План
1. Строение и свойства.
2. Получение.
3. Важнейшие виды синтетических каучуков, их свойства и применение
1. Строение и свойства синтетических каучуков сходны со строением и свойствами природного каучука.
2. Получение. В настоящее время для получения синтетических каучуков в основном используют углеводороды, содержащиеся в нефтяных газах и продуктах переработки нефти.
Производство бутадиенового каучука основывается на полимеризации бутадиена-1,3 в присутствии катализатора.
Однако оказалось, что в звеньях бутадиенового каучука, в отличие от природного каучука, группы – СН2– расположены по разные стороны двойной связи, т.е. находятся в транс - положении:
 | |||
 | |||
Н СН2 –
C = С
– СН2 H n
Впоследствии на основе изучения пространственного строения природного каучука учёным удалось решить проблему синтеза дивинилового и изопренового каучуков стереорегулярного строения.
Уравнение реакции образования синтетического изопренового каучука аналогично реакции образования природного каучука. Синтез стереорегулярных каучуков является величайшим достижением химической науки и промышленности. В последние годы получают разнообразные синтетические каучуки, обладающие высокой стойкостью к бензину, керосину, смазочным маслам.
3. Важнейшие виды синтетических каучуков, их свойства и применение
| Название | Исходные вещества (мономеры) | Формула полимера | Важнейшие свойства и применение |
| Бутадиеновый каучук | СН2=СН–СН=СН2 бутадиен –1,3 |      Н СН2–
  С= С
  –– СН2 Н
Нерегулярное строение
| Характерна водо- и газонепроницаемость. По эластичности уступает природному каучуку. В производстве кабелей, обуви, принадлежностей быта. |
| Название | Исходные вещества (мономеры) | Формула полимера | Важнейшие свойства и применение |
| Дивиниловый каучук | СН2=СН–СН=СН2 бутадиен –1,3 |     Н Н
  С=С СН2 ––
––СН2
Регулярное строение
| По износоустойчивости и эластичности превосходит природный каучук. В производстве шин. |
Контрольные вопросы
1. Поясните, кем и когда впервые в мире был разработан метод производства
синтетического каучука. Составьте уравнения.
2. Для получения бутадиенового и дивинилового каучуков используют один и
тот же мономер. Поясните, почему эти каучуки различаются по своим
свойствам.
3. Охарактеризуйте известные вам синтетические каучука и поясните, для
каких технических целей их применяют.
Лекция 35
Стереорегулярные каучуки. Резина.
План
1. Строение молекул.
2. Физические свойства.
3. Химические свойства.
4. Применение.
1. Строение молекул. Натуральный каучук содержится в млечном соке некоторых растений, например гевеи, родиной которой является Бразилия. Это эластичный природный полимер с относительной молекулярной массой 15 000 – 100 000. При температуре выше 2000С натуральный каучук разлагается с образованием низкомолекулярных углеводородов.
Чтобы выяснить строение молекул природного каучука, небольшие его кусочки помещают в пробирку и закрывают её пробкой с газоотводной трубкой. Конец газоотводной трубки помещают в другую пробирку. Пробирку с кусочками каучука нагревают. При температуре выше 2000С каучук разлагается. Жидкие продукты разложения собираются во второй пробирке. Если к продуктам разложения прилить бромную воду, она обесцвечивается. Из этого следует, что в продуктах разложения природного каучука содержатся непредельные соединения. Характерно, что в макромолекулы натурального каучука группы –СН2 – находятся по одну сторону двойных связей (цис-форма). Оказалось, что именно такое стереорегулярное строение молекул придаёт натуральному каучуку эластичность (способность растягиваться и сжиматься под действием внешней силы, а затем восстанавливать прежнюю форму).
2. Физические свойства. Природный каучук благодаря эластичности очень устойчив к износу. Эти свойства необходимы для получения высококачественных автомобильных и авиационных шин. Ценным его свойством является также водо - и газонепроницаемость. Кроме того, он является хорошим электроизолятором. Каучук в воде не растворяется. В этиловом спирте его растворимость небольшая. В хлороформе и бензине он набухает, а затем растворяется. При повышенной температуре каучук становится мягким и липким, а на холоде – твёрдым и хрупким. При долгом хранении каучук твердеет.
3. Химические свойства. Для устранения недостатков природного каучука используют его химические свойства.
В молекулах каучука имеются двойные связи, поэтому для него характерны реакции присоединения. Так, например, если каучук нагревают с серой (вулканизируют) до температуры 130-1400С, то атомы серы присоединяются по месту некоторых двойных связей и как бы сшивают молекулы друг с другом.
Процесс вулканизации каучука упрощённо можно изобразить так:
Перед вулканизацией к каучуку добавляют наполнители (сажу) и различные красители. В результате процесса вулканизации получают резину, которая значительно прочнее невулканизированного каучука. Если к каучуку при вулканизации добавляют больше серы, чем её требуется для образования резины, то получают эбонит – твёрдый неэластичный материал.
4. Применение. В настоящее время ведущие мировые производители натурального каучука – это страны Юго-Восточной Азии (Таиланд, Индонезия, Малайзия, Вьетнам, Китай). В сыром виде применяют не более 1% добываемого натурального каучука (резиновый клей). Более 60% натурального каучука идёт на изготовление автомобильных шин. Натуральный каучук незаменим при производстве крупногабаритных шин, способных выдерживать нагрузки до 75 т. Лучшие фирмы-производители изготавливают покрышки для шин легковых автомобилей из смеси натурального и синтетического каучука. Натуральный каучук применяют также при изготовлении конвейерных лент высокой мощности, антикоррозийных покрытий котлов и труб, ортопедических матрацев и подушек, в медицине.
Контрольные вопросы
1. В чём сущность процесса вулканизации каучука?
2. Что такое эбонит?
3. Какие условия следует соблюдать при долгом хранении автокамер, шин,
резиновых трубопроводов и других изделий? Почему?
Лекция 36
Дата: 2019-02-02, просмотров: 312.
