Hydratool.ru

Журнал "ГидраТул"
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое натуральный латекс? Матрасы и подушки из латекса

Что такое натуральный латекс? Матрасы и подушки из латекса

Историческая родина гевеи (Hevea brasiliensis)– Бразилия.

Европейцы пытались выращивать гевею в промышленных масштабах во многих странах мира, но идеальными, по природно-климатическим условиям, стали страны Южной и Юго-Восточной Азии.
Сегодня одним из крупнейших производителей 100% натурального латекса и поставщиком сырья сока гевеи на мировом рынке, является Шри-Ланка.

Откуда же пришел к нам каучук? Во времена Великих географических открытий, когда Колумб вернулся из Нового Света домой, он привез с собой множество удивительных вещиц. Одной из диковин был небольшой и сильно прыгучий мяч. Как объяснили аборигены, мячик сделан из «древесной смолы». А делали такие мячи из сока дерева гевея, растущего в многочисленных рощах на берегах реки Амазонки.

Белый сок темнел, принимал любую форму и затвердевал на воздухе. «Древесную смолу» индейцы называли «каучу» – слезы млечного дерева («кау» – дерево, «учу» – течь, плакать). Вот так и образовалось современное название материала – каучук.

Применение индейцами сока гевеи не ограничилось изготовлением эластичных мячей, они широко использовали уникальную смолу для изготовления обуви, непромокаемой ткани, сосудов для воды, а ярко раскрашенные шарики были отличными детскими игрушками.

В 1770 году британский химик впервые нашёл применение каучуку: он обнаружил, что такой ластик отлично стирает графитовые рисунки. Тогда такие куски каучука называли «гумми эластиком» (смолой эластичной).

С середины 19 века, после того как был открыт процесс вулканизации каучука, спрос на латекс многократно возрос. Латекс стал биржевым товаром наравне с нефтью, хлопком и дрогоценными металлами.

Это привело к бурному росту плантаций гевеи.

Первыми изделиями из каучука стали одежда и обувь (плащи, резиновые сапоги, калоши), а затем этот материал стали использовать для производства шин. На сегодняшний день именно автомобильная промышленность является одним из самых крупных потребителей каучука.

Широкое распространение получил каучук в медицине. По своим уникальным характеристикам латекс стал основой для целого ряда медицинских материалов, таких как хирургические перчатки, бактерицидный пластырь, эластичный бинт, презервативы, соски, и прочее. Изделия из латекса окружают нас повсюду: воздушные шары и ластики, ремешки для часов и бельевая резинка, детские мячики и игрушки.

Сегодня гевея выращивается на отдельных плантациях. Только с семилетнего возраста сок дерева гевеи используется для производства латекса. Через тринадцать лет деревья вырубаются и идут на производство высококачественной мебели.

Сок каучукового дерева «латекс» добывается при вырезании V-образного клина в стволе дерева. Собирается сок исключительно в темное время суток, в специальные коллекторы, порциями по 45-60 грамм, сливается в большие емкости, затем оперативно, до восхода солнца, доставляется на производство.

Республика Шри-Ланка произвела свой первый матрас из природного латекса под маркой «Richard Pieris Latex Foam Core» в 1952 году.

Сегодня постельные принадлежности из природного латекса можно найти под маркой «Arpiсo».

В настоящее время Шри-Ланка является лидером в использовании латекса для производства постельных принадлежностей. Матрасы и подушки из 100% натурального латекса (бренд Арпико) можно приобрести в нашей компании RTFlatex.

О чем плачет «резиновое» дерево?

Латекс

Наверное, многие полагают, что натуральный каучук давно стал анахронизмом вроде пергаментных книг или крахмального клейстера. Мы считаем, что в XXI веке его уж наверняка заменил каучук синтетический, о котором каждый что-то смутно помнит из школьной программы. Но оказывается, натуральный каучук все еще добывают, более того, без него невозможно производство современных автомобильных шин и многих других необходимых изделий.

Натуральный каучук

Сознаюсь, я сам находился в полном неведении о судьбе натурального каучука, до того как волей случая оказался на плантации гевеи, которая в прямом смысле служит его источником. Произошло это не в Бразилии, откуда гевея родом, и не в Малайзии, где расположены самые обширные на сегодняшний день ее посадки, а в Мексике. Здесь это тропическое дерево пользуется уважением и служит пополнению национальной казны.

