Естествен и синтетичен каучук. Характеристики на каучука

Каучукът е полимер, който може да бъде естествен или изкуствен. Естественият каучук се получава чрез латекс, който се произвежда в много тропически растителни видове. Но на практика цялото световно производство на естествен каучук идва от извличането на латекс от Каучуково дърво(Hevea brasiliensis).

В стъблото на това дърво се правят разрези и бялата течност тече, като се събира в купички и трябва да се събира често, за да се избегне замърсяване и гниене.

Латексът (естествен каучук) се извлича от каучуковото дърво (Hevea brasiliensis)
Латексът (естествен каучук) се извлича от каучуковото дърво (Hevea brasiliensis)

Каучуковият полимер е добавен полимер, известен като полиизопрен, тъй като се образува чрез добавяне на 1,4 изопренови мономери (метилбут-1,3-диен):

Реакция на полимеризация на изопрен за производството на полиизопрен

Тази реакция е тук по опростен начин, тъй като при дърветата те са много по-сложни и се нуждаят от ензими, действащи като катализатори. Стойността на n в полиизопреновата формула по-горе е от порядъка на 5000, а естественият каучук е съставен от около 35% от този полимер. Вижте макромолекулата на полиизопрена по-долу:

Молекулярна структура на полиизопрена, основната съставка на естествения каучук

Въпреки това, естественият каучук има някои свойства, които затрудняват използването му. Например, в студено време тя става твърда и чуплива, докато в топлина става мека и лепкава.

Следователно трябва да премине през процес, наречен вулканизация, който е открит през 1839 г. от Чарлз Гудиър. Това е добавянето на сяра към полиизопрена, който разкъсва двойните си връзки и образува серни мостове, които свързват страничните вериги и правят хистерезис на долната гума (ако е изцедена например, тя бързо ще се върне в първоначалната си форма), ниска трайна деформация и голяма еластичност. По този начин каучукът може да се използва за производство на множество продукти.

Имитирайки реакцията, която се случва в каучуковите дървета, учените започнаха да провеждат реакции на полимеризация с добавяне на диенови съединения, произвеждайки различни видове синтетични каучуци. В зависимост от вида на мономера, използван за производството на полимера, се постигат каучуци с различни свойства.

Най-често срещаните синтетични каучуци днес са тези, получени чрез полимеризация на ацетилен (бута-1,3-диен), който образува полибутадиени от хлоропрен (2-хлоробут-1,3-диен), който произвежда полихлоропрен, или полинеопренили просто неопрен:

Реакции на полимеризация на полибутадиен и полихлоропрен

В момента синтетичните каучуци се използват повече от естествения каучук. Разглеждат се както естествени, така и синтетични еластомери, тоест вещества, които, когато са подложени на опън, преминават от неподредени пренареждания към линейни, по обратим начин.

Каучукът, използван в гумите, е синтетичен, известен като Buna-S, образуван от еритрен (буt-1,3-диен) и от стирен (винилбензен), който на английски е написан стиреноттук и „S“ в края. "Na" също идва от действието на натрия (Na - от лат втриумф) като катализатор:

Съполимеризация на Buna-S

Buna-S е a съполимер, образуван чрез добавяне на различни мономери. Други примери за синтетични каучуци, които също са съполимери е Буна-Н, който се използва в обшивки на резервоари за газ, маркучи и уплътнения, и коремни мускули, който се използва и при производството на гуми, телефони, корпуси на електрически уреди и опаковки.

Buna-N се образува от еритрен (буt-1,3-диен), откъдето идва префиксът „бу”, и от акрилонитрил, откъдето идва нитрилната група и оттам „N” в края. "Na" идва от натрий, който действа като катализатор в реакцията на полимеризация на този съполимер:

Съполимеризация на Buna-N

ABS се образува от обединението на три мономера: акрилонитрил (А), но-1,3-диен (В) и стирен (S). стирен):

ABS съполимеризация


От Дженифър Фогаса
Завършва химия

Източник: Бразилско училище - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/borracha-natural-sintetica.htm

Lenny Face или това малко лице

О Лени Фейс, също наричан това малко лице в Бразилия това е един от най-използваните емотикони в ...

read more

Какво е бъг? Разберете значението и произхода на жаргона

какво е бъг? Изразът "буболечка” идва от английската дума буболечка, което в компютъра означава п...

read more

Всичко, което трябва да знаете за указите на армейския конкурс

Три известия бяха предоставени от министерство на отбраната около повече от 100 свободни работни ...

read more