Презентація: "Каучук, гуми, синтетичні волокна"

Каучук, гуми. Синтетичні волокна.

Каучуки – це полімери рослинного або синтетичного походження, з яких виготовляють гуму. Характерна особливість – висока еластичність і здатність після деформації відновлювати свою форму. Але до температури -50 °С. Вони водонепроникні, зносостійкі, мають хороші електроізоляційні здібності.

Натуральний каучук Міститься у соку деяких рослин, головним чином гевеї, нагадує молоко (це емульсія каучуку у воді). Утворений з цис-поліізопрену. Легший за воду, розчиняється в органічних розчинниках, здатний приєднувати водень, галогени, галогеноводні. При нагріванні перетворюється на мономер. Окиснюється киснем повітря та іншими окисниками. Щоб цього не сталось, його одразу обробляють розбавленими кислотами, перемивають, висушують. Але він нестійкий до дії температур. Може розірватись при певному зусиллі.

Фізичні властивості каучуку При температурі повітря: -195°C він твердий і прозорий; від 0 ° до 10 °C - крихкий і непрозорий; при 20 °C - м'який, пружний і напівпрозорий;при 50 °C - він становиться пластичним і липкимпри 80 °C - натуральний каучук втрачає еластичність; при 120 °C — перетворюється в смолоподібну рідину, після загущення якої вже не можливо утворити початковий каучук;від до 200—250 °C каучук розкладається (утворюються газоподібні та рідкі речовини)

Полімерний ланцюг каучуку В натуральному каучуку міститься 91-96% поліізопрена (C5 H8)n, а також білки та амінокислоти, жирні кислоти, каротин, невелика кількість солей міді, марганцю, заліза та інших речовин. Поліізопрен натурального каучуку є стереорегулярним полімером. Практично всі ділянки ізопрену (98-100%) в макромолекулі приєднані в цис-1,4-положенні:

Чарльз Гуд’їр. У 1834 році відкрив процес вулканізації гуми. В 1839 році краплина приготованої ним суміші каучуку з сіркою впала на розжарену плиту, перетворившись на обвуглену речовину. Таким чином ним був відкритий процес вулканізації. Після дослідів з різним співвідношенням сірки й каучуку при різних температурах та часі нагріву — Гуд'їру вдалося отримати достатньо міцну і еластичну гуму. Патент на своє відкриття Гуд'їр отримав лише в 1844 році. 

Вулканізований каучук (гума) При нагріванні з сіркою відбувається “зшивання” полімерних ділянок за рахунок сульфідних місточків. Процес називається вулканізацією.

Синтетичний каучук У 1931 році були винайдено спосіб добування синтетичного каучуку з етанолу (з бутадієну у присутності металічного натрію )

Синтетичні каучуки — добувають штучним шляхом з бутадієну, ізопрену, хлоропрену, стиролу. При нагріванні вони також розкладаються. Вони є основою для виробництва гуми.

Види синтетичних каучуків

В наш час виробляється великий асортимент синтетичних каучуків, різних за складом і за властивостями. Каучуки класифікують і називають за назвою мономерів, що використовують для їх одержання (ізопренові, бутадієнові каучуки), або за характерною групою атомів, що входять в їх склад (полісульфідні, кремнійорганічні і т.п.). Приклади деяких синтетичних каучуків широко поширені бутадієнові СКД (стереоурегульований 1,4-цис-полібутадієн)ізопренові (1,4-цис-поліізопрен) каучуки.

Бутилкаучук (БК) - сополімер 2-метилпропена з невеликою кількістю ізопрену Поліхлоропренові каучуки (наірит, неопрен) фторкаучуки - сополімери фторирувані або частково фторувані алкеникремнійоргані каучуки - поліорганосилоксани

БутадієнІзопрен. Стирол. Хлоропрен. Етилен. Сьогодні із бутадієну та ізопрену виробляється 80% світового синтетичного каучуку.20 % виготовляють зі стиролу, хлоропрену, етилену та інших полімерів.

