План урока 1. История открытия каучука. 2. Натуральные каучуки: -состав -строение -свойства 3. Синтетические каучуки: -получение -классификация -применение 4. Вулканизация.

История открытия каучука Родина каучука – Центральная и Южная Америка. Во влажных жарких тропиках, по берегам реки Амазонки, растёт необычное дерево, которое называется бразильская гевея.

История открытия каучука Если на коре дерева сделать надрез, то из ранки вытекает сок молочно-белого цвета, называемый латексом. На воздухе сок постепенно темнеет и затвердевает, превращаясь в резиноподобную смолу.

Английский химик Чарльз Макинтош В 1823 году придумал непромокаемую ткань, состоящую из двух слоёв материи, соединённых раствором каучука в специальном растворителе. Изобретатель наладил производство из новой ткани плащей, которые получили название «макинтош».

НАТУРАЛЬНЫЕ КАУЧУКИ Натуральный каучук – непредельный стереорегулярный полимер состава (С 5 Н 8 ) n со средней молекулярной массой Элементарное звено (-СН 2 -С=СН -СН 2 -) n СН 3 Природный каучук –это цис-полиизопрен. Каучук, в котором все элементарные звенья находятся или в цис-, или в транс-конфигурации, называется стереорегулярным.

Химическое строение природного каучука - Н2С СН2 - \ / С = С / \ СН3 Н 1,4-цис - полиизопрен

Химическое строение гуттаперчи Транс-полиизопрен также встречается в природе, и называют его гуттаперчей. - Н2С Н \ / С = С 1,4-транс -полиизопрен / \ Н3С СН2 – Каучук в сравнении с гуттаперчей обладает гораздо более высокой эластичностью, поэтому находит более широкое применение.

Свойства натурального каучука Эластичность Непроницаемость для воды и газов Хорошая растворимость во многих органических растворителях Набухаемость в маслах

Синтетические каучуки Основателем первого в мире крупномасштабного производства синтетического каучука по праву считается русский ученый С.В.Лебедев.

В разработке синтеза каучука Лебедев пошёл по пути подражания природе. Поскольку натуральный каучук полимер диенового углеводорода, то 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: В качестве катализатора полимеризации 1,3-бутадиена С. В. Лебедев выбрал металлический натрий, впервые применённый для полимеризации непредельных углеводородов русским химиком А. А. Кракау.

Этапы получения -Н 2 О, -Н 2 2С 2 Н 5 ОН СН 2 = СН – СН = СН 2 этиловый бутадиен – 1,3 спирт (-СН 2 – СН = СН – СН 2 -) n бутадиеновый каучук

Свойства каучука зависят от вида мономера Виды каучуков Изопреновый Эластичный, износостойкий Бутодиеновый Водо-, газо- непроницаемость износостойкость Хлорпреновый бензо-, масло-, тепло- стойкий

Открытие резины Однажды Гудьир уронил пластинку каучука на горячую кухонную плиту... Так в 1839 г. была открыта вулканизация каучука.

Вулканизация Натуральные и синтетические каучуки используют преимущественно в виде резины. Для получения резины каучук вулканизируют. Его нагревают с серой, макромолекулы каучука «сшиваются» друг с другом серными мостиками по месту разрыва двойной связи.

Вулканизация В зависимости от содержания серы и состава наполнителей получают различные сорта резины, отвечающие любым требованиям: устойчивости к истиранию, к действию органических растворителей и других веществ. Уже при введении 0,15% серы каучук меняет свойства. Вообще же количество вводимой при вулканизации серы колеблется от 2 до 5%.

Схема строения вулканизированного каучука

Классификация резин по областям применения Резина общего назначения Резина специального назначения 1. Высокая эластичность и износостойкость при обычных температурах, устойчивость к многократным деформациям. 2. Практичность. Примеры: бутадиеновый и изопреновый. 1. Стойкость к действию растворителей, масел, кислорода, озона, высоких температур, морозостойкость. Примеры: хлоропреновый, бутадиен-стирольный.

Применение

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.

Эбонит Эбонит высоко-вулканизированный каучук с большим содержанием серы (30-50 % в расчёте на массу каучука), обычно тёмно-бурого или чёрного цвета; химически инертен, имеет высокие электроизоляционные свойства. В отличие от мягкой резины, эбонит не проявляет высокой эластичности при обычных температурах и напоминает твёрдую пластмассу. Эбонит становится высокоэластичным при температуре больше плюс 55 градусов по Цельсию. Полезные свойства: хорошо поддаётся механической обработке; негигроскопичный; газонепроницаемый; кислотостойкий; стоек к действию оснований, солей, растительных и животных жиров; хороший электроизолятор.

Эбонит Использование: В производстве: Эбониты применялись как электроизоляторы и кислотостойкие материалы при производстве электроизоляционных деталей приборов. Эбониты также использовались как заменители дорогих материалов типа черного дерева, слоновой кости, рога или черепахового панциря. В промышленности: В начале и середине XX века из эбонитов изготавливали гребни, рукоятки ножей, мундштуки для трубок и сигарет, в музыке грампластинки, мундштуки для кларнетов, саксофонов и фаготов. Также изготавливают свирели, флейты и кларнеты.

Проверка знаний 1. Природный каучук – линейный полимер: А) бутадиена Б) 2 – метилбутадиена В) этилена Г) ацетилена 2. Способ получения искусственного каучука разработал: А) Д.И. Менделеев Б) С.В. Лебедев В) М.В. Ломоносов Г) Н.Н. Зинин 3. Сырьё для получения бутадиена-1,3 по методу Лебедева: А) бутен -1 Б) бутен -2 В) этиловый спирт Г) этилен 4. Общая формула диеновых углеводородов: А) С n H 2n-2 Б) С n H 2n В) С n H 2n+2 Г) С n H 2n-6 5. Вулканизация – процесс нагревания каучука с: А) серой Б) песком В) углеродом Г) серной кислотой