Каучуки доклад по химии кратко

Каучуки – природные или синтетические продукты полимеризации некоторых диеновых углеводородов с сопряженными связями. Важнейшими физическими свойствами каучуков являются эластичность (способность восстанавливать форму) и непроницаемость для воды и газов.

Каучуки – это эластичные высокомолекулярные материалы (эластомеры), из которых методом вулканизации (нагреванием с серой) получают резину.

Особенно важное значение имеют получаемые из непредельных углеводородов полимеры, в том числе искусственные каучуки. Все каучуки делятся на натуральные и синтетические, последние в свою очередь в зависимости от вещества, используемого для синтеза, делятся на бутадиеновый, изопреновый и хлорпреновый каучуки.

Натуральный каучук или гуттаперча

Натуральный каучук получают из латекса – млечного сока гевеи. Чтобы заставить его вытекать, на коре дерева делают V-образные надрезы. Со здорового дерева латекс можно собирать в течение 30 лет. Индейцы назвали его «кау чу», т.е. «слезы дерева».

Сбор каучука с растения гевея

История открытия и применения каучука

Натуральный (природный) каучук по химическому составу представляет собой высокомолекулярный непредельный углеводород состава (С5Н8)n, где n составляет 1000—3000 единиц. При нагревании без доступа воздуха каучук распадается с образованием диенового углеводорода – 2-метилбутадиена-1,3 или изопрена.

Каучук, в котором все элементарные звенья находятся или в цис- , или в транс-конфигурации, называется стереорегулярным.
Видеофильм «Натуральный каучук»
Натуральный каучук – это стереорегулярный полимер, в котором молекулы изопрена соединены друг с другом по схеме 1,4- присоединения с цис-конфигурацией полимерной цепи:
цис-полиизопрен (каучук)
В природных условиях натуральный каучук образуется не путем полимеризации изопрена, а другим, более сложным способом.
Молекулярная масса натурального каучука колеблется в пределах от 7·104 до 2,5·106.
Транс-полимер изопрена также встречается в природе в виде гуттаперчи:

Цис-форма более эластична, т.к. легко скручивается в клубок.

Транс-форма менее эластична, т.к. макромолекулы более вытянуты.

Важнейшее физическое свойство каучука – эластичность, т.е способность обратимо растягиваться под действием даже небольшой силы. Другое важное свойство – непроницаемость для воды и газов. Основной недостаток каучука – чувствительность к высоким и низким температурам. При нагревании каучук размягчается и теряет эластичнсть, а при охлаждении становится хрупким и также теряет эластичность.

Эти недостатки можно преодолеть, если нагреть каучук вместе с серой. Этот процесс называется вулканизацией каучука.

Синтетические каучуки

Первый синтетический каучук, полученный по методу С.В. Лебедева при полимеризации дивинила под действием металлического натрия, представлял собой полимер нерегулярного строения со смешанным типом звеньев 1,2- и 1,4-присоединения:

В пятидесятые годы отечественные ученые осуществили каталитическую стереополимеризацию диеновых углеводородов и получили стереорегулярный каучук (структурные звенья и функциональные группы расположены в пространстве в определенном порядке), близкий по свойствам к натуральному каучуку.
В настоящее время в промышленности выпускают каучук, в котором содержание звеньев изопрена, соединенных в положении 1,4, достигает 99%, тогда как в натуральном каучуке они составляют 98%.
Кроме того, в промышленности получают синтетические каучуки на основе других мономеров – например, изобутилена, хлоропрена, и натуральный каучук утратил свое монопольное положение.
Учебный фильм «Каучук»
Учебный фильм «Каучук»

Вулканизация каучуков

Для улучшения качества натуральных и синтетических каучуков их превращают в резину.
Резина – это вулканизированный каучук с наполнителем (сажа). Суть процесса вулканизации состоит в том, что атомы серы присоединяются к линейным (нитевидным) молекулам каучука по месту двойных связей и как бы сшивают эти молекулы друг с другом дисульфидными мостиками, образуя трехмерный сетчатый полимер:

В результате вулканизации липкий и непрочный каучук превращается в упругую и эластичную резину. Резина прочнее каучука и более устойчива к изменению температуры.

Наполненные активной сажей каучуки в виде резин используют для изготовления автомобильных шин и других резиновых изделий.
Строение резины
В зависимости от количества сшивающего агента (серы) можно получать сетки с различной частотой сшивки.

Для вулканизации каучука берётся немного серы 2 – 3 % от общей массы. Если добавить к каучуку более 30 % серы, то она присоединится по линии разрыва почти всех π–связей и образуется предельно сшитый натуральный каучук – эбонит, который не обладает эластичностью и представляет собой твердый материал.