Каучуководство – одна из самых молодых отраслей растениеводства (и ближе она все же к лесному хозяйству, чем к сельскому). Дикорастущие растений для получения каучука применяли уже давно, а вот их возделывание началось менее чем три четверти века тому назад.

Почти все гевеи (хевеи), а их в роду около 20 видов, произрастают в Южной Америке и известны лишь немногим специалистам по семейству молочайных. Но один вид приобрел огромную популярность. Это гевея бразильская (Hevea brasiliensis) – вечнозеленое дерево, достигающее 30 м высоты и 75 см в диаметре ствола. В диком состоянии она встречается в лесах Амазонии. Все части растения заключают в себе млечный сок (латекс), в котором содержится до 50 процентов каучука.

Читайте так же:
Для чего нужен контур заземления

Туземцы добывали из гевеи сок, и покрывают им свои холщовые плащи, чтобы сделать их непромокаемыми.

«Слезы дерева»

Сбор латекса гевеи

Сбор латекса гевеи

Первое свединья о каучуке можно найти у испанского историка Антонио Герреры, которого Филипп II назначил историографом обеих Индий и Кастилии. В описании второго путешествия Колумба Геррера упоминает, что индейцы недавно открытых земель употребляют смолистый сок некоторых деревьев для изготовления упругих мячей или шаров. Несколько позже, в 1615 году, в своей книге «Monarquia Indiana» («Монархия Индиана») Хуан де Торквемада описывает, как туземцы добывают из деревьев сок и покрывают им свои холщовые плащи, чтобы сделать их непромокаемыми.

Однако лишь полтора столетия спустя европейцы узнали, что же это за дерево и как получают из него сок. Выяснил это знаменитый французский геодезист Шарль Мари де ла Кондамин (1701–1774). Уже в 29 лет он стал членом французской Академии наук и в 1735 году отправился с экспедицией в Южную Америку, где провел более 10 лет. В Эквадоре ему удалось обнаружить гевею, которую индейцы называли «као-чу», что означало «слезы дерева». Кондамин оказался первым европейцем, увидевшим весь процесс получения каучука – от первых надрезов ствола до изготовления сырой каучуковой массы путем копчения латекса в дыму костра. Он увидел резиновые галоши, бутылки, пипетки и прочие предметы домашнего обихода, о чем не замедлил по возвращении в Париж сообщить своим коллегам-академикам.

Но, как это, увы, нередко бывает, сногсшибательная новость не вызвала серьезных последствий. Если не считать, что великий английский химик Джозеф Пристли стал использовать кусочек привезенного каучука в качестве резинки для стирания карандашных записей. Долгое время это оставалось единственным полезным применением каучука.

Каучук завоевывает Европу

В 1791 году лед тронулся: английскому промышленнику Самуэлю Пилю была дана привилегия на применение каучука для изготовления непромокаемых тканей. С того времени интерес к каучуку в Европе начал стремительно расти. Изобретения, связанные с его использованием, посыпались одно за другим.

В 1813 году Джон Кларк открыл, что скипидар растворяет каучук, и применил этот раствор для производства воздушных матрацев. В 1823 году предприимчивый шотландский фабрикант и изобретатель Чарльз Макинтош обнаружил, что каучук растворяется в каменноугольном масле. Из данного раствора была получена непромокаемая ткань, из которой изобретатель стал изготовлять верхнее платье, впоследствии получившее по его имени свое название – макинтош. Плащи имели огромный спрос, особенно в дождливой Англии.

Постепенно каучук приобретал все большую и большую популярность. Потребность в нем стремительно возрастала. В России первая резиновая фабрика начала работать в 1832 году. Промышленность специализировалась в основном на производстве резиновых галош.

Покорение гевеи

Подобно множеству разного рода растительных смол, эфирных масел, камедей, каучук является продуктом жизнедеятельности растительного организма. Получают его из гевеи точно так же, как у нас из сосны живицу, – методом подсочки.

