 – С=СН-СН2 -)n  Cl

Властивості синтетичного каучука залежать від мономера

Класифікація каучуків. Загального: виготовляють покришки,ізоляційний матеріал, побутові товари, медичні прилади,труби, взуття. Спеціального: виготовляють вироби на які не діють розчинники, масла, окиснювачі, з високою світло- тепло- ( й морозостійкістю.

Відходи гуми і довкілля. Проблемні відходи через великий обсяг виробництва і велику площу звалищ. Відходи гуми не руйнуються в природних умовах. 90% відходів – зношені автомобільні шини (у світі зберігається близько 10 млн. тонн використаних покришок за рік; в Україні-100 тисяч тонн). Решта – використані предмети технічного та побутового призначення, взуття. Звалища шин ризик для середовища і здоров’я. Відходи можна використовувати: у будівництві, виробництві ізоляційного матеріалу, шляховому господарстві.

Утилізація покришокІз загальної кількості лише 23% зношених покришок знаходять застосування. Утилізація гумових відходів є одним із важливих екологічних завдань.

Домашнє завдання. Опрацювати параграф :30 Хімія (рівень стандарту): підруч. для 10 кл. ЗЗСО/ О. Г. Ярошенко.-К.: УОВЦ “Оріон” , 2018

Дякую за увагу!