Какой неметалл используют для изготовления резины

Какой неметалл используют для изготовления резины

Тесты по химии 10 класс. Тема: “Каучук”

Правильный вариант ответа отмечен знаком +

1. Природный каучук – это полимер…:

2. Чтобы предотвратить окисление каучука, только что добытого из сока растений, и размножение в нём бактерий, его обрабатывают разбавленными растворами кислот:

3. Какое соединение является мономером дивинилового каучука?

4. Как меняется каучук при 50°C?

– становится хрупким, непрозрачным

+ становится пластичным, липким

– становится смолистым, жидким

5. Какое строение имеет макромолекула каучуков?

6. Искусственный каучук впервые был получен в … году.

7. Второе название каучука – бразильская …:

8. Какой ученый синтезировал каучук?

9. Какой тип синтетического каучука используется в производстве трубопроводов с целью перекачки нефти и нефтепродуктов?

тест 10. Основу натурального каучука составляет:

11. Определите реагенты Х и Y в цепочке химических превращений крахмал ➔ Х ➔ C2H5OH ➔ Y ➔ каучук:

12. Какой цвет имеет натуральный каучук?

13. Какой вид каучука получают в процессе сополимеризации?

14. К какому классу веществ относятся каучуки?

15. Как называется белый сок, вытекающий из коры каучукового дерева?

16. Искусственный каучук впервые был получен из:

17. Для получения резины используют неметалл:

18. Как называется непластичный твёрдый каучук с W(S) = 32%?

19. В каком веществе растворяется каучук?

тест-20. Какое физическое свойство характерно для эбонита?

– низкие температуры замерзания

21. Какая разновидность синтетического каучука используется в производстве автокамер?

22. Характерным свойством каучуков является:

23. Натуральный каучук:

24. Каучуки – это .

– полимеры синтетического происхождения

+ полимеры растительного и синтетического происхождения

25. Какое строение имеет макромолекула резины?

26. Как называется изопрен по систематической номенклатуре?

27. Какая общая формула алкадиенов?

28. Какой галогензамещённый диен используют для полимеризации?

– все ответы верные

29. Продуктом реакции полного бромирования бутадиена-1,3 является:

тест_30. Какой полимер можно получить из изопрена?

Чем отличается каучук от резины

Каучук и резина – широко используемые в нашей жизни материалы. Чаще всего мы не задумываемся, что это за вещества, отличаются ли они друг от друга или имеют схожие свойства, мы просто приравниваем их. На самом деле, оба соединения являются полимерами со схожим составом, но с химической, механической точек зрения, имеющие существенные отличия. Для того, чтобы во всем разобраться, ознакомимся с основными определениям.

• Каучук и резина, основные определения
• Сравнение каучука и резины
• Состав определяет и свойства обоих соединений
• Основные отличия резины и каучука

Каучук и резина, основные определения

Каучук – высокомолекулярное соединение, в его основе лежат диеновые углеводороды. Существует природный и синтетический каучук.

Уже в конце 15 века в северной Америке был известен каучук. Индейцы, которых многие принимают за дикарей, использовали его для изготовления обуви и посуды, а добывали его из сока растений гевей. Выделяемую из дерева жидкость они называли «слезы дерева».

Европейцы же узнали о каучуке только после открытия Америки. И лишь спустя столетия, в1823 году его начали использовать для изготовления водонепроницаемой одежды, ткань пропитывали жидким каучуком, и она приобретала водоотталкивающие свойства.

Через несколько лет после первого опыта использования каучука, были более полно изучены его свойства и возникла идея применять, как сырье для получения резины.

Процесс перевода каучука в резину называют вулканизацией. В результате протекания данного технологического процесса происходит взаимодействие каучуков с вулканизирующим реагентом. В результате чего происходит «сшивание» молекул каучука в единую структуру, напоминающую сетку.

Резина – высокоэластичный полимер, получаемый вулканизацией натурального или синтетического каучука.

Сравнение каучука и резины

Каучук – высокомолекулярное соединение с формулой(C5H8)n.

Чтобы получить из каучукового сырья резину, к нему вводится целый ряд «добавок»:

• Агенты, чаще всего сера, селен.
• Ускорители – оксиды магния, свинца.
• Противостарители и умягчители.
• Наполнители активные и неактивные.
• Пластификаторы.
• Все эти добавки направлены на придания тех или иных свойств новому соединению.

То есть по составу, резина, является более сложным соединением, чем каучук.

Состав определяет и свойства обоих соединений

Каучук по своим химическим свойствам в воде, ацетоне не растворяется. При комнатной температуре взаимодействует с кислородом и начинает «стареть» – терять прочность и эластичность. При температуре свыше 2000С разлагается.

Так как резина, это «модифицированный» каучук, то она лишена его слабых мест. При выпуске, при помощи «добавок» ее наделяют нужными свойствами:

• Стойкостью к действию кислот.
• Устойчивостью к агрессивным внешним условия.
• Стойкость к действию сильных окислителей, в том числе и озона.
• Устойчивость против высоких температур и т.п.

Резина – это «сшитое» высокомолекулярное соединение, оно способно распрямляться под действием внешних сил и возвращаться в исходное состояние. Макромолекулы резины не способны к кристаллизации, не плавятся при повышении температуры. Таким образом, резина – это более универсальный материал, чем каучук. Но это и логично. Каучук – сырье для получения резины, он является основой, позволяющий получить материал с запланированными свойствами.

Основные отличия резины и каучука

Каучук – полимер, который можно получать двумя способами – добывать из «недр природы», синтезировать из более простых соединений.

Резина – только синтетический полимер. Резина применятся в достаточно широком диапазоне температур в то время, как каучук разрушается при нагревании и охлаждении. Резина – гибкий материал. Она легко деформируется и быстро возвращается в исходную форму.

Каучук окисляется кислородом воздуха, поэтому быстро «стареет». Резина же выпускается с заданными свойствами, она не боиться кислорода воздуха, более того есть соединения, стойкие к действию сильных окислителей.

Таким образом, резина и каучук, это своего рода «резиновая пищевая цепочка». Каучук дает природа, его добывают люди и делают резину, а из резины производят для жителей планеты обувь, шины, коврики и еще много-много полезных вещей. Попробуйте убрать из нашей жизни одни только автомобильные шины, и мир встанет в транспортном коллапсе.

Подводя итоге, нельзя сказать, что резина лучше, чем каучук, что она прочнее и эластичнее. Да, она обладает лучшими свойствами, но ими она обязана каучуку. Если бы каучук, как химическое соединение не вступило в реакцию с улучшающими его добавками не возникло бы новое соединение. То есть в заключении можно выделить два основных плюса:

Каучук – реакционоспособное соединение, получаемое из недр природы, являющееся сырьем для получения резины. Резина – высокоэластичный, устойчивый к агрессивному воздействию широко распространённый полимер.

Резиновые материалы

Резина представляет собой искусственный материал, получаемый в результате специальной обработки резиновой смеси, основным компонентом которой является каучук. Каучук — это полимер, отличительной особенностью которого является способность к очень большим обратимым деформациям при небольших нагрузках. Это свойство объясняется строением каучука. Его макромолекулы имеют вытянутую извилистую форму. При нагрузке происходит выпрямление макромолекул, что и объясняет большие деформации. При разгрузке макромолекулы принимают исходную форму. Различают натуральный и синтетический каучук. Натуральный каучук добывают из некоторых видов тропических растений в незначительных количествах. Поэтому производство резины основано на применении синтетических каучуков. Сырьем для производства синтетическою каучука служит спирт, на смену которому приходит нефтехимическое сырье.

Резину получают из каучука путем вулканизации, т. е. в процессе химического взаимодействия каучука с вулканизатором при высокой температуре, вулканизатором чаще всею является сера. В процессе вулканизации сера соединяет нитевидные молекулы каучука и образуется пространственная сетчатая структура. В зависимости от количества серы получается различная частота сетки. При введении 1…5 % серы образуется редкая сетка и резина получается мягкой. С увеличением содержания серы сетка становится все более частой, а резина более твердой приблизительно при 30 % серы получается твердый материал, называемый эбонитом.

Кроме каучука и вулканизатора в состав резины входит ряд других веществ. Наполнители вводят в состав резины от 15 до 50 % к массе каучука. Активные наполнители (сажа, оксид цинка и др.) служат для повышения механических свойств резин. Неактивные наполнители (мел, тальк и др.) снижают стоимость резиновых изделий. Пластификаторы (парафин, вазелин, стеариновая кислота, мазут, канифоль и др.) предназначены для облегчения переработки резиновой смеси, повышения эластичности и морозостойкости резины. Противостарители служат для замедления процесса старения резины, приводящего к ухудшению ее эксплуатационных свойств. Красители служат для придания резине нужного цвета. В резину также добавляются регенераты — продукты переработки старых резиновых изделий и отходы резинового производства. Они снижают стоимость резин.

Основное свойство резины — очень высокая эластичность. Резина способна к большим деформациям, которые почти полностью обратимы. Кроме того, резина характеризуется высоким сопротивлением разрыву и истиранию, газо- и водонепроницаемостью, химической стойкостью, хорошими электроизоляционными свойствами, небольшой плотностью, малой сжимаемостью, низкой теплопроводностью.

По назначению резины подразделяются на резины общего и специального назначения. Из резин общего назначения изготовляются автомобильные шины, транспортерные ленты, ремни ременных передач, изоляция кабелей, рукава и шланги, уплотнительные и амортизационные детали, обувь и др. Резины общего назначения могут использоваться в горячей воде, слабых растворах щелочей и кислот, а также на воздухе при температуре от -10 до +150 °С.

Резины специального назначения подразделяются на теплостойкие, которые могут работать при температуре до 250…350 °С; морозостойкие, выдерживающие температуру до -70 °С; маслобензостойкие, работающие в среде бензина, других топлив, масел и нефтепродуктов; светоозоностойкие, не разрушающиеся при работе в атмосферных условиях в течении нескольких лет, стойкие к действию сильных окислителей; электроизоляционные, применяемые для изоляции проводов и кабелей; электропроводящие, способные проводить электрический ток.

