Презентация - Природный каучук

Природный каучук
Работу выполнила ученица 10 А класса Егорова Ольга Преподаватель: Жадан Оксана Сергеевна
МАОУ «Лицей № 4» г. Рязани
2015 г.

Определение
Каучу́ки — натуральные или синтетические эластомеры, характеризующиеся эластичностью, водонепроницаемостью и электроизоляционными свойствами, из которых путём вулканизации получают резины и эбониты. Многие растения содержат продукты ди-, три - и полимеризации сопряженных алкадиенов, прежде всего, изопрена (2-метилбутадиена-1,3). Природный полимер изопрена – это натуральный каучук (НК).

История открытия каучука
Моряки Колумба, отправившиеся на поиски стран в надежде найти несметные сокровища, золото и драгоценные камни и представить себе не могли, что среди их находок едва ли не самое главное значение имели образцы привезенного в Европу натурального каучука.

Слово «каучук» происходит от индейских слов «кау»- дерево и «учу»- течь, плакать, т.е. буквально означает «слезы дерева». Есть такие деревья, которые действительно как бы плачут, когда надрезают их кору. Слезы у дерева белые, как молоко. Конечно, это не слезы, а млечный сок - по-испански «латекс». Его собирают из надрезов коры тропического каучуконосного дерева бразильской гевеи. Высота гевеи может достигать 30 м., а диаметр ствола- 3м. Млечный сок, содержащий каучук заключен в млечных сосудах, образующих систему, расположенную под корой дерева. Добычу каучука начинают после достижения деревом возраста 5-7 лет. На воздухе латока сравнительно быстро свертывается и превращается в темный смолообразный продукт- каучук. Самая «урожайная» гевея дает в день всего 20 г. своих «слез». В год от одного дерева можно получить 2-3 кг. каучука.

В 1493 г. Христофор Колумб увидел на острове Гаити туземцев, игравших в мяч. Хотя это казалось невероятным, но, ударяясь о землю, мяч высоко подскакивал в воздух. Колумб привез несколько образцов этого удивительного вещества в Европу, но в то время им никто не заинтересовался. Он долгое время хранился в кунсткамере (собрание редкостей) при дворе испанского короля. Позднее обнаружилось, что этот материал обладает замечательными свойствами: он эластичен и прочен, газо- и водонепроницаем, устойчив к истиранию, обладает электроизоляционными свойствами. Во Франции научились делать подтяжки и подвески из каучуковых нитей, а в Англии один из фабрикантов по имени Макентош изготовил непромокаемый плащ, положив слой каучука между двумя слоями ткани. Однако, промышленность каучука, едва начав развиваться, зашла в тупик: каучуковые вещи оказались нестойкими к изменению температуры.

В 40-х годах 19 века было обнаружено, что каучук, нагретый с серой, резко изменяет свойства: теряет липкость, сохраняя при этом прочность и эластичность, и, что самое главное, становится стойким к изменениям температуры. Новый продукт был назван резиной, а процесс превращения сырого каучука в резину - вулканизацией.

Производство каучука
В 1876 году англичане обманным путем вывезли из Бразилии 70 тысяч семян гевеи и создали первые каучуковые плантации в своих колониях в юго-восточной Азии. В 1900 году на рынок были выпущены первые 4 тонны каучука, полученные из культурной гевеи. Перед второй мировой войной площадь, занятая под плантации гевеи, составляла уже более 3,5 млн. га.

В 1926 году советское правительство объявило конкурс на лучший способ получения синтетического каучука. По условиям конкурса к 1 январю 1928 года должны быть представлены описания технологии получения каучука из доступного сырья, схема заводского производства и 2 кг. продукта. С этой задачей справилась группа ленинградских ученых под руководством профессора военно-медицинской академии С.В. Лебедева. Еще в 1914 г. он был награжден золотой медалью Российской академии наук за исследования в области полимеризации диеновых углеводородов. Химики во главе с Лебедевым предложили метод синтеза каучукоподобного материала полимеризацией бутадиена 1,3, который они получили из этилового спирта.

В 1926 году советское правительство объявило конкурс на лучший способ получения синтетического каучука. По условиям конкурса к 1 январю 1928 года должны быть представлены описания технологии получения каучука из доступного сырья, схема заводского производства и 2 кг. продукта. С этой задачей справилась группа ленинградских ученых под руководством профессора военно-медицинской академии С.В. Лебедева. Еще в 1914 г. он был награжден золотой медалью Российской академии наук за исследования в области полимеризации диеновых углеводородов. Химики во главе с Лебедевым предложили метод синтеза каучукоподобного материала полимеризацией бутадиена 1,3, который они получили из этилового спирта.

