На сайте 100500 рефератов в 150 категориях	Искать реферат
Рефераты на 5 с плюсом С нашим сайтом написать реферат проще простого

Каучук и резина

Категория: Физика, Астрономия

версия для печати

Страница: [1] [2]

КАУЧУК И РЕЗИНА

Каучук — вещество, получаемое из каучуконосных растений, растущих в тропиках и содержащих молочную жидкость (латекс) в корнях, стволе, ветвях, листьях плодах либо под корой. Резина — продукт вулканизации композиций на основе каучука. Латекс не является соком растения, и его роль в жизнедеятельности растения до конца не выяснена. Латекссодержит частицы, выделяемые путем коагуляции в виде сплошной упругой массы, называемой сырым, или необработанным, каучуком.

источников натурального каучука

СВОЙСТВА КАУЧУКА

Сырой каучук, предназначенный для последующего промышленного применения, является плотным аморфным эластичным материалом с удельной массой 0,91-0,92 г/см3 и показателемпреломления 1,5191. Его состав неодинаков для различных латексов и методов приготовления на плантации. Результаты типичного анализа представлены в таблице.

Состав (%) двух типов сырого каучука

Компонент Копченый письмо Светлый креп

Влага 0,6 0,4

Ацетонорозчинний материальный 2,9 2,9

Белки 2,8 2,8

Зола 0,4 0,3

Водорастворимыйматериальный 1,0 1,0

Сложные эфир, не растворяются в ацетоне 1,0 1,0

Углеводород каучука 91,3 91,6

100 100 < br>
Углеводород каучука — это полиизопрен, углеводородное полимерное химическое соединение, имеющее общую формулу (C5H8) n. Как именно в дереве синтезируется углеводород каучука, неизвестно. Невулканизованный каучук становится мягкими липким в теплую погоду и хрупким — в холодную. При нагревании 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 соляной (HCl) кислотой с образованиемгидрохлорида каучука, а также с хлором по механизмам присоединения и замещения с образованием хлорированного каучука. Атмосферный кислород действует на каучук медленно, делая его твердым и хрупким; озон делает то же самое быстрее. Сильные окислители, например азотная кислота, перманганат калия и перекись водорода, окисляют каучук. Он устойчив к действию щелочей и умеренносильных кислот. Каучук реагирует также с водородом, серой, серной 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, хлороформеи других галогенсодержащих растворителях, образуя вязкую массу, которая применяется в качестве клея.

Углеводород каучука присутствует в латексе в виде суспензии мелких частиц, размер которых составляет от 0,1 до 0,5 мкм. Самые крупные частицы видны через ультрамикроскоп: они находятся в состоянии непрерывного движения, что может служить иллюстрацией явления броуновскогодвижения.

Каждая каучуковая доля несет отрицательный заряд. Если через латекс пропускать ток, то такие частицы будут двигаться к положительному электроду (аноду) и осаждаться на нем. Это явление используется в промышленности для нанесения покрытий на металлические предметы. На поверхности каучуковых частиц присутствуют адсорбированные белки, препятствующие сближениюлатексных частиц и их коагуляции. Заменяя вещество, адсорбированная на поверхности частицы, можно изменить знак ее заряда, и тогда каучуковые частицы будут оседать на катоде.

Каучук обладает двумя важными свойствами, которые обусловливают его промышленное применение. В вулканизованном состоянии он упруг и после растяжения принимает первоначальную форму; в невулканизованномсостоянии он пластичен, т.е. течет под воздействием тепла или давления.

Одно свойство каучуков уникально: при растяжении они нагреваются, а при сжатии — охлаждаются. Наоборот, при нагревании каучук сжимается, а при охлаждении — расширяется, демонстрируя явление, названное эффектом Джоуля. При растяжении на несколько сот процентов молекулы каучукаориентируются до такой степени, что его волокна дают рентгенограмму, свойственную кристаллу. Молекулы каучука, добытого из гевеи, имеют цис-конфигурацию, а молекулы балаты и гуттаперчи — транс-конфигурацию. Будучи плохим проводником электричества, каучук используется и как электрический изолятор.