Наиболее массовое применение каучуков — это производство резин для автомобильных, авиационных и велосипедных шин.
Из каучуков изготавливаются специальные резины огромного разнообразия уплотнений для целей тепло- звуко- воздухо- гидроизоляции разъёмных элементов зданий, в санитарной и вентиляционной технике, в гидравлической, пневматической и вакуумной технике.
Каучуки применяют для электроизоляции, производства медицинских приборов и средств контрацепции.
В ракетной технике синтетические каучуки используются в качестве полимерной основы при изготовлении твёрдого ракетного топлива, в котором они играют роль горючего, а в качестве наполнителя используется порошок селитры (калийной или аммиачной) или перхлората аммония, который в топливе играет роль окислителя.
Изделия из резины
Натуральный каучук
Алкадиены

Доклад на тему Каучук по химии

Каучук – это вещество, имеющее синтетическое или природное происхождение. Он стал настоящим открытием для человека. Впервые о каучуке в натуральном виде стало известно в народе южноамериканских инков, которые применяли его для собственных нужд.

Из него мастерили обувь, тару для переноса жидкости. Однако со временем люди стали понимать, что этот материал недостаточно прочный. В соединении природного каучука с кислородом теряется эластичность, каучук становится менее прочным.

Тем не менее эластичность может повышаться при соединении его с серой.

Так дерево, имеющее название Гевея, из сока которого получали этот материал, стало известно и путешественнику Х. Колумбу после посещения далеких островов. Поначалу натуральный каучук не вызывал особого интереса в народе, так как обладал не всеми необходимыми свойствами.

Но со временем возникла острая необходимость в обработке этого материала. Исследователи вплотную занялись рассмотрением свойств каучука, наблюдая состояние его после нагревания с другими веществами или охлаждения.

Найденный способ, с помощью которого производилась резина, позволила каучуку занять достойное место среди важнейших полезных материалов. Этот процесс получил наименование вулканизация.

Полученный синтетический каучук сыграл огромную роль в вопросе экономии времени. Но главное, что с внедрением его в жизнь людей произошел прыжок в развитии промышленной сферы.

Природный каучук обратил на себя особое внимание за счет изготовления из него резины, которая имеет особенность растягиваться и сжиматься при любых температурных изменениях. Резина имеет огромное значение в разных областях жизнедеятельности человека.

Любая техника, имеющая отношение к автомобильной отрасли, имеет отношение к резине (камеры, покрышки, шины). Среди детских товаров большими партиями стали изготавливать резиновые сапоги, воздушные шары. Каждое действие медицинского работника немыслимо без медицинских резиновых перчаток.

Особое значение в данной отрасли имеет пластырь. Недавнее изобретение, которое дает людям с ограниченными возможностями продлить жизнь – имплантаты. Оно имеет прямое отношение к оздоровлению человека. В ракетном производстве каучук является составляющей для топлива.

Невозможно представить бытовую обстановку человека без изоляции проводов. Иначе говоря, без него не производятся работы по звуко-, тепло-, гидроизоляции.

На сегодняшний день существует немало видов каучука. Каждый из них в зависимости от особенностей имеет свое применение. Однако в натуральном виде он используется гораздо реже, чем после вулканизации.

Таким образом, знание особенностей природного и синтетического каучука делает его востребованным в различных областях.

Вариант №2

Каучук – это натуральный или синтетически произведенный материал, который обладает гибкостью и не пропускает воду.

Каучуки разделяются на природные и эластичные

Природные каучуки можно обнаружить в соке каучуковых деревьев (например, гевея), а также в некоторых видах молочников. Он растворяется в углеводородах и похожих на них веществах. Настоящий каучук не разжижается в воде и спирте.

При температуре 20-25 градусов совершается увядание каучука, и при этом теряются его качество. А вовремя ликвидуса свыше 180 градусов каучук распадается, образуя углеводороды. Высокую пластичность каучуку прибавляют соединения с серой и органическими пероксидами.

Натуральный каучук применяют для создания шин для машин и автомобилей.

Синтетические каучуки

Первые производства каучука началось во время Первой мировой войны в Германии, а в 1915 году началось в России.

Самые популярные изопреновые каучуки, которые получают полимеризацией изопрена вместе с металлическим литием. Изопреновые каучуки больше похожи на природные, потому что они имеют высокую клейкость и упругость.

Каучуки с любыми атомами, кроме углерода и водорода не поддаются воздействию разжижителей, горючих и эфиролей, также они устойчивы к влиянию солнечных лучей, но машинных атрибутов у них намного хуже.

В очень малом количестве делаются тиоколы — полисульфидные каучуки, которые получаются поликонденсацией дигалогеналканов и полисульфидов щелочных металлов.

Утилизация каучука

Самое известное и незаменимое использование каучука – это фабрикация шин для машин, велосипедов, самолетов и вертолетов. Также каучуки применяются для создания изоляционных инструментов.

Например, для воздушной, звуковой, тепловой и изоляции от воды.

Каучуки используют для препарирования средств для обсервации электрического тока, изготовления приборов для врачей и контрацептивных приспособлений.

В ракетном строительстве химические каучуки применяются как полимерный базис во время изготовления ракетного горючего. В этом топливе каучуки участвуют в роли хвороста, а в качестве бекфиллера

10 класс по химии

Каучуки доклад по химии кратко

Сообщение на тему Каучук (доклад по химии)

Каучук – это тугой, но податливый и эластичный материал. Получают его из млечного сока тропических растений. Известно об этом веществе стало во время географических открытий Колумба.

