Андрей Смирнов
Время чтения: ~8 мин.
Просмотров: 0

Доклад на тему каучук по химии

Каучук доклад сообщение по химии

Каучук – это вещество, которое обладает электроизоляцией, водонепроницаемостью и эластичностью. Выделяют следующие виды – это природный и синтетический каучук. Рассмотрим более подробно каждый из них.

Природный каучук. Он представляет высокомолекулярный углеводород. велико в латексе гевеи, одуванчике и других растениях. Он имеет свойство растворения в углеводородах, бензоле, бензине, хлороформе и других его производных.

Природный каучук не растворяется и не увеличивается в воде и спирте. При средней температуры в комнате происходит окислительная деструкция, в ходе которой происходит соединение с кислородом и старение каучука. В результате снижается упругость материала.

При высоких температурных режимах природный каучук разваливается. Начинают образовываться низкомолекулярные углеводороды. Эластичным становится благодаря взаимодействию с органическими пероксидами.

В сыром виде очень редко используют природный (натуральный) каучук, в основном его переделывают в резину. Расширенное промышленное производство налажено в Индонезии и Вьетнаме.

Второй вид каучука – синтетический. Его промышленное название – полибутадиеновый. Получают путем полимеризации. Главное свойство синтетического каучука –высокая клейкость. Самые стойкие каучуки к растворителям, маслам, действию топлива и солнечному свету называют – гетеро атомами.

Так же из синтетического каучука производят специальные резиновые покрытия, у которых разные уплотнения. Их применяют в промышленности для вентиляционной, вакуумной, гидравлической и санитарной техники. Так же для используют в медицинской технике.

Но стоит помнить что каучук является легко воспламеняемым и горючим материалом. Поэтому в ракетной технике производят твердое горючее топливо.

Но позже, как только стал востребованным, даже произошла каучуковая лихорадка. Использование стало очень популярным.

Сообщение 2

В современной промышленности используется множество уникальных материалов, которые невозможно воспроизвести в любых условиях кроме как в природных самой природой.

Такие материалы, как правило, очень ценятся и охраняются законом, так как если никто не будет контролировать добычу данного материала, то очень скоро он может попросту закончиться без возможности его воспроизводства, что делает вопрос об охране окружающей среды достаточно актуальным. Одним из таких материалов является каучук и каучуконосные деревья.

Каучук – это материал, из которого создаётся практически всё новое и инновационное в нашем мире, он применяется во всех отраслях, где есть электричество, так как служит изоляцией для проводов, в медицинских учреждениях, так как из него делают медицинские перчатки и прочую атрибутику, и ещё во множестве различных отраслях науки, промышленности, и техники.

На данный момент каучук применяется во всех отраслях нашей жизнедеятельности и промышленности. Куда ни посмотри, везде используется каучук, и ведь правильно, резина сейчас используется везде, а резина создаётся из каучука, всё просто. Каучук используется везде, где только необходимы его свойства, и его свойствами являются:

  1. Износостойкость
  2. Водонепроницаемость
  3. Простота в создании
  4. Низкая электропроводимость

Однако даже у такого чудесного материала есть значительный ряд минусов, главный из которых – высочайшая неэкономичность.

Хоть каучук и создаётся из природных материалов, но он всё равно после многочисленных обработок в процессе своего создания становится очень вредящим экологии продуктом.

Период полураспада продуктов созданных на основе каучука, обычно превышает сотни лет, а некоторые доходят даже до тысячи.

Сбор латекса и производство натурального каучука

Это
высокое стройное
дерево может
достигать 45
метров в высоту
при 2,5—2,8 м в обхвате.
Родиной гевеи
является бассейн
Амазонки —
великой водной
магистрали.
Отсюда вывозился
первый каучук
в Европу.

Каучук
в гевее содержится
в млечном соке
латексе,
распределённом
в млечных каналах,
которые образуют
в стволе концентрические
кольца.

Латекс
состоит из
мельчайших
частичек жидкости,
твёрдых частиц
и других примесей.
Только около
33% латекса составляет
каучук, 66% вода
и около 1% другие
вещества.

Для
сбора латекса
с деревьев на
коре делается
диагональный
остроугольный
надрез, вершиной
угла направленный
вниз, затем
надрез расширяют
до 0,3—0,5 от окружности
ствола. Из надреза
выделяется
латекс и стекает
в небольшую
чашу. С каждого
надреза получается
около 30 мл латекса.
После этого
обычно на следующий
день ниже
первоначального
надреза обдирается
тонкая полоска
коры, чтобы
получить новый
сок. Когда надрезы
достигают
поверхности
земли, ствол
оставляют в
покое, чтобы
он смог восстановить
кору на дереве
перед новой
подсочкой. На
1 гектаре высаживается
около 250 деревьев,
в год с 1 гектара
получают около
450 кг сухого
необработанного
каучука. Со
специально
выведенных
высокоурожайных
деревьев можно
получить 2225 кг
с гектара в
год, были разработаны
опытные деревья
с урожайностью
до 3335 кг с гектара
в год. Полученный
латекс растягивают,
разбавляют
водой и подвергают
коагуляции
путём обработки
кислотой, чтобы
частицы каучука
в латексе сцепились
друг с другом.
Затем производят
протягивание
между валками,
придавая листам
толщину 0,25 дюйма
(≈0,6 см), полученные
листы высушивают
путём обдувания
сухим тёплым
воздухом или
дымом, и отправляют
на погрузку.

Физические и химические свойства натурального каучука

Натуральный
каучук — аморфное,
способное
кристаллизоваться
твёрдое тело.
Природный
необработанный
(сырой) каучук
— белый или
бесцветный
углеводород.
Он не набухает
и не растворяется
в воде, спирте,
ацетоне и ряде
других жидкостей.
Набухая и затем
растворяясь
в жирных и
ароматических
углеводородах
(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
заводов 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 — высокоэластичный
продукт, обладает
при действии
даже малых
усилий обратимой
деформацией
растяжения
до 1000%, а у обычных
твёрдых тел
эта величина
не превышает
1%. Эластичность
каучука сохраняется
в широких
температурных
пределах, и это
является характерным
его свойством.
Но при долгом
хранении каучук
твердеет.

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.

Каучук
— хороший диэлектрик,
он имеет низкую
водо- и газопроницаемость.

Каучук
не растворяется
в воде, щёлочи
и слабых кислотах;
в этиловом
спирте его
растворимость
небольшая, а
в сероуглероде,
хлороформе
и бензине он
сначала набухает,
а уж затем
растворяется.

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.
Так как каучуку
присущи эластические
и пластические
свойства, то
его часто называют
пласто-эластическим
материалом.

При
охлаждении
или растяжении
натурального
каучука наблюдается
переход его
из аморфного
в кристаллическое
состояние
(кристаллизация).
Процесс происходит
не мгновенно,
а во времени.
При этом в случае
растяжения
каучук нагревается
за счёт выделяющейся
теплоты кристаллизации.
Кристаллы
каучука очень
малы, они лишены
чётких граней
и определённой
геометрической
формы. При
температуре
около –70 °C каучук
полностью
теряет эластичность
и превращается
в стеклообразную
массу.

Вообще
все каучуки,
как аморфные
материалы,
могут находиться
в трёх физических
состояниях:
стеклообразном,
высокоэластическом
и вязкотекучем.
Высокоэластическое
состояние для
каучука наиболее
типично.

Каучук
легко вступает
в химические
реакции с целым
рядом веществ:
кислородом
(O2), водородом
(H2), галогенами
(Cl2, Br2), серой
(S) и другими. Эта
высокая реакционная
способность
каучука объясняется
его ненасыщенной
химической
природой. Особенно
хорошо реакции
проходят в
растворах
каучука, в которых
каучук находится
в виде молекул
сравнительно
крупных коллоидных
частиц.

Почти
все химические
реакции приводят
к изменению
физических
и химических
свойств каучука:
растворимости,
прочности,
эластичности
и других. Кислород
и, особенно,
озон, окисляют
каучук уже при
комнатной
температуре.
Внедряясь в
сложные и большие
молекулы каучука,
молекулы кислорода
разрывают их
на более мелкие,
и каучук, деструктурируясь,
становится
хрупким и теряет
свои ценные
технические
свойства. Процесс
окисления лежит
также в основе
одного из превращений
каучука — перехода
его из твёрдого
в пластичное
состояние.

История открытия натурального каучука

Человечество знает это сырье достаточно давно, по крайней мере, южноамериканские инки еще до прибытия на материк Христофора Колумба играли в мяч, сделанный из обработанного латекса.

Этот материал добывался из сока дерева под названием Гевея. Изначально он обладает белым цветом, но с течением времени, он начинает твердеть и менять цвет на темно-коричневый или черный.

Индейцы уже в те времена применяли его для изготовления тканей, обуви, емкостей для переноса и хранения воды и, конечно, использовали шарики, сделанные из этого материала, для развлечения.

Но предметы, изготовленные из натурального качества в теплую погоду, начинали прилипать, а в холодную становились очень хрупкими.

После того, как испанские моряки привезли натуральный каучук привезли в Старый свет, прошло более 300 лет, прежде чем его начали рассматривать, но как диковинный материал, а как сырье для производства разного типа продукции.

Предпринимались разные попытки изготовления обуви и одежды и, как правило, все кончалось неудачей. Это длилось до 1839 года, пока ученый Чарльз Гудьир (Charles Goodyear) не открыл процесс вулканизации каучука. На основании результатов ранее проведенных исследований, он провел эксперимент – на каучук нанес слой серы и положил на разогретую печь. Результатом такого эксперимента стало появление первого в мире образца резины. Этот процесс назвали вулканизацией.

История открытия натурального каучука

Изобретение процесса вулканизации привело к массовому внедрению натурального каучука. Уже с середины XIX века процесс производства изделий из резины принял массовый характер и того сырья, которое добывали из гевеи стало не хватать, не смотря на то, на острове Ява, Суматра были основаны плантации на котором выращивали это растение.

Таким образом, перед химиками встала задача по получению материала, способного заменить натуральное сырье. На решение этой задачи ушел целый век. В процессе, проводившихся исследований, которые проводились во многих странах, стало ясно, что для получения заменителя необходимо устранить следующие проблемы:

  1. Синтезировать изопрен из других материалов.
  2. Осуществить полимеризацию полученного изопрена.
  3. Выявить вещества, способные оставить распад каучука.

Лишь в тридцатых годах ХХ века ученые смогли создать установку по промышленному производству синтетического каучука. Кстати, сложно переоценить вклад отечественных ученых в решение задач по производству синтетического каучука.

Для синтеза искусственного сырья был использован дивинил, получаемый из спирта. То есть натуральный и синтетический каучук, производят на основе разных веществ.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации