Каучук и Резина

Биополимеры основные типы биополимеров нуклеиновые кислоты (ДНК, РНК) белки полипептиды полисахариды ( целлюлоза, крахмал, гликоген) полиизопрены (натур.каучук, гуттаперча и т.д.)

Каучук натуральный или синтетический эластомер, характеризующийся эластичностью, водонепроницаемостью и электроизоляционными свойствами, из которого путём вулканизации получают резины и эбониты.

История открытия каучука Когда Х. Колумб в конце XVв предпринял свое второе путешествие, он остановился у берегов острова Гаити в Тихом океане. Сойдя на берег, испанцы с удивлением увидели, как индейцы бросают друг другу какие-то предметы округлой формы. Диковинные шары подпрыгивали. Это казалось невероятным, поскольку они были твердыми. Оказалось, что туземцы изготавливали эти шары из слез дерева (ка - дерево, у-чу - слезы). Когда Колумб вернулся на родину, он привез несколько кусков странного материала. Особого интереса сувенир в то время не вызвал: внимание соотечественников было поглощено золотом и серебром.

Открытие натурального каучука Каучук существует столько лет, сколько и сама природа. Окаменелые остатки каучуконосных деревьев, которые были найдены, имеют возраст около трёх миллионов лет. Каучук на языке индейцев тупи-гуарани означает «слёзы дерева». Каучуковые шары из сырой резины найдены среди руин цивилизаций инков и майя в Центральной и Южной Америке, возраст этих шаров не менее 900 лет. Первое знакомство европейцев с натуральным каучуком произошло пять веков назад. Собственно, история каучука началась, как ни странно, с детского мячика и школьной резинки.

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 гуммиэластиком («смолой эластичной»). В 1791 году английский фабрикант Самуэль Пил (Samuel Peal) запатентовал способ сделать одежду водонепроницаемой с помощью обработки её раствором каучука в скипидаре. Во Франции к 1820 г. научились изготовлять подтяжки и подвязки из каучуковых нитей, сплетённых с тканью.

Каучуки Каучуки натуральные или синтетические материалы, характеризующиеся эластичностью, водонепроницаемостью и электроизоляционными свойствами, из которых путём специальной обработки получают резину. Природный каучук получают из жидкости молочно-белого цвета, называемой латексом, млечного сока каучуконосных растений. В технике из каучуков изготовляют шины для автотранспорта, самолётов, велосипедов; каучуки применяют для электроизоляции, а также производства промышленных товаров и медицинских приборов.

Натуральный Каучук Природный Каучук – полимер ненасыщенного углеводорода - (C5H8)n. Его средняя молекулярная масса составляет приблизительно Экспериментальным путём найдено, что каучук состоит в основном из полимера 2-метилбутадиена

Получение Каучука Натуральный каучук содержится в соке растений – каучуконосов. Его получают в основном из млечного сока дерева гевея, произрастающего в тропических лесах Бразилии и Шри–Ланки. Для этого на деревьях делают надрезы и собирают млечный сок ( латекс ), представляющий собой коллоидный раствор каучука. Затем его подвергают коагуляции ( укрупняют) действием электролита или нагреванием

Свойства Каучука Особо важным свойством каучука является его эластичность, т.е. под действием внешней нагрузки каучук может растягиваться и, сжимаясь, сокращаться. После прекращения воздействия внешней силы, возвращаясь в исходное состояние, он восстанавливает прежнюю форму. Каучук газо- и водонепроницаем, механически прочен и не проводит электрический ток. Вы знаете, что каучук не растворяется в воде. Он незначительно растворяется в этиловом спирте, а бензине и хлороформе сначала набухает, затем растворяется. При повышении температуры он становится мягким и липким, а при понижении температуры – жёстким и хрупким. При длительном хранении каучук затвердевает.

Состав и строение натурального каучука Натуральный (природный) каучук (НК) представляет собой высокомолекулярный непредельный углеводород, молекулы которого содержат большое количество двойных связей; состав его может быть выражен формулой (C 5 H 8 ) n (где величина n составляет от 1000 до 3000); он является полимером изопрена:

Сергей Васильевич ЛЕБЕДЕВ Русский химик Сергей Лебедев первым в мире разработал способ получения синтетического каучука

Получение синтетического каучука 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.

Резина Резина эластичный материал, получаемый вулканизацией каучука. По степени вулканизации резины разделяются на мягкие, полутвёрдые и твёрдые. Чтобы устранить недостатки хранения каучука, каучук превращают в резину. Гибкость и эластичность резины превосходит аналогичные свойства каучук. Кроме того, резина прочнее каучука и значительно устойчивее к влиянию температуры.

Первая резина В 1834 году немецкий химик Фридрих Людерсдорф (Friedrich Ludersdorf) и американский химик Натаниель Хейвард (Nathaniel Hayward) обнаружили, что добавление серы к каучуку уменьшает или даже вовсе устраняет липкость изделий из каучука. Через некоторое время он обнаружил коже подобный материал резину. Этот процесс был назван вулканизацией. Открытие резины привело к широкому её применению: к 1919 году было предложено уже более различных изделий из резины.

Получение синтетического каучука 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.

Получение Резины Вулканизация – путём нагревания вместе с серой – каучук превращают в резину. Добавив в смесь серы и каучука наполнители( сажа, мел ), её нагревают примерно до С. В таких условиях атомы серы вступают во взаимодействие с линейными молекулами каучука по месту некоторых двойных связей и «сшивают» их друг с другом. В результате образуется гигантские макромолекулы, имеющие пространственную структуру. Такой каучук называется резиной. По сравнению с каучуком резина прочнее. Из резины изготавливают шины, шланги, конвейерные ленты и разные изделия и предметы, используемые в быту.