Презентация по химии на тему: " Природный каучук ". Синтетические каучуки Натуральный каучук презентация

Синтетический каучук Работу выполнил ученик 11 класса ГБОУ СОШ №1465 Романов Валентин Учитель: Попова С.А.

Каучуки - натуральные или синтетические полимерные материалы, полученные из мономеров-диенов, характеризующиеся высокой молекулярной массой, эластичностью, водонепроницаемостью и электроизоляционными свойствами.

Натуральный каучук Натуральный каучук (полиизопрен)- полимер растительного происхождения. Натуральный каучук относится к группе эластомеров - высокомолекулярных соединений, обладающих способностью к большим обратимым деформациям при комнатной и более низких температурах. Натуральный каучук содержится в млечном соке каучуконосных растений; отдельные включения каучука имеются также в клетках коры и листьев этих растений.

Экскурс в историю В 1910 году С. В. Лебедеву (1874-1934) впервые удалось получить синтетический каучук.Сырьём для получения синтетического каучука служил этиловый спирт, из которого получали бутадиен-1 , 3. Затем через реакцию полимеризации в присутствии металлического натрия получали синтетический бутадиеновый каучук. В 1932 году именно на базе бутадиена -1 , 3 возникла крупная промышленность синтетического каучука. Были построены два завода по производству синтетического каучука. Способ С. В. Лебедева оказался более разработанным и экономичным.

Получение по способу С.В.Лебедева Поскольку натуральный каучук - полимер диенового углеводорода, то С.В. Лебедев воспользовался также диеновым углеводородом, только более простым и доступным - бутадиеном. Сырьём для получения бутадиена служит этиловый спирт. Получение бутадиена основано на реакциях дегидрирования и дегидратации спирта. Эти реакции идут одновременно при пропускании паров спирта над смесью соответствующих катализаторов

Для получения синтетического каучука используется каталитическая полимеризация бутадиена -1 ,3. В качестве катализатора С. В. Лебедев выбрал металлический натрий.

В настоящее время химическая промышленность производит много различных видов синтетических каучуков, превосходящих по некоторым свойствам натуральный каучук. Кроме полибутадиенового каучука широко применяются сополимерные каучуки - продукты совместной полимеризации бутадиена с другими непредельными соединениями, например, со стиролом или с акрилонитрилом

Применение Кремнийорганические каучуки применяются в производстве оболочек проводов и кабелей, трубок для переливания крови, протезов (например, искусственных клапанов сердца) и др. Жидкие кремнийорганические каучуки - герметики. Полиуретановый каучук используется как основа износостойкости резины.

Применение Бутадиен-стирольный каучук отличается повышенной износостойкостью и применяется в производстве автомобильных шин, конвейерных лент, резиновой обуви.

Источники информации http://www.bestreferat.ru/referat-61203.html

ВЫПОЛНИЛ СТУДЕНТ ГР.100 Утарбаев Салауат

Синтетический каучук. История создания.
Исследованиями в области получения синтетического каучука на грани 19-20 вв. занимались многие научные лаборатории мира. Этому способствовал не только бурный рост потребления натурального каучука, но географические факторы. Страны, удаленные от т.н. «пояса каучука» - экваториальной зоны, попадали в зависимость от импорта. Впервые каучукоподобное вещество при обработке изопрена (2-метилбутадиена-1,3) соляной кислотой получил в 1879 французский химик Г. Бушарда. Русский химик И. Кондаков (г. Юрьев) синтезировал эластичный полимер из диметилбутадиена в 1901. Первые промышленные партии синтетического каучука - диметилкаучука - были выпущены на основе разработок Кондакова в 1916 в Германии. Было получено около 3000 т синтетического каучука, из которого изготовляли аккумуляторные коробки для подводных лодок, однако широкого распространения диметилкаучук не получил и его производство было прекращено.
Основателем первого в мире крупномасштабного производства синтетического каучука по праву считается русский ученый С.В. Лебедев , посвятивший проблеме полимеризации диенов значительную часть своей научной деятельности. Он впервые получил синтетический бутадиеновый каучук в 1910. А магистерская работа Лебедева, посвященная исследованию кинетики полимеризации дивинила (бутадиена-1,3) и его производных, в 1914 была награждена премией Российской Академии наук. К процессу полимеризации бутадиена Лебедев вернулся в 1932, когда правительство СССР объявило конкурс на разработку промышленного производства синтетического каучука. Лебедевым и его сотрудниками был успешно разработан недорогой и эффективный метод. В качестве катализатора полимеризации бутадиена было предложено использовать металлический натрий, и полимер, полученный по данному методу, носит название натрий-бутадиеновый каучук. Настоящей находкой был одностадийный способ получения бутадиена из этилового спирта на смешанном цинкалюминиевом катализаторе: 2CH3CH2OH 2H2O + CH2=CH-CH=CH2 + H2

