Каучук і каучукові матеріали

Каучук – загальне ім’я, під яким продається продукт коагуляції молочного соку, який виділяється деякими тропічними рослинами. До числа цих рослин відноситься Бразильська гевея (Hevea brasiliensis) і споріднені з нею види. З гевей як дико зростаючих, так і плантацій виходить близько 9/10 світового видобутку каучуку.

Плантаційний каучук вище за своїми якостями, ніж дико зростаючий. Продажний каучук носить різні назви, найбільш цінний сорт “пара-каучук”. У хімічному відношенні головною складовою частиною каучуку є вуглеводень складу (С10H16) n. В даний у великих обсягах випускається штучний каучуку, шляхом полімеризації ізопрену (C5H8). Каучук розчинний в бензині, бензолі, сірковуглеці та ін.

Обробка каучуку

У чистому вигляді каучук не застосовується, а попередньо змішується з різними речовинами, з яких головну роль відіграє сірка. Отримана суміш формується і піддається вулканізації. Змішання відбувається шляхом перетирання каучуку на вальцях, з поступовою підсипанням того чи іншого речовини.

До складу каучукової маси можуть входити такі речовини:

• каучук;
• сурогати каучуку (регенерат – старий каучук і фактис – жирні олії, вулканізованої сірої);
• наповнювачі (окис цинку, крейда, каолін і т. п.);
• сірка;
• прискорювачі вулканізації;
• смягчители, додаємо при великому відсотку наповнювачів (парафін, церезин, асфальт та ін.);
• барвники.

В електротехніці застосовується м’який каучук, з великим вмістом наповнювачів (до 60% і вище), але з малим вмістом сірки, і твердий каучук – роговий каучук, ебоніт, з великим вмістом сірки.

Гума

Гума – суміш каучуку з сіркою, оброблена при підвищеній температурі. Надзвичайно гнучкий, еластичний, абсолютно водонепроникний матеріал, що володіє високими ізоляційними властивостями. Виготовляється у вигляді листів різної товщини і широко використовується для ізоляції проводів. Негативні якості – малі теплостійкість і маслостійкість.

Вулканізація

Для електротехнічних виробів застосовується виключно гаряча вулканізація. Температура вулканізації 160 – 170 ° С для твердого каучуку і 125 – 145 ° С для м’якого. Час вулканізації залежить від роду виробів і їх розміру. Для прискорення процесу вулканізації в суміш додають особливі речовини органічного та неорганічного походження – прискорювачі. До таких речовин належать окису деяких металів, а також деякі складні органічні сполуки. Прискорювачі не тільки скорочують час вулканізації в 4 – 6 разів, а й дають продукт більш однорідний і в усіх відношеннях кращих якостей.

Властивості мятого каучуку

Властивості каучуку залежать від його сорту, роду наповнювачів, кількості сірки, часу вулканізації і т. Д. Збільшення вмісту сірки збільшує діелектрічсекую постійну і кут втрат. З домішок найбільш шкідливо впливає на електричні властивості сажа, найменш – мелений кварц.

Питомий об’ємний опір в середньому становить 1014 – 1016 Ом х см. Діелектрічская постійна від 2,5 до 3. Електрична міцність становить для сирого каучуку – 24 кВ / мм, для каучуку вулканізованого – 38,7 кВ / мм. Тангенс кута втрат для вулканізованого каучуку 0,005 – 0,02. Питома вага чистого каучуку 0,93 – 0,97, каучукової суміші – 1,7 – 2. Тимчасовий опір при розтягуванні хорошого каучуку – 120 кг / см2, при чому при розриві каучук подовжується в 7 разів. М’який каучук йде, головним чином, на ізоляцію провідників, на вироблення трубок, стрічок, рукавичок і т. Д. При електромонтажних роботах широко застосовується ізоляційна стрічка, що представляє собою звичайну міткалеві стрічку, покриту з одного боку каучукової клейкою масою.

Ебоніт

Інакше називається твердим каучуком. Кращі сорти ебоніту містять 75% чистого каучуку і 25% сірки. Деякі сорти містять, крім того, регенерат і наповнювачі. Втім, наповнювачі іноді додаються для зміни властивостей ебоніту в бажаному напрямку, наприклад, для збільшення його теплостійкості.

Питомий об’ємний опір кращих сортів ебоніту доходить до 1016 – 1017 Ом х см. Поверхневе питомий опір до 1015Ом. Однак, поверхневий опір при тривалій дії світлових променів значно зменшується. Для зменшення цього ефекту поверхню ебоніту повинна бути добре полірована.

Старіння відбувається внаслідок виділення з ебоніту вільної сірки, яка, з’єднуючись з киснем повітря і вологою, дає сірчану кислоту. Для відновлення поверхні ,. ебоніт промивається спочатку нашатирним спиртом, а потім, багаторазово, дистильованою водою.