Тогда из Нового Света был привезен небольшой кусочек смолы дерева шарообразной формы. Он отличался необычайной прыгучестью. Такие мячи на берегу реки Амазонки изготавливали индейцы из белоснежного сока растения под названием гевея.

После добывания этого сока из дерева, он твердел на воздухе и становился более темным.

Млечный сок растения гевеи местные использовали для изготовления непромокаемой ткани, обуви, сосудов для воды. Еще из него делали мячи, которые часто использовали не только в играх, но и в религиозных обрядах. Существует предположение, что именно у индейцев майя и ацтеков была позаимствована идея командной игры с использованием мячей, которая стала прообразом популярного ныне футбола.

Появление каучука в Европе долго никак не влияло на развитие промышленности. После того как этот диковинный материал был привезен из Нового света и изучен, он был забыт до восемнадцатого века.

В это время французскими исследователями начался поиск применения этого материала после очередной экспедиции на родину каучука.

В ту пору был изобретен непромокаемый плащ «макинтош», названный в честь изобретателя, а также в моду вошла индейская резиновая обувь — галоши, которые носили в дождливую погоду. Далее была изобретена прорезиненная ткань и материал для крыш домов.

Однако у всех изобретений был один существенный недостаток – в холодную погоду изделия затвердевали и часто растрескивались, а в жаркую погоду материал превращался в липкую массу с неприятным запахом.

Но эту ситуацию в конечном итоге удалось исправить. Случилось это благодаря американцу Чарльзу Нельсону Гудьиру, который методом проб и ошибок искал идеальную формулу для получения хорошего универсального материала, который не реагировал бы на воздействие температур.

И спустя несколько лет удалось добиться нужного результата. Гульдьиру удалось обнаружить, что при добавлении в каучук серы, методом нагревания можно значительно улучшить эластичность, твердость и прочность материала, а также устойчивость к перепадам температур.

На данный момент во всем мире используется именно тот новый материал именуемый резиной, который изобрел Гудьир.

После этого изобретения резиновые изделия завоевали весь мир. Из этого материала изготавливается продукция для самых разных областей применения.

Вариант 2

В мире множество материалов, которые нужны для создания какой – либо вещи. Например, из дерева делается бумага, а из бумаги – книга. Одними из таких материалов являются каучуки. Но что они собой представляют и насколько полезны?

Каучук – это представитель полимеров, которому присуща высокая эластичность и вязкость. Применение данного вещества достаточно велико. Например, из каучуков делают резину для шин автомобилей и велосипедов или звукоизоляции зданий.

Каучук входит в состав паронита – листового материала, используемого для создания прокладочных изделий, обладающие достаточной термостойкостью. Из паронита возможно получить феронит. Еще каучук применяется в медицине, а также как горючее и защиту от электроэнергии.

Существует 2 вида каучуков, и каждый из них стоит рассматривать отдельно.

Первый вид – естественные каучуки.

Считаются углеводородами, имеющие формулу (C5H8)n. Можно получить из латекса и некоторых растений. Был открыт Кондамином. Растворим в тех же углеводородах или хлороформе. Очень плохо растворяется в воде, спиртах и ацетоне. При температуре, равной 20 градусам по Цельсию, каучук взаимодействует с кислородом и частично теряет эластичность.

Если температура больше, чем 200 градусов по Цельсию происходит полное разложение с выделением новых углеводородов. Если данный вид каучука начнет взаимодействовать с серой или пероксидом, то каучук станет намного эластичнее в большом интервале температур. Именно природный вид каучука применяется для получения резины, а также резинового клея.

Второй вид – синтетические каучуки.

Впервые их создали в Германии, когда шла война. Немцы тогда воспользовались английскими набросками. Другое название этого вида – бутадиен.

В нашей стране получение данного материала стало возможным в 1915 году, но уже по технологии русского ученого Остромысленского. А к 1919 году идею подхватили США, причем они делали бутадиен по российским патентам. Эти 3 страны и стали главными производителями бутадиена в то время.

Прочность таких каучуков измерялась в psi – фунт на квадратный дюйм. Например, у США прочность бутадиенов составляла 4000 psi. Всего есть 10 типов искусственных каучуков. У каждого типа свои особенности и функции.

Одни очень липкие, другие сильно нерастворимые и используются как заместители.

Каучуки доклад по химии кратко

Жанна д’Арк
Как известно, практически вся человеческая история является историей войн. Поэтому не удивительно узнавать о таких феноменах как столетняя война (название немного условное, но эта война дейст
Почему нельзя загрязнять воду?
Изначальные запреты загрязнять воду носят религиозный характер и связаны с пониманием священности стихий, тем не менее, там есть и сугубо практическое зерно, которое актуально и для всех совр
Созвездие Весы
Весы относится к созвездиям, которых легко различить на звёздном небе. Наилучшая пора для того, чтобы наблюдать его являются последние месяцы весны. Полностью весы можно увидеть в центральной
Мухомор
Мухомор – это один из самых узнаваемых среди грибов. Своей популярностью он обязан ярко выраженному окрасу – красная шапка, усыпанная белыми пятнами.
Река Кубань
Река Кубань является самой большой рекой в Российской Федерации. Река имеет больше 300 названий на различных языках, но главным считается Кубань. Река является главной кормилицей Краснодарско
Качество образования в школе
Структура современной школы достаточно сложная и изменчивая. Все школы должны конкурировать друг с другом. Доказать, что школа в состоянии обеспечить своих обучающихся качественным образовани