В 1930 г. в Ленинграде впервые в мире было создано промышленное производство синтетического каучука. За рубежом подобные предприятия появились позже: в Германии - в 1938 году, в США – в 1942 году. Сейчас известны и производятся в промышленных масштабах каучуки разных сортов. Крупнейшее в Европе производственное объединение «Нижнекамскнефтехим» знают во всех уголках планеты как производителя синтетического каучука. Здесь действуют комплексы по производству изопренового каучука, дивинила, бутилкаучука, этиленпропиленового каучука. По этиленопроводу этилен из Нижнекамска поступает на крупнейшее в стране производство полиэтилена в ПО «Оргсинтез». Наибольшим спросом у зарубежных потребителей пользуются каучуки, которые экспортируются в ФРГ, Японию, Польшу, Китай.

В наше время сырьем для производства синтетического каучука служат нефть и природный газ. Больше половины мирового производства синтетического каучука расходуется на производство шин. Но резина не долговечный материал, она подвержена старению. Атомы серы постепенно переходят в окружающую среду, что приводит к разрушению молекул резины. Старую резину в больших количествах выбрасывают или сжигают. Наиболее экологичный способ утилизации старой резины - использование ее при строительстве дорог. В смеси с цементом, силикатом Nа и др. веществами резиновая крошка образует покрытие, которое прочнее и надежнее асфальтового.

Строение натурального каучука и его изомеров
Макромолекула натурального каучука состоит из макромолекул изопрена. Процесс полимеризации изопрена можно изобразить так: CH2 = C - CH = CH2 + CH2 = C - CH = CH2 + ...→ | | CH3 CH3

- CH2- группы находятся по одну сторону двойных связей. Такое пространственное строение молекул полимеров называется стереорегулярным. Именно такое строение молекул придает натуральному каучуку эластичность. В состав природного каучука будет входить: 1. углеводород полиизопрен-91,9% 2. белки и аминокислоты- 2,2-3,8% 3. высшие органические кислоты- 1,5 – 4% 4. металлы побочных подгрупп- медь до 0,0008% -железо до 0,01% - марганец до 0, 001% 5. вода.

Физические свойства природного каучука.
Натуральный каучук нерастворим в воде, зато хорошо растворяется в большинстве органических растворителей. Молекулы каучука закручены в клубки. При нагрузках они вытягиваются, при снятии нагрузки сворачиваются обратно. Т. е. каучук может подвергаться обратимой деформации (обладает эластичностью).

Вулканизация каучука
Каучук нагревают с серой. Рис. 2. При этом макромолекулы каучука «сшиваются» друг с другом серными мостиками. Из отдельных макромолекул каучука образуется единая трехмерная пространственная сетка.
Изделие из полученного материала – резины – прочнее, чем из каучука, и оно сохраняет свою эластичность в широком интервале температур.

Значение каучука в нашей жизни
Тысячелетиями люди жили, не зная каучука. Современная техника уже не та, что прежде. И где бы не шумел мотор: в небе ли на самолете, на земле ли в автомобиле или в подлодке – везде и всюду необходим каучук. Средний расход каучука на 1 самолет превышает 600 кг. Но еще больше, чем в небе, нужен каучук на земле. Десятки миллионов автомобилей день и ночь стучат по дорогам земного шара. До второй мировой войны автотранспорт поглощал свыше трех четвертей всей мировой добычи каучука. Около миллиона тонн! Во время войны он требует еще больше каучука. Танки, бронеавтомобили, самоходные пушки, тяжелые орудия, зенитные батареи движутся на резиновых шинах. Вес шин на германском «Тигре» 600кг. Перечень резиновых изделий, без которых нельзя воевать, бесконечен: противогазы, резиновые подошвы для армейских сапог, резиновые плащ-палатки. Каучук необходим для войны. Но каучук не менее важен и в мирное время. Резиновые грелки, резиновые пузыри для льда, кислородные подушки, хирургические перчатки, трубки для переливания крови и десятки других резиновых изделий, так нужных медицине. Промышленность, транспорт требуют сотни миллионов резиновых изделий. Требуется каучук и для производства резиновых калош, сапог, бесчисленных изделий санитарии и гигиены, детских игрушек. Всего не перечислишь. Без каучука современный человек сразу бы лишился всех благ цивилизации: авиации, автотранспорта, связи удобной одежды и обуви, телевидения, радио и многого другого

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