Плантация гевеи

Способ подсочки каучуковых деревьев и получения латекса за столетия мало изменился. Состоит он в том, что на дереве острым ножом делают горизонтальные насечки на глубину нескольких сантиметров. Из разреза сок вытекает только в течение нескольких часов, пока рана не затянется. На следующий день делают новые зарубки на 20–30 см ниже, эту процедуру повторяют изо дня в день, пока не достигнут основания ствола, после чего переходят на другую сторону дерева. Вытекающий из надрезов сок собирается в чашки (раньше глиняные, теперь пластмассовые), откуда его выливают в один широкий открытый сосуд. Собранный таким образом латекс индейцы коптили в дыму костра, что придавало каучуку устойчивость к окислению и воздействию микроорганизмов. Сейчас каучук из латекса выделяют коагуляцией с помощью муравьиной, щавелевой или уксусной кислоты.

Стремительно возросший спрос на каучук провоцировал хищническую заготовку его в Бразилии. В поисках гевеи индейцы-сборщики вынуждены были все дальше и дальше углубляться в джунгли, а оттуда доставлять сырье по Амазонке и ее притокам в «каучуковую столицу» – город Манаус.

В 1876 году Уикхэм, несмотря на существовавший в Бразилии закон о запрещении вывоза семян гевеи, все же собрал 70 000 семян и доставил их в Англию, в знаменитый Ботанический сад в Кью. Из этой партии только 2800 семян оказались всхожими и дали сеянцы. Большая часть их была перевезена на остров Цейлон и посажена в Ботаническом саду в Перадении. Эти сеянцы и положили начало организации промышленных плантаций бразильской гевеи в Старом Свете. Первоначально культура гевеи была одомашнена на Цейлоне, затем на Малаккском полуострове, в Индонезии, во Вьетнаме – практически всюду, где для нее имеются благоприятные условия. Здесь на плодородных равнинах выращивать гевею стало намного дешевле, хотя новые высокопродуктивные ее сорта вернулись и на Американский континент. Именно на одной из мексиканских плантаций «новой» гевеи мне и пришлось побывать.

Читайте так же:
Как заменить щетки на перфораторе бош

Промышленное выращивание гевеи оказалось намного эффективнее, чем поиск ее в малодоступных джунглях. Почти весь природный каучук сейчас получают на огромных созданных человеком плантациях гевеи.

Техническая зрелость дерева на промышленной плантации наступает на 10–12-й год. Оно легко выносит подсочку 20–30 лет. В среднем одно дерево дает до 3–4 кг, а лучшие – по 8–14 кг каучука в год (это 1500–1800 кг/га). Если в 1912 году примерно 70% мировой продукции составлял натуральный каучук из дикорастущей гевеи, то уже в 1922 году – всего 6,6% каучука, а сейчас – менее 2%.

Новейшая история

С изобретением резиновых шин, автомобильных покрышек и баллонов потребность в каучуке неизмеримо возросла. Речь шла уже не о плащах и галошах. Каучук становился стратегическим товаром. Но производство резины в промышленно развитых странах, включая Россию, по-прежнему находилось в зависимости от поставок каучука из тропических стран.

Долгие годы химики во всем мире бились над получением синтетической замены каучука. Заслуга разработки современной технологии его производства принадлежит целому ряду ученых-химиков: русским Б.В. Бызову и И.И. Остромысленскому, немцу Г. Штаудингеру, американцам Э. Фармеру и Е. Гута.

Синтетический каучук не смог полностью заменить натуральный. Россия по-прежнему нуждается в поставках каучука из тропических стран.

Благодаря созданию синтетических каучуков потребление натурального каучука стало сокращаться. Однако во многих видах промышленной продукции синтетический каучук до сих пор требует смешивания с натуральным. Уже не вся (и не каждая) современная автомобильная шина делается из натурального каучука; по ряду физико-химических свойств натуральный каучук незаменим в производстве лишь некоторых ее деталей. Идет он на изготовление транспортерных лент, приводных ремней, амортизаторов, уплотнителей, электроизоляционных материалов, для получения резиновых клеев. Резины из натурального каучука характеризуются хорошей эластичностью, износо- и морозостойкостью и высокими динамическими свойствами, хотя обладают низкой стойкостью к действию растворителей и масел.

945499_57587622804591_83613462Как видим, натуральный каучук, получаемый из тропического дерева гевеи, далеко еще не исчерпал свои резервы. В настоящее время плантации этого ценного дерева в мире занимают более 2 млн га! Ежегодное производство натурального каучука достигает 3,5 млн тонн. Значительная часть его поступает в Россию.