Синтетический каучук

Каучуки доклад по химии кратко

Прошло много лет, когда путешественники привезли мяч из острова Эспаньола. Предмет прыгал после броска, чем удивлял пришельцев. Индейцы называли материал для изготовления эластичного шара «каучук», отсюда и пошло наименование каучуков – эластомеров,природных и синтетических продуктов. Ученые в течение 100 лет трудились над созданием синтетического сырья. По формулам и методам русского химика Лебедева С.В. в 1927 г. был создан синтетический каучук, а в 1932 г. выпущены первые партии резиновой продукции. Сейчас трудно представить промышленность и повседневную жизнь без изделий, получаемых вулканизацией элементов.

Синтетический каучук формула

Синтетические эластомеры принадлежат к высокомолекулярным соединениям, характерной особенностью которых является большой уровень эластичности. Визуально молекулярное строение каучука можно представить в виде углеродных цепей, состоящих из скрученных кубиков. Под воздействием нагрузок они могут вытягиваться и скручиваться.

По основному компоненту, исходному мономеру дано учеными название, разработана химическая формула синтетического каучука:

бутадиенового – CH3=CH-CH=CH3;
дивинилового – CH3=CH-CH=CH3;
хлоропренового – Ch3=C(Cl)-CH=Ch3;
молекула изопрена Ch3=C(Ch4)-CH=Ch3.

Продукция из синтетических материалов по параметрам во многом превышает свойства натуральных веществ. К примеру, предметы плавают и не растворяются в воде из-за меньшей плотности, чем у Н2О.

Получение синтетического каучука

Учеными постоянно совершенствуется синтез искусственных полимеров, чтобы добиться качества большего, чем у природных элементов. Таким примером служат вещества сополимеры:

стирол;
бутадиен;
акрилонитрил.

По такой схеме получал Лебедев синтетический каучук

Когда возникает полимеризация, бутадиен чередуется в цепочке с другим мономером, усиливая свойства. Российские химики создают классические синтетические материалы по свойствам, не уступающим натуральным веществам.

Получение резины происходит посредством вулканизации каучука и его наполнителя – сажи.

Это вид технологического процесса, который позволяет взаимодействовать основному мономеру с реагентом, происходит образование единой пространственной сетки под воздействием молекулярного соединения.

Каучук после вулканизации становится продуктом с большим уровнем:

прочности;
эластичности;
пластичности.

Технология изготовления превращает хрупкое и непрочное вещество в резину, устойчивую к внешним факторам или эбонит с усиленной твердостью.

Производство синтетического каучука

Повышенный спрос на полимерное вещество привел к организации целых отраслей, задействованных на производство сырья. Каучуки разделяют по общему и специальному назначению.

Материалы из первого подразделения идут на выпуск продукции, где необходима эластичность при обычной температуре.

Специальные каучуки выпускают для изделий с экстремальным назначением, на которые будет воздействовать мороз, огонь, озон и кислород.

Применение синтетического каучука

В мире существует широкий ассортимент изделий из искусственного каучука:

изоляционные материалы;
твердое ракетное топливо;
уплотнители;
лаки;
ленты;
покрытия;
шланги;
перчатки;
обувь;
игрушки;
мебель;
ластики.

Среди товаров из синтетических эластомеров лидирует резина для шин транспортных средств. Стоит подчеркнуть использование медицинских пластырей. Каучук соединили с лекарственными веществами и получили удобное, безвредное средство. Но самым важным открытием стала имплантация органов человека:

трахеи;
сердца;
сосудов;
суставов;
нижних и верхних конечностей.

Каждый человек имеет личный опыт применения одежды, автомобильных покрышек или изоляции проводов.

Виды синтетического каучука

Использование каучуков многопрофильное. Производители опираются на особенности каждого вида, созданного изобретателями. К основным относятся синтетические каучуки:

изопреновые;
бутадиеновые;
бутадиен-метилстирольные;
бутилкаучуки;
этиленпропиленовые;
бутадиен-нитрильные;
хлоропреновые;
силоксановые;
фторкаучуки;
тиоколы.

Изопреновый каучук создали в процессе полимеризации изопрена с катализатором. Вещество клейкое и эластичное.

Продукты, в состав которых входят гетератомы стойкие к растворителям, топливу, маслам. Но в них снижены механические свойства.

В массовом производстве большее применение нашли каучуки с содержанием хлорбутадиенов. Тиоколы используют в ограниченных масштабах.

Интересно, что автомобильная промышленность воодушевила ученых на изобретение искусственного каучука. Сока дерева гевеи было недостаточно, чтобы удовлетворить потребности резины. Сейчас популярность синтетического средства вытеснило натуральный продукт, уступающий по многим показателям. В настоящее время существует примерно 30 видов материала, которые разделяются на 220 марок.

