Общая характеристика каучука и его свойства. Методы обработки каучука и технология производства резины. Особенности изделий из твердой и мягкой резины. Обзор инновационных технологий получения каучука. Промышленное применение из изопреновых каучуков.
Аннотация к работе
История каучука началась со времен Великих географических открытий. Когда Колумб вернулся в Испанию, он привез из Нового Света множество диковин. Индейцы делали такие мячи из белого сока растения гевея, растущего на берегах р.Амазонки. Мячи считались священными и использовались в религиозных обрядах.Каучуки - натуральные или синтетические эластомеры, характеризующиеся эластичностью, водонепроницаемостью и электроизоляционными свойствами, из которых путем вулканизации получают резины и эбониты.При нагреве выше 180°С в отсутствие воздуха каучук разлагается и выделяет изопрен. Каучук относится к классу ненасыщенных органических соединений, которые проявляют значительную химическую активность при взаимодействии с другими реакционноспособными веществами. Так, он реагирует с хлороводородной кислотой с образованием гидрохлорида каучука, а также с хлором по механизмам присоединения и замещения с образованием хлорированного каучука. Каучук реагирует также с водородом, серой, серной кислотой, сульфоновыми кислотами, окислами азота и многими другими реакционноспособными соединениями, образуя производные, часть из которых имеет промышленное применение. Каучук не растворяется в воде, спирте или ацетоне, однако набухает и растворяется в бензоле, толуоле, бензине, сероуглероде, скипидаре, хлороформе, четыреххлористом углероде и других галогенсодержащих растворителях, образуя вязкую массу, применяемую в качестве клея.Чтобы смешать каучук с другими ингредиентами резиновой смеси, его нужно сначала умягчить, или пластицировать, путем механической или термической обработки. Открытие Т.Хэнкоком в 1820 возможности пластикации каучука имело огромное значение для резиновой промышленности. Использование грануляторов - машин, которые разрезают каучук на маленькие гранулы или пластинки одинаковых размеров и формы, - облегчает операции по дозировке и управлению процессом обработки каучука. После обработки в смесителе Бенбери производится смешивание с вулканизующими веществами, серой и ускорителями вулканизации.[3] Все вещества, смешиваемые с каучуком перед вулканизацией, включая серу, называются ингредиентами резиновой смеси.Изделия из твердой резины отличаются от изделий из мягкой резины главным образом количеством серы, используемой при вулканизации. Когда количество серы в резиновой смеси превышает 5%, в результате вулканизации получается твердая резина.Натуральный каучук, получаемый из гевеи бразильской, имеет структуру, состоящую на 97,8% из 1,4-цис-полиизопрена: Синтез 1,4-цис-полиизопрена проводился несколькими различными путями с использованием регулирующих стереоструктуру катализаторов, и это позволило наладить производство различных синтетических эластомеров. Катализатор Циглера состоит из триэтилалюминия и четыреххлористого титана; он заставляет молекулы изопрена объединяться (полимеризоваться) с образованием гигантских молекул 1,4-цис-полиизопрена (полимера). Синтетический 1,4-цис-полиизопрен обладает свойствами натурального каучука и может использоваться как его заместитель в производстве резиновых изделий.[5. C.89] Другие регулирующие стереоструктуру катализаторы, например хлорид кобальта и алкилалюминий, также дают полибутадиен с высоким (95%) содержанием 1,4-цис-изомера. Чтобы отделить (путем коагуляции) каучук от латекса, он обрабатывается раствором хлорида натрия (пищевой соли) в кислоте либо раствором сульфата алюминия, которые отделяют каучук в форме мелкой крошки.Изопреновый каучук имеет фракции: 25-50% с молекулярной массой более 1000000, 2-10% с молекулярной массой от 1000000 до 100000, 40-60% с молекулярной массой от 100000 до 30000, 0-5% с молекулярной массой менее 30000. При этом фракции с молекулярной массой более 1000000 содержат 96% и менее цис-1,4-звеньев, фракции с молекулярной массой от 1000000 до 10000 содержат 96-97% цис-1,4-звеньев, фракции с молекулярной массой от 100000 до 30000 содержат 97-98% цис-1,4-звеньев, фракции с молекулярной массой менее 30000 содержит 98-99% цис-1,4-звеньев. Поставленная задача решается также разработкой способа получения вышеуказанных полимеров, который заключается в том, что в данном способе полимеризации изопрена в присутствии каталитической системы на основе солей РЗЭ, алюминийорганических соединений, алкилалюминийгалогенидов и сопряженного диена поток раствора изопрена в углеводородном растворителе (далее - шихта) охлаждают или нагревают в диапазоне температур от-25 до 50°С, смешивают с каталитической системой и подают в реакционную зону, проводят полимеризацию при температуре 10-50°С до достижения конверсии изопрена 5-30%, завершают полимеризацию при температуре 50-70°С, процесс полимеризации осуществляют непрерывным способом в батарее из последовательно соединенных реакторов, а в качестве каталитических систем используют: 1.
План
Содержание
Введение
1. Аналитический обзор
1.1 Свойства каучука
1.2 Обработка каучука и производство резины
1.3 Твердая резина
1.4 Синтетический каучук
2. Патентный поиск
2.1 Инновационные технологии получения каучука
2.2 Изопреновый каучук и способ его получения RU 2374271