Природный каучук — получение, производство, применение, история

Природный каучук (натуральный каучук) — эластичное вещество, полученное из экссудаций (выхода жидкости) некоторых тропических растений (каучуковое дерево). Из-за своей эластичности, упругости и ударной вязкости природный каучук является основным компонентом шин, используемых в автомобильной технике, авиации и велосипедах. Более половины всей производимой резины идет на автомобильные шины; остальное идет на резинотехнические изделия, такие как уплотнения, прокладки, ремни и шланги и прочее, а также на потребительские товары, такие как обувь, одежда, мебель и игрушки.

Природный каучук — производство

Каучуковое дерево

С коммерческой точки зрения природный каучук (натуральный каучук) получают почти исключительно из гевеи бразильской — дерева, произрастающего в Южной Америке, где в дикой природе оно вырастает до 34 метров. Такое же дерево, культивируемое на плантациях, растет только до 24 метров, потому что углерод, необходимый для роста, также является важным компонентом каучука. Так как только углекислый газ в атмосфере может поставлять углерод растению, этот элемент должен быть распределен между двумя потребностями, когда дерево находится в стадии активного производства. Кроме того, листва, расположенная большей частью только на вершине дерева (чтобы облегчить подсочку), потребляет меньше углекислого газа, чем у дикого дерева. Другие деревья, кустарники и травянистые растения тоже производят каучук, но, поскольку ни одно из них не сравнится по эффективности с Hevea brasiliensis, отраслевые ботаники сосредоточили свои усилия исключительно на этом виде.

каучуковое дерево

При выращивании гевеи соблюдаются естественный ландшафт земли, чтобы деревья были защищены от ветра. Покровные культуры, посаженные рядом с каучуковыми деревьями, удерживают дождевую воду на наклонной поверхности и помогают удобрять почву, фиксируя атмосферный азот. Также используются стандартные методы садоводства, такие как выращивание выносливых корневищ в питомнике и прививка на них, ручное опыление и вегетативное размножение (клонирование) для получения генетически однородного продукта.

Гевея растет только в четко определенных областях тропиков и субтропиков, где не бывает морозов. Обильные ежегодные осадки около 2500 мм имеют большое значение, при этом акцент делается на влажную весну. Как следствие этих требований, площади для выращивания этого дерева ограничены. Юго-Восточная Азия имеет хорошие условия для выращивания каучукового дерева; так же как и части Южной Азии и Западной Африки. Выращивание гевеи в Бразилии, ее естественной среде обитания, было практически уничтожено в результате упадка в начале 20-го века.

Читайте так же:
Как и из чего сделать газовую горелку

Подсочка и коагуляция

получение каучука

Когда кора дерева гевеи частично прорезается, из надреза вытекает молочная жидкость, которая высыхая, образует эластичную пленку. Биологическая функция этого латекса все еще неясна: он может помогать заживлению надрезов, защищая внутреннюю кору, или он может выполнять другие биохимические функции. Латекс состоит из водной суспензии мелких частиц диаметром около 0,5 микрона из цис-полиизопрена, линейного каучукового полимера с высокой молекулярной массой. Содержание каучука в суспензии составляет около 30 процентов.

Каучуковые деревья подсачивают примерно раз в два дня, получая чашку латекса, содержащую приблизительно 50 граммов твердого каучука каждый раз. Стандартный метод подсочки состоит в том, чтобы подрезать дерево ножом на половину окружности ствола, наклонив срез слева направо под углом 30 °, начиная с самой высокой точки, удобной для самотека. Каждый последующий разрез производится сразу под предшествующим. Деревья часто отдыхают в течение некоторого периода после многократной подсочки. Производство начинается, когда дереву 5 или 6 лет; при осторожном обращении срок полезного использования дерева может продлиться более 20 лет. При выращивании деревьев с плотностью 375 на гектар можно производить примерно 2500 кг каучука на гектар в год.

природный каучук

После сбора выпускаемого латекса каучук извлекается из эмульсии путем коагуляции с муравьиной кислотой, создавая крошки, которые напоминают молочный творог. Крошки промывают, сушат между валками и прессуют в блоки размером 67 на 33 на 18 см и весом 33,3 кг. Затем блоки заворачивают в полиэтиленовую пленку и упаковывают в ящики для отправки.

каучук производство

Другая продукция представляет собой копченый лист, где коагулят прессуют в тонкие листы, которые промывают, а затем сушат над дымящимся огнем. Дым содержит природные фунгициды, которые защищают природный каучук от образования плесени и придают характерный янтарный цвет. Высушенные листы упаковываются в тюки весом 110 кг для отправки.