Доклад "Каучук"

«Каучук» доклад по химии, кратко изложенный в этой статье, расскажет много полезной информации об этом веществе и поможет подготовиться к занятию.

«Каучук» сообщение по химии

Каучук представляет собой натуральный или синтетический эластомер, который характеризуется водонепроницаемостью, эластичностью и электроизоляционными свойствами. Из него путем вулканизации можно получить эбониты и резины.

Это высокомолекулярный углеводород C5H8 , который содержится в латексе (млечном соке) гевеи, разновидностях одуванчика (кок-сагыза) и иных растениях. Он растворяется в углеводородах, бензоле, сероуглероде, бензине, хлороформе и других его производных. В ацетоне, воде, спирте натуральный каучук не растворяется и не набухает.

При комнатной температуре он присоединяет кислород и происходит старение каучука (окислительная деструкция). В ходе этого уменьшается эластичность и прочность вещества. Когда температура выше 200 °C, то натуральный каучук начинает разлагаться, образовывая низкомолекулярные углеводороды.

При взаимодействии с хлористой серой, серой, органическими пероксидами начинают соединяться макромолекулярные связи с последующим образованием сетчатых структур. Так каучук стает очень эластичным. В дальнейшем его перерабатывают в резину, так как в сыром виде он используется только в 1% случаев.

В промышленных масштабах его производят в Малайзии, Индонезии и Вьетнаме.

Первый синтетический каучук, имевший промышленное значение – дивиниловый (полибутадиеновый) каучук, который производился по синтезному методу С. В. Лебедева.

Он подразумевал анионную полимеризацию жидкого бутадиена в присутствии натрия. Изопреновые каучуки получают путем полимеризации изопрена катализаторами — перекисными соединениями, металлическим литием.

Они характеризуются высокой клейкостью.

Также существуют каучуки с гетероатомами – стойкие к действию топлив, растворителей и масел, устойчивы к солнечному свету. А вот механические свойства желают лучшего. Самые распространенные каучуки такого типа – хлопкопреновые.

Впервые синтетический каучук в масштабном производстве стал выпускаться в СССР.

Выделяют такие типы синтетических каучуков: изопреновый, бутадиеновый, бутадиен-метилстирольный, бутилкаучук, этилен-пропиленовый, бутадиен-нитрильный, хлоропреновый, силоксановый каучуки, тиоколы, фторкаучуки.

Применения каучука

Для производства резин для авиационных, автомобильных и велосипедных шин. Из него изготавливают специальные резины разных уплотнений для целей звуко- воздухо- тепло- гидроизоляции разъемных элементов зданий, в вентиляционной и санитарной технике, в пневматической, вакуумной и гидравлической технике.
Для производства медицинских приборов.
Для электроизоляции.
Для производства средств контрацепции.
В ракетной технике используются как полимерная основа для изготовления ракетного твердого топлива. Они являются горючим материалом и окислителем.

Надеемся, что сообщение на тему «Каучуки» помогло Вам подготовиться к занятию.

А рассказ о каучуке Вы можете оставить через форму комментариев ниже.

Что такое каучук

Каучук — это эластичная масса, основное сырье для изготовления резиновых изделий. Каучук получают из растений или синтетическим способом.

Почти весь каучук, появляющийся на мировом рынке, получается путем подсочки и собирания вытекающего латекса (млечного сока) из гевеи.

В коре ствола делаются косые надрезы, ниже которых подставляют чашечки, куда стекает латекс. Процесс вытекания латекса продолжается примерно 1,5 часа.

Для предохранения от преждевременного свертывания к латексу прибавляют формалин, гидросернистый натрий и тому подобные. Содержание каучука в латексе зависит от многих обстоятельств: от возраста деревьев, от свойств почвы, от времени года, от времени подсочки, от погоды, от чистоты подсочки и так далее.

Удельный вес латекса (при содержании 35 г в 100 см3) — 0,9794. При этом вязкость свежего латекса при 30 градусах Цельсия равна 12—15 (по сравнению с вязкостью воды).

При хранении латекса вязкость понижается; в присутствии аммиака она уменьшается почти вдвое.

Концентрация у свежего латекса водородных ионов — от 5,8 до 6,4; при хранении она падает; самостоятельное свертывание латекса наступает при концентрации водородных ионов в 4,8—5,6.

Разность потенциалов между окружающей жидкостью и поверхностью частиц (латекс с аммиаком) равна 35 m V. Размер каучуковых частиц изменяется от 0,5 до 5 мк. В латексе с 35% каучука количество капель в 1 см3 составляет около 200 млн.

Капли каучука находятся в броуновском движении. Частицы каучука в латексе бывают различной формы. Мелкие частицы в латексе гевеи имеют вид шариков, более крупные — грушевидны, а самые крупные кроме того имеют хвостообразные отростки.

Эластомерный синтетический каучук

Где применяют каучук и резину

Каучук и изделия из него имеют огромное значение в промышленности и в повседневной жизни. В чистом виде каучук применяется очень редко и в основном находит применение в виде резины. Сейчас резиновые изделия встречаются практически на каждом шагу, но до XVIII века каучук не мог найти себе применения.