В условиях аграрного в то время Советского Союза использование в качестве исходного продукта этанола, получаемого из растительного сырья, значительно удешевляло производство. Благодаря работам Лебедева промышленное широкомасштабное производство синтетического каучука начато в Советском Союзе в 1932 - впервые в мире (следующей была Германия, которая начала производить синтетический каучук только в 1936). Значение этого события трудно переоценить: возможность оснастить отечественную технику шинами собственного производства сыграла важную роль в победе над фашистской Германией. С 1932 и вплоть до 1990 СССР по объемам производства синтетического каучука занимал первое место в мире. И сегодня Россия сохраняет позиции экспортера мирового значения. На внутреннем рынке остается примерно половина продукции. Основными потребителями синтетического каучука являются шинные заводы, а около 40 процентов каучука идет на широкий ассортимент резинотехнических изделий (более 50 000), среди которых наиболее заметное место занимают технические изделия из мягкой резины, подошвы для обуви, ленточные транспортеры, разнообразные трубы и шланги всех видов, электроизоляция, герметики, клеи, краски на латексной основе и т.д.
Синтетические каучуки. Классификация, получение и применение.
Сейчас производится широкий ассортимент синтетических каучуков, различных по составу и потребительским свойствам. Обычно каучуки классифицируют и называют по названию мономеров, использованных для их получения (изопреновые, бутадиеновые каучуки), или по характерной группе атомов, входящих в их состав (полисульфидные, кремнийорганические и т.д.). Основным методом получения синтетических каучуков является полимеризация диенов и алкенов. Наиболее широко в качестве мономеров для производства каучуков используются бутадиен, изопрен, стирол, хлоропрен, изобутен, этилен, акрилонитрил и др. Полисульфидные, полиуретановые и некоторые другие каучуки синтезируют с помощью реакции поликонденсации. По областям применения их принято разделять на каучуки общего и специального назначения. Каучуки общего назначения обладают комплексом свойств, позволяющим применять их для производства широкого круга изделий, для которых необходимо основное свойство резин - высокая эластичность при обычных температурах (шины, транспортёрные ленты, обувь и др.). Каучуки специального назначения должны обладать свойствами, обеспечивающими работоспособность изделий в специфических, часто экстремальных условиях: стойкостью к действию растворителей, масел, кислорода, озона, тепло-и морозостойкостью (т. е. способностью сохранять высокую эластичность в широком диапазоне температур) и др. специфическими свойствами. Существуют особые группы синтетических каучуков, такие, как водные дисперсии каучуков - латексы; жидкие каучуки - отверждающиеся олигомеры; наполненные каучуки - смеси каучука с наполнителями или пластификаторами.
Примеры некоторых синтетических каучуков. Среди каучуков общего назначения по-прежнему широко распространены бутадиеновые СКД (стереорегулярный 1,4-цис-полибутадиен)

И изопреновые

(1,4-цис-полиизопрен) каучуки. Они обладают высокой прочностью, эластичностью, износостойкостью и невысокой стоимостью, что обуславливает их широкое применение в производстве разнообразных резиновых изделий. Для модификации потребительских свойств каучуков широко используют сополимеризацию - диен полимеризуют с добавлением какого-либо алкена. Такой полимер состоит из элементарных звеньев двух различных типов. Таким сополимером является еще один распространенный СК - бутадиенстирольный каучук (СКС), который применяется не только при производстве резиновых изделий, но также является основой строительного латекса и латексно-эмульсионных красок.