Електрична міцність ебоінта становить від 8 до 10 кВ / мм при товщині близько 5 – 10 мм. Тимчасовий опір при вигині від 400 до 1000 кг / см2. Тимчасовий опір при ударному вигині 5 – 20 (кг х см) / см2. Теплостійкість 45 – 55 ° С.

Підприємства, що виробляють ебоніт, зазвичай випускають кілька сортів його; чим нижче сорт, тим більше в ньому сурогатів каучуку і наповнювачів. Ебоніт має вельми широке застосування в електротехніці. Ебоніт продається в листах, прутках і трубах.

Використання ебоніту

До спеціальних сортів ебоніту належать асбестоніт і вулкан-азбест. Виробництво їх дещо відрізняється від виробництва ебоніту, а саме: так як азбестове волокно абсолютно розмелюють вулицями, то каучук розчиняють в бензіяе і потім вже змішують з азбестом та іншими наповнювачами. Такі суміші можуть містити дуже мало каучуку, до 10%, внаслідок чого теплостійкість цих виробів може бути піднята до 160 ° С. Ебонітовий порошок використовують для виготовлення пластмаси, з якої пресують різні ізоляційні деталі.

Синтетичний штучний каучук

Існує кілька видів синтетичного каучуку – карбоксилатні, полісульфідні, етіленпропімновие і ін. Електричні властивості синтетичного каучуку близькі до властивостей природного, але механічні нижче.

Гутаперча

Гутаперча являє продукт коагуляції молочного соку деяких рослин, які ростуть на островах Малайського архіпелагу. Від каучуку відрізняється малою еластичністю. Починає розм’якшуватися при 37 ° С, при 60 ° С стає абсолютно пластичної і при 130 ° С розплавляється. Питомий об’ємний опір 1014 – 1016 Ом х см. Це один з найдавніших електроізоляційних матеріалів. З 1845 року гуттаперчей ізолювались телеграфні дроти в Великобританії, в т.ч. для ізоляції підводних ліній.

Балата

Балата – продукт, споріднений каучуку і гутаперчі, видобувається у Венесуелі. За властивостями близька до гутаперчі і застосовується, як надбавка до неї і до каучуку. Балата містить більше природних смол, ніж каучук і гутаперча і на відміну від гума не вулканізується. У великій кількості вона застосовується у вигляді просочення при виготовленні приводних ременів і конвеєрних стрічок.

Синтетичні каучуки, гума

Мета уроку: показати застосування реакцій полімеризації у виробництві різних видів каучуку; розглянути властивості синтетичних каучуків і, відповідно, їх застосування; розглянути одержання й застосування гуми. Очікувані результати: учні повинні складати реакції полімеризації, у результаті яких утворюється каучук; учні повинні характеризувати залежність властивостей речовин від їхніх складу та будови. Обладнання: зразки каучуку, гуми. Тип уроку: комбінований.

Добрий день, юна громада! Я бачити вас дуже рада! Оцінок гарних всім бажаю. Тепер урок розпочинаю! Борисенко В.С.

1. Які речовини належать до високомолекулярних сполук (ВМС)? 2. Наведіть приклади природних ВМС. 3. Що являють собою штучні й синтетичні ВМС? 4. Наведіть приклади штучних і синтетичних полімерів. 5.Як із грецької мови перекладаються слова «полімер» і «мономер»? 6.Що таке «ступінь полімеризації»? 7.Що таке «структурна ланка»? 8.Які полімери називають полімерами стереорегулярної будови? 9.Чим відрізняються реакції полімеризації від реакцій поліконденсації? 10.У чому особливість поняття «молекулярна маса полімеру»? БорисенкоВ.С.

… Ми ластиком витрем помилки, Одягнем на дощ макінтош… Із гуми у ванні підстилки. А що за село без калош? «Ода гумі» БорисенкоВ.С.

nH2C=СН2→ (—H2С—СН2—)n І знову рівняння полімерізації … БорисенкоВ.С.

Каучук — це еластичний матеріал, який отримують при коагуляції латексу каучуконосних рослин. Природний каучук — полімер ненасиченого вуглеводню ізопрену C5H8. Його добувають із молочного соку деяких рослин, переважно з гевеї, що росте в тропічних країнах. Полімеризацію ізопрену можна схематично зобразити таким рівнянням: Молекули природного каучуку мають лінійну будову. Відносна молекулярна маса природного каучуку становить 150–500 тис., а число елементарних ланок в молекулі — до 2500. Чистий каучук має густину 0,9–0,95 г / см3, легший за воду, не розчиняється у воді. Природний каучук не проводить електричний струм. БорисенкоВ.С.