Его применение началось с изобретения школьной принадлежности — гуммиластик, который использовали для того чтобы стирать карандашные надписи. Ученым и изобретателям понравился эластичный материал и далее были изобретены подтяжки и резиновые нити. Сумасшедшую популярность каучук получил после изобретения шотландца Ч. Макинтоша.

Он проложил тонкий пласт каучука между слоями ткани и получил таким образом непромокаемую ткань. Плащи из такого материала стали называть по имени изобретателя — макинтошами. Однако дальнейшие попытки найти применение каучуку не приводили к успеху. Изделия из каучука трескались на холоде, а на жаре плавились, источая ужасный запах.

Так и забыли бы мы этот удивительный материал, если бы не любознательность американского изобретателя Чарлза Гудьира.

Гудьир посвятил множество лет в поисках избавления каучука от отрицательных качеств.

Для этого он добавлял в чистый каучук всё что было под рукой: песок, соль, перец… И наконец, сера, добавленная в каучук, привела изобретателя к успеху! Он заметил, что при добавлении серы к каучуку образуется новый материал, который обладает приемлемой прочностью и температурной устойчивостью, сохраняя при этом свою эластичность. Полученный материал был назван резиной, а процесс получения резины — вулканизацией каучука.

Свойства нового материала стали объектом пристального изучения многих ученых и достаточно скоро и процесс вулканизации и само качество резины были значительно улучшены, что положило начало настоящему резиновому буму! Сейчас невозможно назвать ни одной отрасли промышленности и народного хозяйства, где бы не применялась резина. Из резины делают обувь, игрушки, автомобильные шины, электроизоляцию, конвейерные ленты, латексные перчатки и многое-многое другое!

Применение каучука в производстве автомобильных шин

История открытия натурального каучука

Государственное автономное профессиональное
образовательное учреждение Саратовской области
«Энгельсский политехникум»
История открытия натурального каучука
Авторы работы: обучающиеся 1 курса
ГАПОУ СО «Энгельсский политехникум»
Иванова Екатерина, Прудникова Евгения,
Шарапов Алексей
Руководитель: преподаватель химии
Марчукова Оксана Юрьевна
г.Энгельс
2017 год
Содержание

Введение……………………………………………………………………………………………..3

1. История открытия натурального каучука………………………………………………………4

2. Каучук в природе…………………………………………………………………………………6

3. Состав и строение натурального каучука………………………………………………………7

4. Физические свойства натурального каучука………………………………………………..…8

5. Химические свойства натурального каучука…………………………………………………..9

6. Вулканизация – процесс получения резины из каучука…………………………………..…10

7. Резина и ее применение в промышленных товарах………………………………………….11

8. Синтетический каучук………………………………………………………………………….12

Заключение………………………………………………………………..……………………….13

Список используемой литературы………………………..………………………………………14

Введение

Каучук существует столько лет, сколько и сама природа. Окаменелые остатки каучуконосных деревьев, которые были найдены, имеют возраст около трёх миллионов лет.

Индейцы Центральной и Южной Америки придумали, как можно использовать каучук в хозяйстве. Они пропитывали млечным соком лодки, корзины, одежду, чтобы те не пропускали воду. Природный каучук стал известен в Европе в конце ХV в., но не находил широкого применения до 1839 г., пока из натурального каучука не получили другой эластичный материал резину.

Много непродовольственных товаров изготовлено из резины полученной на основе природного или синтетического каучука: обувные товары, игрушки, спорттовары, товары для транспорта…

В технике из каучуков изготовляют шины для автотранспорта, самолётов, велосипедов каучуки применяют в военной промышленности, для электроизоляции, а также для производства медицинских приборов.

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.

Основным каучуконосом является дерево Гевея, произрастающее в Центральной и Южной Америке. Целью нашей работы стало: изучение истории открытия натурального каучука и его свойств, получение каучука в лабораторных условиях.

Задачи:

Изучить теоретический материал, связанный с выбранной темой.
Изучить способы получения и свойства натурального каучука.

История открытия натурального каучука.

Каучук существует столько лет, сколько и сама природа. Окаменелые остатки каучуконосных деревьев, которые были найдены, имеют возраст около трёх миллионов лет. Каучуковые шары из сырой резины найдены среди руин цивилизаций инков и майя в Центральной и Южной Америке, возраст этих шаров не менее 900 лет.

Родина каучука — Центральная и Южная Америка. По беpeгaм реки Амазонки, во влажных жарких тропиках растет необычное дерево, которое называется бразильская гевея (Неиеа brasilieпsis). 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. Латекс содержит примерно 30% натурального полимера, крохотные частички которого находятся во взвешенном состоянии в воде, образуя эмульсию. Аналогичную эмульсию представляет собой молоко — в нем мельчайшие капельки жира взвешены в водном растворе.

Сок дерева гевеи туземцы назвали каучук (это название берет свое начало от двух индейских слов: сао – дерево и Сhи — течь, плакать), что можно перевести как «слезы дерева». Уже в ХV в. индейцы придумали, как можно использовать каучук в хозяйстве. Они пропитывали млечным соком лодки, корзины, одежду, чтобы те не пропускали воду.