Кремнийорганические каучуки - полиорганосилоксаны - кроме тепло- и морозостойкости и высоких электроизоляционных свойств обладают также физиологической инертностью, что обуславливает их применение в изделиях пищевого и медицинского назначения

Макинтош

В Англии британский химик и изобретатель Чарльз Макинтош (Charles Macintosh) предложил класть тонкий слой каучука между двумя слоями ткани и из этого материала шить водонепроницаемые плащи.

Эластичность

• Эластичность (упругость) - способность каучука восстанавливать свою первоначальную форму после прекращения действия сил, вызвавших деформацию.

В натуральном каучуке содержится 91-96% углеводорода полиизопрена (C5H8)n, а также белки и аминокислоты, жирные кислоты, каротин, небольшие количества солей меди, марганца, железа и др. примеси. Полиизопрен натурального каучука является стереорегулярным полимером. Практически все звенья изопрена 98-100% в макромолекуле присоединены в цис-1,4-положении:

Интересно, что существует природный геометрический изомер каучука - гуттаперча, представляющая собой транс-1,4-полиизопрен:

Свойства

• При температуре жидкого воздуха –195°C он жёсткий и прозрачный; от 0 ° до 10 °C - хрупкий и уже непрозрачный, а при 20 °C - мягкий, упругий и полупрозрачный. При нагреве свыше 50 °C он становится пластичным и липким; при температуре 80 °C натуральный каучук теряет эластичность; при 120 °C - превращается в смолоподобную жидкость, после застывания которой уже невозможно получить первоначальный продукт. Если поднять температуру до 200-250 °C, то каучук разлагается с образованием ряда газообразных и жидких продуктов.

Чарльз Гудьир

в 1834 г. открыл

вулканизации

История вулканизации

• в один из зимних дней 1839 г. «резиновый человек» бросил в печь смесь каучука с серой. Продукт оказался необычайно упругим и прочным, а главное – не терял своих свойств под воздействием жары.

автопокрышки

• Ластики из натурального каучука

• Швабры и щётки

Ковер на натуральном каучуке

• один из первых советских заводов по производству синтетического каучука. Долгие годы он был секретным и проходил в документах как "Завод литеры Б"

• Сегодня из бутадиена и изопрена производится 80% мирового синтетического каучука. "Остаток" делают из стирола, хлоропрена, этилена и других полимеров.

Нобелевская премия по химии

«за открытие и развитие диенового синтеза».

Отто Дильс

Сейчас производится широкий ассортимент синтетических каучуков, различных по составу и потребительским свойствам. Обычно каучуки классифицируют и называют по названию мономеров, использованных для их получения (изопреновые, бутадиеновые каучуки), или по характерной группе атомов, входящих в их состав (полисульфидные, кремнийорганические и т.д.).

Примеры некоторых синтетических каучуков .

Среди каучуков общего назначения по-прежнему широко распространены бутадиеновые СКД (стереорегулярный 1,4-цис-полибутадиен).

и изопреновые (1,4-цис-полиизопрен) каучуки.

Бутилкаучук (БК) - сополимер 2-метилпропена с небольшим количеством изопрена

Полихлоропреновые каучуки (наирит, неопрен)

фторкаучуки - сополимеры фторированных или частично фторированных алкенов

кремнийорганические каучуки - полиорганосилоксаны

И другие…

• Из остальных 40% делается еще 50 тыс. наименований продукции - шланги, ленты транспортеры, клеи, краски, плащи, подметки для обуви.