натуральный каучук

Около 10 процентов всего натурального каучука поставляется в виде латекса с концентрацией каучука около 60 процентов, который используется для изготовления изделий путем окунания, таких как хирургические перчатки, профилактические средства и игрушки.

Природный каучук — развитие промышленности

Если позволить латексу испаряться естественным образом, образующаяся резиновая пленка может быть высушена и спрессована в пригодные для использования изделия, такие как бутылки, обувь и шарики. Южноамериканские индейцы создавали такие изделия в ранние времена: например, резиновые шарики использовались в ритуальной игре ацтеков (называемой оллама) задолго до того, как Христофор Колумб исследовал Южную Америку и Карибские острова. Говорят, что во время своего второго путешествия в Новый Свет в 1493–96 годах Колумб видел, как туземцы на современном Гаити играют в игру с шарами, сделанными из резины. В 1615 году испанец рассказал, как индейцы, собрав молоко из надрезов, сделанных на разных деревьях, растерли его на плащах, а также получили сырую обувь и бутылки, покрыв глиняные заготовки и позволив им высохнуть.

Первые серьезные отчеты о производстве каучука и примитивной системе производства коренных американцев были сделаны в 18 веке Шарлем-Мари де ла Кондамином, членом французской географической экспедиции, отправленной в Южную Америку в 1735 году. Ла Кондамин описал «каучук» (французское написание родного термина «плачущая древесина») как сгущенный сок дерева гевеи, и в 1736 году он отправил образцы каучука в Европу. Первоначально новый материал был просто научным любопытством. Несколько лет спустя британский ученый Джозеф Пристли отметил его полезность для стирания следов карандаша с бумаги, и поэтому был изобретен популярный термин «ластик». Постепенно развиваются другие области применения, в частности, для гидроизоляции обуви и одежды.

Большой прогресс в создании настоящей резиновой промышленности произошел в начале 19-го века благодаря отдельным экспериментам шотландского химика Чарльза Макинтоша и английского изобретателя Томаса Хэнкока. Вклад Макинтоша состоял в повторном открытии в 1823 году каменноугольной нафты как дешевого и эффективного растворителя. Он поместил раствор каучука и нафты между двумя тканями и при этом избегал липких поверхностей, которые характерны для более ранних однотекстурных предметов одежды, обработанных каучуком. Вскоре после этого началось производство этих водонепроницаемых плащей с двойной текстурой, которые теперь называются «макинтошами».

Работа Хэнкока, который стал коллегой и партнером Макинтоша, имеет еще большее значение. Сначала он попытался растворить каучук в скипидаре, но его покрытые вручную ткани были неудовлетворительными по текстуре поверхности и запаху. Затем он обратился к производству эластичной нити. Полоски каучука были вырезаны из импортированных кусков и нанесены в сыром виде на одежду и обувь. В 1820 году Хэнкок изобрел мастикатор, чтобы найти применение своим отходам. Созданная из полого деревянного цилиндра с зубьями, в которых вращался зубчатый валик с ручным приводом, эта крошечная машина, первоначально вмещавшая две унции резины, превзошла самые большие надежды Хэнкока. Вместо того, чтобы разрывать резину на куски, она производила достаточное трение, чтобы сварить куски резины в единую массу, которую можно было бы использовать при дальнейшем изготовлении.

Читайте так же:
Как разрезать большое стекло

Усилия Макинтоша и Хэнкока решили первоначальную проблему обращения с сырьем, но оставалось одно главное препятствие для полной эксплуатации природного каучука: он смягчался от жары и затвердевал от холода (что особенно раздражало в Северной Америке, где климат был более экстремальным, чем в Британии). Природный каучук также был липким, пахучим и скоропортящимся. Эти фундаментальные недостатки были устранены изобретением вулканизации в 1839 году Чарльзом Гудьером. Разработав смесь каучука, белого свинца и серы и термически обработав (процесс вулканизации) ее, Гудьер создал продукт – вначале называемый несгораемой резиной, потом вулканизированной резиной – который имел впечатляющую долговечность.

Вулканизация сделала возможной современную резиновую промышленность, позволив использовать это вещество в машинах и шинах для велосипедов, а затем и для автомобилей. Хотя последующие открытия усовершенствовали оригинальные методы Гудьера, процесс вулканизации остается в основном таким же, каким он был в его дни.