ОБРАБОТКА КАУЧУКА И ПРОИЗВОДСТВО РЕЗИНЫ

Пластикация.Одно из важнейших свойств каучука — пластичность — используется в производстве резиновых изделий. Чтобы смешать каучук с другими ингредиентами резиновой смеси, его нужно сначала смягчает, или пластикують, путем механической или термической обработки. Этот процесс называется пластикации каучука. Открытие Т. Хэнкоком в 1820 году возможностей пластикациикаучука имело огромное значение для резиновой промышленности. Его пластикатор состоял из шипованного ротора в шипованной полом цилиндре; это устройство имело ручной привод. В современной резиновой промышленности используются три типа подобных машин для ввода других компонентов резиновой смеси в каучук. Это — каучукотерка, смеситель Бенберии пластикатор Гордона.

Использование грануляторов — машин, которые разрезают каучук на маленькие гранулы или пластинки одинаковых размеров и форм, — облегчает операции по дозировке и управлению процессом обработки каучука. каучук подается в гранулятор по выходе из пластикатора. Гранулы, выходящие, смешиваются с углеродной сажей и маслами в смесителе Бенбери,образуя маточную смесь, которая также гранулируется. После обработки в смесителе Бенбери производится смешивание с вулканизуючимы веществами, серой и ускорителями вулканизации.

Приготовление резиновой смеси. Химическое соединение только из каучука и серы имело бы ограниченное практическое применение. Чтобы улучшить физические свойства каучука и сделать его болеепригодным для эксплуатации в различных применениях, необходимо модифицировать его свойства путем добавления других веществ. Все вещества, смешиваемые с каучуком перед вулканизацией, включая серу, называются ингредиентами резиновой смеси. Они вызывают как химические, так и физические изменения в каучуке. Их назначение — модифицировать твердость, прочностьи ударную вязкость и увеличить стойкость к истиранию, маслам, кислороду, химическим растворителям, теплу и растрескиванию. Для изготовления резин разных применений используются различные составы.

Ускорители и активаторы. Некоторые химически активные вещества, называемые ускорителями, при использовании вместе с серой уменьшают время вулканизации и улучшают физическиесвойства каучука. Примерами неорганических ускорителей являются свинцовые белила, свинцовый глет (монооксид свинца), известь и магнезия (окись магния). Органические ускорители гораздо более активны и являются важной частью почти любой резиновой смеси. Они вводятся в смесь в относительно малой доле: обычно бывает достаточно от 0,5 до 1,0 части на 100 частейкаучука. Большинство ускорителей полностью проявляет свою эффективность в присутствии активаторов, таких, как окись цинка, а для некоторых требуется органическая кислота, например стеариновая. Поэтому современные рецептуры резиновых смесей обычно включают окись цинка и стеариновую кислоту.

Смягчители и пластификаторы. Помьякщувачи и пластификаторы обычно используютсядля сокращения времени приготовления резиновой смеси и понижения температуры процесса. Они также способствуют дисперсии ингредиентов смеси, вызывая набухание или растворение каучука. Типичными смягчителями есть парафиновая и растительное масла, воски, олеииновая и стеариновая кислоты, хвойная смола, каменноугольная смола и канифоль.

упрочняющие наполнители. Некоторыевещества усиливают каучук, придавая ему прочность и сопротивляемость износу. Они называются упрочняющими наполнителями. Углеродистая (газовая) сажа в тонко измельченной форме — наиболее распространенный упрочняющий наполнитель; относительно дешевый и является одним из самых эффективных веществ такого рода. Протекторная резина автомобильной шины содержит приблизительно 45 частей углероднойсажи на 100 частей каучука.

Другими широко используемыми упрочняющими наполнителями являются окись цинка, карбонат магния, кремнезем, карбонат кальция и некоторые глины, однако все они менее эффективны, чем газовая сажа.

Страница: [1] [2]

версия для печати