задумайтесь

• Получение синтетического каучука - одно из великих достижений ХХ века. Однако, как и многие другие, оно принесло не только пользу. Ежегодно в мире выбрасывается до 100 млн использованных автопокрышек. В естественных условиях они разлагаются не менее ста лет, а при сжигании выделяют чрезвычайно вредные газы.

Каучуки натуральные или синтетические материалы, характеризующиеся эластичностью, водойнепроницаемостью и электроизоляционными свойствами, из которых путём специальной обработки получают резину. Природный каучук получают из жидкости молочно-белого цвета, называемой латексом, млечного сока каучуконосных растений.

На острове Гаити (а тогда Эспаньола) во время своего второго путешествия в 1493 году испанский адмирал Христофор Колумб увидел туземцев, игравших большим плотным мячом. Испанцы были удивлены весёлой игрой индейцев. Они в такт песне подбрасывали чёрные шары. Хотя это казалось невероятным, но, ударяясь о землю, мячи довольно высоко подскакивали в воздух. Взяв эти шары в руки, испанцы нашли, что они довольно тяжелы, липки и п Колумб привёз несколько кусков этого удивительного вещества на родину, но в те времена он никого не заинтересовал. ахнут дымом. Индейцы делали из него непромокаемые калоши, которые в жару прилипали к ногам, а, растянувшись, больше уже не сжимались. Много лет испанцы пытались повторить водойнепроницаемые вещи (обувь, одежду, головные уборы) индейцев, но все попытки были неудачными. Следующие два века каучук для Европы был просто любопытной заморской диковинкой.

В 1731 году правительство Франции отправило математика и географа Шарля Кондамина (Charles Marie de La Condamine) в географическую экспедицию по Южной Америке. В 1736 он отправил обратно во Францию несколько образцов каучука вместе с описанием продукции, производимой из него людьми, населяющими Амазонскую низменность. После этого резко возрос научный интерес к изучению этого вещества и его свойств. В 1770 году британский химик Джозеф Пристли (Joseph Priestley) впервые нашёл ему применение: он обнаружил, что каучук может стирать то, что написано графитовым карандашом. Тогда такие куски каучука называли гуммиластиком («смолой эластичной»). В 1838 году Чарльз Нельсон Гудьир открыл способ вулканизации каучука смешав его с серой. Резина и изделия из нее стали одной из составляющих частей технической революции, которую переживало человечество в XIX веке. Спрос на каучук стремительно рос. Бразилия под страхом смертной казни запретила вывоз семян гевеи из страны. Наступил «резиновый бум».

Натуральный каучук аморфное, способное кристаллизоваться твёрдое тело. Он не набухает и не растворяется в воде, спирте, ацетоне и ряде других жидкостей. Набухая и затем растворяясь в жирных и ароматических углеводойродах (бензине, бензоле, эфире и других) и их производных, каучук образует коллоидные растворы, широко используемые в технике. Натуральный каучук однороден по своей молекулярной структуре, отличается высокими физическими свойствами, а также технологическими, то есть, способностью обрабатываться на оборудовании заводойв резиновой промышленности. Особенно важным и специфическим свойством каучука является его эластичность (упругость) способность каучука восстанавливать свою первоначальную форму после прекращения действия сил, вызвавших деформацию. Каучук хороший диэлектрик, он имеет низкую водой- и газопроницаемость. Легко окисляется химическими окислителями, медленно кислородом воздуха. Теплопроводность каучука в 100 раз меньше теплопроводности стали. Наряду с эластичностью, каучук ещё и пластичен он сохраняет форму, приобретённую под действием внешних сил. Пластичность каучука, проявляющаяся при нагревании и механической обработке, является одним из отличительных свойств каучука. При охлаждении или растяжении натурального каучука наблюдается переход его из аморфного в кристаллическое состояние (кристаллизация). Процесс происходит не мгновенно, а во времени.

Слайд 2

Участники первой экспедиции Колумба видели у индейцев мячи, которые скакали, как живые.

Слайд 3

ГЕВЕЯ БРАЗИЛЬСКАЯ