«Из каучука стали изготавливать факелы, которые долго и равномерно сгорали, распространяя приятный запах. Если каучуком обмазать глиняную бутылку, а затем, после затвердевания полимера, разбить и вынуть через горловое отверстие глиняныe черепки, то получится легкая и: небьющаяся емкость, для различных, жидкостей.

Аналогичным способом туземцы научились изготавливать даже каучуковую обувь.

Первое знакомство европейцев с натуральным каучуком произошло почти пять веков назад.

В 1493 году корабль Христофора Колумба во время второго путешествия в Америку пристал к острову, названному именем Эспаньола (Гаити).

Высадившись на берег, испанцы были удивлены весёлой игрой индейцев, похожей на наш баскетбол. Они в такт песне подбрасывали чёрные шары, которые, упав на землю, делали, словно живые, высокие и забавные прыжки. Взяв эти шары в руки, испанцы нашли, что они довольно тяжелы, липки и пахнут дымом.

В первой половине ХVIII в. образцы, каучука попали в Европу. Такой эластичный материал в то время могла создавать только природа. Открывались все новые свойства необычного вещества. Из него можно было изготавливать шары, подпрыгивающие при ударе (аналоги современных мячей). Оказалось, что каучук хорошо стирает рисунок или текст, выполненный карандашом.

В 1823г. английский химик, член Лондонского королевского общества Чарлз Макинтош запатентовал свое изобретение. Он придумал непромокаемую ткань, состоящую из двух слоев материи, соединенных раствором; каучука в специальном растворителе.

Изобретатель наладил производство из новой ткани плащей, которые получили название «макинтош». Примерно в то же время было налажено производство из каучука галош, а в Петербурге в 1832 г.

построена первая фабрика по производству обуви с каучуковым покрытием.

Однако новый материал имел большой недостаток: он сохранял свои полезные свойства только в узком интервале температур. На морозе каучук становился хрупким, а на солнце, мягким и липким. Химики стали искать способ, как улучшить свойства натурального каучука.

«Первый шаг сделал немецкий химик Людерсдорф. Он обнаружил, что каучук, обработанный раствором серы в скипидаре, становится более устойчивым. Это открытие было сделано в 1832 г. Почти в то же время американец Хейворд установил, что свойства каучука улучшаются, если в него добавить серу; такой материал, например, не делается липким на солнце.

Этим заинтересовался Ч. Гудьир, торговавший различными товарами, в том числе и пластинками каучука. Чтобы пластинки не слипались, он пересыпал их серой. Гудьир пытался выяснить, как влияют добавки серы на свойства каучука. Оказалось, что тот действительно терял липкость, но только в поверхностном, слое, внутри же масса оставалась прежней.

Счастливый случай помог этому предприимчивому человеку. Однажды Гудьир уронил пластинку каучука на печь. Обжигая руки, схватил пластинку и стал ее мять, чтобы убедиться, не испортилась ли она. Каково же было его удивление, когда он обнаружил, что пластинка не только не липла, но стала упругой и эластичной.

Дальнейшие опыты помогли Гудьиру окончательно решить проблему. Так в 1839 г. была oткpытa вулканизация каучука — процесс, который и в настоящее время широко при меняется в промышленности. Независимо от Гудьира англичанин Т. Гэнкок в 1843 г.

открыл аналогичный способ, который именно он и назвал вулканизацией (по имени Вулкана – древнеримского бога подземного огня), а новый продукт — резиной (от лат. resiпa – смола)».

В 1843 году Гэнкок независимо от Гудьира так же нашёл способ вулканизировать каучук погружением его в расплавленную серу, а несколько позднее Паркс открыл возможность получения резины обработкой каучука раствором полухлористой серы (холодная вулканизация).

Англичанин Роберт Вильям Томсон, который в 1846 году изобрёл «патентованные воздушные колеса» и ирландский ветеринар Джон Бойд Денлоб, натянувший каучуковую трубку на колесо велосипеда своего маленького сына, не подозревали, что этим положили начало применению каучука в шинной промышленности.

С открытием процесса вулканизации потребность в каучуке резко возросла. Экономика ведущих европейских стран не могла смириться с монополией латиноамериканских государств на поставку природного сырья. Внимание капиталистов всех стран обратилось на добычу каучука.

Природных ресурсов натурального каучука недостаточно для того, чтобы полностью удовлетворить быстрорастущую потребность в нём. В настоящее время во всё возрастающих масштабах производится синтетический каучук.

Натуральные и синтетические каучуки используются преимущественно в виде резины, так как она обладает значительно более высокой прочностью, эластичность и рядом других ценных свойств.

В России первое крупное предприятие резиновой промышленности было основано в Петербурге в 1860 году, впоследствии названное «Треугольником» (с 1922 года «Красный треугольник»). За ним были основаны и другие русские заводы резиновых изделий: «Каучук» и «Богатырь» в Москве, «Проводник» в Риге и другие.