Використання синтетичного каучуку Кожен вид синтетичного каучуку має свої особливості і використовується у різних сферах діяльності людини. Майже 60% виробів із синтетичного каучуку складають автомобільні покришки. Також із нього виготовляють автомобільні деталі, конвеєрні стрічки, килимки та багато іншого. Варто задуматися!Винайдення синтетичного каучуку є одним із найбільших досягнень ХХ сторіччя. Проте його використання має свої недоліки: період розкладання покришки приблизно 100 років, під час якого в атмосферу, ґрунт та підземні води виділяється велика кількість отруйних речовин. Спалювання теж не є екологічним виходом. Тож для вирішення глобальної проблеми забруднення слід розробити ефективний та безпечний метод утилізації використаних покришок.

Природні, штучні та синтетичні волокна

Природні волокна Льон – рослина із волокнистим стеблом, з якої виготовляють тканину для різноманітного вжитку.

Бавовна – трав’яниста рослина, насіння якої оточене тонкими волокнами. Росте в жаркому та вологому кліматі.

Коноплі – рослина із волокнистим стеблом, з якої в давнину виготовляли одяг. З насіння цієї рослини добувають поживну та корисну олію.

Вовна – волокно тваринного походження. Найчастіше використовується шерсть овець, кіз, лам, кроликів та деяких інших тварин. Використовується здавна.

Шовк – це нитка, пізніше тканина, виготовлена з найтоншої павутини гусіні тутового шовкопряда.

Штучні волокна Штучні волокна – волокна виготовлені шляхом хімічної обробки природної речовини целюлозного та білкового походження. Ацетатне волокно – штучне волокно, виготовлене із целюлози та оцтового альдегіду. Зовні подібне до натурального шовку, але дешевше та має ширший вжиток. Використовується для пошиття одягу, постільної білизни. Віскоза – подібна до натуральних волокон льону та бавовни. Є дешевим, оскільки виробляється із мало очищеної целюлози із застосуванням не дорогих хімічних речовин. Має широкий вжиток у виробництві одягу. Мідноаміачне волокно – використовується у виробництві килимів, технічних тканин та трикотажних виробів.

Поняття про синтетичні волокна Синтетичне волокно – це хімічне волокно, яке формують із синтетичних полімерів. У промисловості для одержання синтетичних волокон застосовують поліаміди, поліефіри, поліакрилонітрил, поліефіни, полівінілхлорид, полівініловий спирт.

Види синтетичних волокон Синтетичні волокна. Полівінілхлоридні Полівінілспиртові Поліолефінові Поліестерні Вуглецеві нитки. Поліформальдегідні Фторволокно Поліуретанові Поліамідні Поліакрилонітрильні

Промисловість хімічних волокон. Галузь хімічної промисловості, що виробляє штучне та синтетичне волокно, целофанову плівку тощо. Сировиною є деревна та бавовняна целюлоза, полімерні матеріали – продукти переробки вугілля, нафти та природного газу. Промисловість хімічних волокон виробляє продукцію двох видів. При переробці природної сировини вилучають целюлозу, з якої виготовляють віскозний та ацетатний шовк, що використовуються поряд із природними тканинами. У іншому випадку переважно із нафти і нафтових газів синтезують полімери і на їх основі отримують синтетичні волокна – капрон, лавсан, нейлон. Синтетичні волокна застосовують для виготовлення міцного авто- і авіакорду, риболовних сіток, технічних тканин.

У виробництві хімічних волокон найбільш питому вагу має шовк для корду та технічних виробів (43,5%), штучне та синтетичне штапельне волокно (33,2%) і синтетичний та штучний шовк (23,2%). Майже 2/3 продукції використовується у виробництві товарів широкого вжитку.

Виробництво синтетичних волокон розвивається більш швидкими темпами, ніж виробництво штучних. Це пояснюється доступністю вихідної сировинної бази, меншою трудомісткістю виробничих процесів і різноманітністю властивостей і високою якістю синтетичних волокон. У зв’язку з цим синтетичні волокна поступово витісняють не тільки натуральні, але і штучні волокна у виробництві деяких товарів масового вжитку та технічних виробів.