Природний каучук існує стільки років, скільки й сама природа. 1493 р. іспанський адмірал Христофор Колумб побачив тубільців, які грали великим щільним м’ячем та носили непромокальні калоші. Індіанці виробляли їх із молочного соку з порізів на корі дерева гевеї. Багато років іспанці намагалися повторити водонепроникні речі (взуття, одяг, головні убори) індіанців, але всі спроби були невдалими. БорисенкоВ.С.

1736 р. – математик і географ Шарль Кондамін надіслав до Франції кілька зразків каучуку разом з описом продукції, виробленої з нього людьми, які населяють Амазонську низовину. Після цього збільшився науковий інтерес до вивчення цієї речовини і його властивостей. 1770 р. – британський хімік Джозеф Прістлі вперше знайшов застосування каучуку: він виявив, що каучук може стирати те, що написано графітним олівцем. Їх називали гуміеластиком («смолою еластичною»). БорисенкоВ.С.

1791 р. – англійський фабрикант Самуель Пил запатентував спосіб, що дозволяв зробити одяг водонепроникним за допомогою обробки каучуку в скипидарі. 1820 р. – у Франції навчилися виготовляти підтяжки і підв’язки з каучукових ниток, сплетених із тканиною. 1823 р. – у Глазго Чарльз Макінтош почав мануфактурне виробництво водонепроникного одягу. 1834 р. – німецький хімік Фрідріх Людерсдорф і американський хімік Натаніель Хейвард виявили, що додавання сірки до каучуку зменшує або навіть зовсім усуває клейкість виробів. 1839 р. – американський винахідник Чарльз Гудьїр виявив подібний до шкіри матеріал — гуму. Цей процес був названий вулканізацією. БорисенкоВ.С.

30 грудня 1927 р. група вчених під керівництвом С. В. Лебедєва отримала 2 кг дивінілового каучуку. Спосіб Лебедєва полягав у полімеризації бута-1,3-дієну під дією натрію. З 1932 р. було почато промислове виробництво бута-1,3-дієну за методом Лебедєва, а з бута-1,3-дієну — виробництво каучуку. БорисенкоВ.С.

Синтетичні каучуки загального призначення спеціального призначення Бутадієн-стирольний Хлоропреновий Бутадієн-метил-стирольний Бутадієн-нітрильний Полібутадієновий Галогенірувані ізобутілени Бутилкаучук Уретани Етиленпропіленовий Силікони Етиленпропілендієновий Полісульфідні каучуки Цис-1,4-поліізопреновий Усі існуючі каучуки можна розділити на два великих сегменти: каучуки загального й каучуки спеціального призначення. БорисенкоВ.С.

Каучуки загального призначення використовуються в тих виробах, де важлива сама природа гуми й немає будь-яких особливих вимог до готового виробу. Каучуки спеціального призначення мають більш вузьку сферу застосування й використовуються для надання гумо-технічному виробу (шинам, ременям, взуттєвій підошві тощо) заданих властивостей, наприклад, зносостійкості, морозостійкості, підвищеного зчеплення з мокрою дорогою тощо. каучук бутадиеновый BR БорисенкоВ.С.

Гума — високоеластична, міцна сполука, складна багатокомпонентна система, що складається з полімерної основи (каучуку) і різних добавок. Гума — матеріал, необхідний для виробництва різноманітних виробів — від автомобільних шин до хірургічних рукавичок. Головна перевага гуми — її еластичність. Вона може розтягуватися й гнутися, а потім приймати початкову форму. Гума може бути як м’якою, так і твердою. Залежно від структури гуму поділяють на непористу (монолітну) і пористу. Ебоніт — вулканізований каучук з високим вмістом сірки (30–50 % від маси каучуку), зазвичай темно-бурого або чорного кольору. На відміну від м’якої гуми, ебоніт не виявляє високої еластичності за звичайних температур і нагадує тверду пластмасу. Зараз ебоніти практично витіснені пластмасами і майже не використовуються. БорисенкоВ.С.

Руки за голову ставимо сміло (руки за головою, повороти тулуба) І повертаємось вправо та вліво, Двічі наліво, двічі направо, Зробимо чітко, діти, цю вправу. Двічі наліво, двічі направо – Будемо мати гарну поставу. БорисенкоВ.С.

Лабораторний дослід № 5 Тема. Ознайомлення зі зразками каучуків. Мета: ознайомитися з властивостями каучуків. Досліджувані об’єкти: зразки натурального та синтетичних (декілька різних видів) каучуків). Обладнання: нагрівальний прилад, штатив із пробірками, водяна баня, тигельні щипці, ножиці, лінійка. Хід роботи 1.Розгляньте зовнішні ознаки зразків каучуків. 2.Дослідіть еластичні властивості каучуків за звичайних умов. 3.Визначте відношення каучуків до нагрівання. 4.За результатами досліджень складіть порівняльну таблицю. 5.Зробіть висновки, зазначте спільні властивості та відмінності у досліджуваних видів каучуків. БорисенкоВ.С.