С появлением велосипеда и, несколько позже, автомобиля и изобретения твердой, а затем пневматической резиновой шины спрос на резину быстро рос. К 1900 году более 40 000 тонн природного каучука использовалось каждый год, примерно половина из Бразилии и половина из Центральной Африки, где каучук был получен главным образом из лоз ландольфии. Однако, как важный промышленный материал, природный каучук требовался в больших количествах, который можно было легко получить из диких и широко рассредоточенных деревьев в бразильских джунглях или из африканских лоз, которые производили всего около одного килограмма на гектар и были уничтожены для получения каучука. Чтобы выращивать каучуковые деревья в других местах, в 1876 году семена дерева гевеи бразильской из верхнего бассейна Ориноко были доставлены из Бразилии в Англию по инициативе Британского индийского офиса. Саженцы были выращены в садах Кью и отправлены на Цейлон (Шри-Ланка) и в Сингапур. Эти деревья были источником промышленности каучуковых плантаций в Азии, которая в настоящее время производит более 90 процентов мировых поставок натурального каучука. Промышленность развивалась в основном благодаря работе Генри Н. Ридли, директора Сингапурского ботанического сада с 1888 по 1912 годы. Ридли представил методы садоводства и подсочки, которые используются до сих пор. Общий объем мирового производства природного каучука достиг 3 млн. метрических тонн в год в начале 1970-х годов, превысил 4 млн. метрических тонн в год в начале 1980-х годов и достиг 10 млн. метрических тонн в год в 2008 году. Основные страны-производители каучука — Таиланд, Индонезия и Малайзия, за которыми следуют азиатские производители Китай, Индия, Филиппины, Вьетнам и Шри-Ланка, а также западноафриканские государства Нигерия, Кот-д’Ивуар, Камерун и Либерия.

Первое десятилетие 20-го века ознаменовалось созданием автомобиля в Европе и Северной Америке, и автомобильная промышленность оставалась полностью зависимой от натурального каучука для шин и других компонентов до Второй мировой войны. После вступления Японии в войну в 1941 году азиатские источники природного каучука, за исключением Шри-Ланки, были отрезаны от союзников. В ответ Соединенные Штаты и Советский Союз попытались выращивать альтернативные источники натурального каучука, такие как кустарник гуайюля и русский одуванчик. Эти попытки оказались безуспешными, но гораздо лучшие результаты были получены с синтетическим каучуком. В частности, Соединенные Штаты в одночасье развили производство синтетического каучука, достигнув объема производства 800 000 тонн в год. В конце войны, когда снова появился природный каучук, производство синтетического каучука в США резко упало, но к началу 1950-х годов появилась более совершенная и более однородная синтетика. Экспорт этих материалов стимулировал развитие промышленности синтетического каучука в Европе. В начале 1960-х годов производство натурального каучука было превзойдено производством синтетических эластомеров.

Урок 16. Натуральный каучук. Синтетические каучуки

Урок посвящён знакомству с природным и синтетическими каучуками: бутадиеновым, дивиниловым, изопреновым, хлоропреновым и бутадиен-стирольным, а также с производными каучука – резиной и эбонитом. Учащиеся узнают о способах их получения, особенностях строения и областях применения.

Вулканизация – нагревание каучука с серой, приводящее к сшивке полимерных цепей друг с другом и повышению прочности материала.

Читайте так же:
Автоматический выключатель на 380 вольт

Каучук – эластичный полимер, продукт полимеризации диеновых углеводородов.

Латекс – сок дерева гевея.

Резина – эластичный материал, продукт вулканизации каучука с содержанием серы ниже 30%.

Сополимеризация – совместная полимеризация двух или более мономеров.

Стереорегулярность – упорядоченность цис- и транс-форм мономерных звеньев в полимерной цепи.

Эбонит – прочный и химически стойкий материал, продукт вулканизации каучука с содержанием серы выше 30%.

Эластичность – способность возвращаться в исходную форму после растяжения или сжатия.

Основная литература: Рудзитис, Г. Е., Фельдман, Ф. Г. Химия. 10 класс. Базовый уровень; учебник/ Г. Е. Рудзитис, Ф. Г, Фельдман – М.: Просвещение, 2018. – 224 с.