Резина является материалом, обладающим весьма ценными специфическими свойствами: высокой эластичностью и упругостью, способностью многократно изгибаться, сопротивляться истиранию и поглощать вибрации; она гидро- и газонепроницаема, стойка против воздействия жидкого топлива и масел, обладает высокими диэлектрическими свойствами. Благодаря этому резина находит широкое применение для изготовления самых разнообразных изделий: шин для автомашин, мотоциклов, самолетов; рукавов для подачи различных жидких и газовых сред (воды, топлив, масел, газов), приводных ремней и транспортерных лент, уплотняющих элементов (сальников, прокладок, ман-жет); амортизаторов, подшипников, электроизоляционных элементов, водопла вательных средств, строительных конструкций и многих других.

Резина является продуктом переработки каучуков. Натуральный каучук получают из растений (гваюлы, кок-сагыза и др.).

Развитие техники, естественно, не могло ограничиться использованием только натурального каучука и привело к созданию синтетического. Исходным сырьем для получения синтетического каучука служат: этиловый спирт, ацетилен, бутан, этилен, бензол, изобутилен и др.

Из синтетических наибольшее применение получили каучуки: бутадиеновый, бутадиен-стирольный, нитрильный, изопреновый, полисилоксановый.

Каучук (натуральный или синтетический) является основой резины. Другими компонентами резиновых смесей являются: вулканизирующие вещества, придающие резине требуемую твердость, прочность, упругость и другие свойства. В качестве вулканизирующих веществ используют серу, перекиси марганца, свинца, бензола; ускорители вулканизации: оксиды магния, цинка и др.; наполнители – вещества, уменьшающие расход каучука и придающие резине необходимые физико-механические свойства. Наполнители бывают порошкообразные (сажи, оксиды кремния или титана, мел, тальк, каолин и др.) и тканевые (корд, бельтинг, рукавные ткани); пластификаторы, повышающие пластичность и морозостойкость резины (стеариновая и олеиновая кислоты и др.); противостарители, препятствующие окислению каучука (вазелин, воск, парафин); красители (охра, ультрамарин).

Производство изделий из резины. Процесс изготовления изделий из резины состоит из приготовления сырой резиновой смеси, получения из нее полуфабрикатов или готовых изделий и их вулканизации.

• 1. Приготовление сырой резиновой смеси. Для получения смеси каучук разрезают на куски и для повышения пластичности пропускают через нагретые до 40-50° С вальцы. Затем в специальных смесителях или на вальцах смешивают с порошкообразными компонентами (наполнителем, вулканизирующими веществами, ускорителями вулканизации и др.) и получают однородную пластичную и малоупругую массу – сырую резину. Она легко формуется, растворяется в органических растворителях, при нагреве становится клейкой.
• 2. Производство изделий из резины. Листовые полуфабрикаты и изделия из резины получают каландрированием сырой резины; изделия сложной фор- мы- выдавливанием, прессованием, литьем под давлением.

Каландрированием получают листовую резину и прорезиненную ткань. Для получения резиновых листов или лент заданной толщины сырую резиновую смесь пропускают между верхними валками каландров, аналогичных по конструкции трехвалковой клети листопрокатного стана для металлов. Верхний и средний валки каландра подогревают до 50-90° С, а нижний охлаждают до 15° С. Выходящую из каландра листовую резину наматывают на деревянный барабан.

Прорезинивание ткани производят на каландрах, отличающихся от рассмотренного тем, что на них резиновая смесь провальцовывается и одновременно втирается в непрерывно движущуюся ткань, подаваемую с барабана в зазор между нижними валками.

Листовая резина или прорезиненная ткань поступает на раскрой. Сложные фасонные заготовки вырубают или вырезают из нее по шаблонам. Выдавливание (шприцевание) применяют для получения резиновых профилей: трубок, шнуров, полос. Для этого сырую резиновую массу с помощью червячного винта перемещают в обогреваемом цилиндре и выдавливают через матрицу определенного сечения аналогично экструдированию пластмасс.

Прессование заключается в формовании изделий сложной формы из сырой резины или прорезиненной ткани, иногда с армирующими элементами в подогретой пресс-форме при давлении 2-10 МН/мІ. Схема этого процесса аналогична схеме прессования пластмасс. Прессованием получают из резины клиновидные ремни, муфты, манжеты и т. п.

Литье под давлением применяется для получения сложных по конфигурации и крупногабаритных изделий и осуществляется в нагретых до 80-100 С пресс-формах при давлении до 120 МН/мІ аналогично литью пластмасс.

3. Вулканизация – это процесс обработки отформованного из сырой рези-ны изделия с целью повышения его прочности, твердости и других физико-механических свойств. Обычно вулканизацию проводят в автоклавах, котлах при температуре 130-150єС и давлении 0,1-0,4 МН/мІ. При этом вулканизирующие вещества взаимодействуют с линейными молекулами каучука, происходит их укрупнение и образование сетчатой структуры. В результате этого теряется пластичность каучука, изделие становится прочнее, повышается его стойкость к тепловым и химическим воздействиям.