Быстро стали множиться по всему миру заводы и фабрики бытовых резиновых изделий, сильно возрос спрос на каучук в связи с развитием транспорта, особенно в автомобильной промышленности.

Во многих странах в начале 20 в. исследовались местные виды растений. В Советском Союзе систематический поиск растений-каучуконосов предпринимался в 1930-х, общий список таких растений составил 903 вида.

Наиболее эффективные каучуконосы, в частности Тянь-Шанский одуванчик кок-сагыз, выращивали на полях России, Украины, Казахстана, работали заводы по выделению каучука, который по качеству считался не уступающим каучуку из гевеи.

В конце 1950-х с увеличением производства синтетического каучука возделывание одуванчика-каучуконоса было прекращено.

С появлением технологии производства синтетических каучуков, резиновая промышленность перестала быть всецело зависимой от природного каучука, однако синтетический каучук не вытеснил природный, объем производства которого по-прежнему возрастает, а доля натурального каучука в общем объеме производства каучука составляет 30%. Ведущие мировые производители натурального каучука – страны Юго-Восточной Азии (Таиланд, Индонезия, Малайзия, Вьетнам, Китай).

2. Каучук в природе.

Природный каучук встречается в очень многих растениях, не составляющих одного определённого ботанического семейства. В зависимости от того, в каких тканях накапливается каучук, каучуконосные растения делят на:
паренхимные — каучук в корнях и стеблях;
хлоренхимные — каучук в листьях и зелёных тканях молодых побегов;
латексные — каучук в млечном соке.
Среди травянистых растений России есть всем знакомые одуванчик, полынь и молочай, которые тоже содержат млечный сок.
Промышленное значение имеют латексные деревья, которые не только накапливают каучук в большом количестве, но и легко его отдают; из них наиважнейшее — гевея бразильская (Hevea brasiliensis), дающая по разным оценкам от 90 до 96% мирового производства натурального каучука.

Сырой каучук из других растительных источников обычно засорён примесями смол, которые должны быть удалены. Такие сырые каучуки содержат гуттаперчу — продукт некоторых тропических деревьев семейства сапотовых (Sapotaceae).

В течение второй мировой войны (1939-1945) по экономическим причинам были культивированы другие, нетропические источники каучука: гуайуль (guayule) мексиканского происхождения, а также одуванчик кок-сагыз (Taraxatum kok-saghyz), произрастающий на территории Западного Туркестана.

Каучуконосы лучше всего произрастают не далее 10° от экватора на север и юг. Поэтому эта полоса шириной 1300 километров по обе стороны от экватора известна как «каучуковый пояс».

Дело в том, что для каучуконосов требуется очень тёплый и влажный климат и плодородная почва. Развитие автомобильной промышленности значительно повысило потребности в резине и, соответственно, в каучуке. Поэтому появились новые плантации гевей: молодые деревца из Южной Америки посадили в Малайзии, на Шри-Ланке и в Индонезии. Они отлично прижились и дают большой урожай.

Из 20 видов каучуконосных деревьев, произрастающих в Бразилии, лучшим деревом, дающим каучук, является бразильская гевея. Это высокое стройное дерево может достигать 45 метров в высоту при 2,5 — 2,8 м в обхвате. Каучук в гевеи содержится в млечном соке, распределённом в млечных каналах, которые образуют в стволе концентрические кольца.

Для сбора латекса с деревьев на коре делается диагональный остроугольный надрез, вершиной угла направленный вниз, затем надрез расширяют до 0,3—0,5 от окружности ствола. Из надреза выделяется латекс и стекает в небольшую чашу. С каждого надреза получается около 30 мл латекса.

Только около 33% латекса составляет каучук, 66% вода и около 1% другие вещества. После этого обычно на следующий день ниже первоначального надреза обдирается тонкая полоска коры, чтобы получить новый сок.

Когда надрезы достигают поверхности земли, ствол оставляют в покое, чтобы он смог восстановить кору на дереве перед новой подсочкой. На 1 гектаре высаживается около 250 деревьев, в год с 1 гектара получают около 450 кг сухого необработанного каучука.

Со специально выведенных высокоурожайных деревьев можно получить 2225 кг с гектара в год, были разработаны опытные деревья с урожайностью до 3335 кг с гектара в год.

Полученный латекс растягивают, разбавляют водой и подвергают коагуляции путём обработки кислотой, или нагреванием, чтобы частицы каучука в латексе сцепились друг с другом. Затем производят протягивание между валиками, придавая листам толщину 0,25 дюйма (0,6 см), полученные листы высушивают путём обдувания сухим тёплым воздухом или дымом, и отправляют на погрузку.

3. Состав и строение натурального каучука.

Качественный анализ показывает, что каучук состоит из двух элементов – углерода и водорода, то есть относится к классу углеводородов.

Первоначально формула каучука была принята С5Н8, но она слишком проста для такого сложного вещества, как каучук. Каучук, следовательно, природный полимер.

В натуральном каучуке содержится 91–96% углеводорода полиизопрена (C5H8)n, а также белки и аминокислоты, жирные кислоты, каротин, небольшие количества солей меди, марганца, железа и др. примеси.