Дополнительная литература:

1. Рябов, М.А. Сборник задач, упражнений и тесто по химии. К учебникам Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман «Химия. 10 класс» и «Химия. 11 класс»: учебное пособие / М.А. Рябов. – М.: Экзамен. – 2013. – 256 с.

2. Рудзитис, Г.Е. Химия. 10 класс : учебное пособие для общеобразовательных организаций. Углублённый уровень / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – М. : Просвещение. – 2018. – 352 с.

Открытые электронные ресурсы:

  • Единое окно доступа к информационным ресурсам [Электронный ресурс]. М. 2005 – 2018. URL: http://window.edu.ru/ (дата обращения: 01.06.2018).

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ

С каучуками или их производными, такими, как резина, мы сталкиваемся ежедневно. Данные полимеры отличаются тем, что способны после механических деформаций (растяжения или сжатия) возвращаться в свою исходную форму. Это свойство называется эластичностью. Кроме того, каучук и резина водо- и газонепроницаемы и не проводят электрический ток, что позволяет изделия из них использовать для защиты от воды и как изоляторы.

Природный каучук добывают из латекса – сока дерева гевея, которое широко распространено в Бразилии и странах Азии (Китае, Малайзии, Вьетнаме). По химическому строению каучук является продуктом полимеризации изопрена. Высокая его эластичность – следствие того, что мономерные звенья в полимерной цепи имеют только цис-форму. Если цис- и транс-формы звеньев в цепи расположены упорядоченно, то такой полимер называется стереорегулярным.

Практическое применение природного каучука ограничивается его чувствительностью к высоким и низким температурам. Преодолеть этот недостаток можно, используя процесс вулканизации. При нагревании с серой двойные связи в молекуле каучука разрушаются, а атомы серы соединяют отдельные цепи между собой. Полученное таким образом вещество называется резиной. Если количество серы, добавленной при вулканизации, превышает 30%, то вместо резины образуется эбонит – прочный, стойкий к действию агрессивных веществ материал.

Каучук также можно синтезировать промышленным путем. Этот процесс называется синтезом Лебедева. Обычно с его помощью получают дивиниловый каучук. Следует отличать дивиниловый и бутадиеновый каучуки. Мономером для их получения служит одно и то же вещество (бутадиен-1,3), но дивиниловый каучук стереорегулярен (и, следовательно, эластичен), а бутадиеновый каучук – нет. Управлять стереорегулярностью получаемых полимеров можно при помощи катализаторов.

Подвергать полимеризации можно не одно вещество, а несколько. Такой процесс называется сополимеризацией (т.е. совместной полимеризацией). Например, при сополимеризации бутадиена и стирола будет получен бутадиен-стирольный каучук.

Дивиниловый и изопреновый каучуки используются для производства автомобильных шин. Менее эластичный бутадиеновый – для создания предметов быта, одежды и обуви. Из устойчивого хлоропренового каучука изготавливают кабели и трубопроводы, а из бутадиен-стирольного – ленты транспортеров.

ПРИМЕРЫ И РАЗБОР РЕШЕНИЙ ЗАДАЧ ТРЕНИРОВОЧНОГО МОДУЛЯ

1. Решение задачи на вычисление степени полимеризации полимера

Условие задачи: Рассчитайте степень полимеризации хлоропренового каучука с молярной массой 35400 г/моль

Шаг первый: вычислим молярную массу хлоропрена.

Шаг второй: вспомним определение степени полимеризации.

Степень полимеризации – это число мономерных звеньев в полимерной цепи.

Значит, для вычисления степени полимеризации необходимо разделить молярную массу полимера на молярную массу мономерного звена, которая равна молярной массе мономера.

n = 35400 г/моль : 88.5 г/моль = 400.

Ответ: n = 400.

2. Решение задачи с вычислением выхода продукта реакции.

Условие задачи: Рассчитайте, сколько кг бутадиена необходимо взять, чтобы при его полимеризации с выходом 90% получить 234 кг дивинилового каучука.

Запишем уравнение реакции полимеризации:

Видно, что в этой реакции участвует одно исходное вещество и нет побочных продуктов. Значит, по закону сохранения массы теоретическая масса полученного каучука должна быть равна массе исходного бутадиена.

Обозначим исходную массу бутадиена за х:

Тогда теоретическая масса полученного каучука, равная ей, тоже х:

Подставим известные из условия величины и введённую нами переменную х в формулу для расчёта выхода продукта реакции:

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector