Cauciucul

1. Cauciucul Natural si sintetic

2. Introducere Cauciucul este un termen general care defineste polimere elastice din guma, poate fi de origine naturala, sau cauciucul sintetic obtinut din izopren, acesta din urma este o forma mai pura omogena si cheltuielile de obtinere sunt mai reduse decât cele ale cauciucului natural. Utilizarea principala a cauciucului sintetic este pentru fabricarea anvelopelor, sau ca înlocuitor al cauciucului natural care se obtine din latexul rasina produs de arborele de cauciuc (Hevea brasiliensis)

3. Analiza Țări importante producătoare de cauciuc natural: Opt state produc peste 88 % din producţia mondilală

4. Cauciucul Natural Cauciucul naturaleste un produs de origine vegetala continut in latexul (suspensia apoasa) secretat sau sub forma unor incluziuni in celulele cojii sau frunzelor plantelor producatoare de cauciuc.

5. Recoltare Un arbore este apt pentru recoltarea latexului de la vârsta de 5 - 6 ani până la vârsta de 25 de ani (30-40m. înălțime cu diametrul trunchiului de 35 cm), aceasta se realizează prin încrestarea în formă de spirală a scoarței spre o încrestătură centrală unde sunt fixate vasele de recoltare. Din plantajele arborilor de cauciuc se obține cca. ~50 mil. m³ pe an, lemnul lui este de o esență mai tare ca a fagului, paltinului sau stejarului fiind adecvat pentru fabricare de mobilă. De asemenea, seva lui este toxica. Originar din America tropicală și sudulAfricii,arborele de cauciuc poate atinge o inăltime de 7-10 m.Este foarte potrivit pentru spații cu lumină multă.Vara se poate ține in aer liber dar trebuie ferit de razele puternice ale soarelui.Iarna se ține in spații răcoroase și se udă mai rar.Solul trebuie să fie aerisit, ușor nisipos iar primăvara la 2-4 ani se transplantează.

6. Compozitie Cauciucul natural contine 93-94% hidrocarbura cauciuc (poliizopren) si alte componenete. In extractul acetonic, care este 1,50-3,50%, se gasesc acid oleic, acid linoleic, acid stearic,sterine,glucide,carotinoide. Substantele cu continut de azot prezente in cauciucul natural sunt in principal albuminele si aminoacizii rezultati din descompunerea acestora, influentand viteza de vulcanizare si conferind o anumita protectie antidegradanta, marind absobtia de apa.

7. Proprietati ►Este stabil la apa (absorbtia in 24h la 20°C este 1%; la 70°C – 3,5%) ► Nu se dizolva in alcool, acetona ► Putin solubil in esteri, cetone superioare ► Se dizolva in toluen, xilen, benzina, tetraclorura de carbon, cloroform, sulfura de carbon ► Este amorf la temperaturi peste 10°C ► Cauciucul natural vulcanizat cristalizeaza la temperatura camerei la intinderi peste 200%. ►Datorita nesaturarii mari, cauciucul natural reactioneaza cu oxigenul, ozonul, halogenii, acizii halogenati, anhidrida maleica, tioacizii, mercaptanii etc

8. Vulcanizarea cauciucului-Istoric Charles Goodyear a fost primul care a vulcanizat cauciucul,un proces care a fost descoperit în 1839 şi patentat pe 15 iunie 1844. Dupa ani de chinuri plini de incercari, cu amestecuri de magneziu, acid nitric, zeama de lamaie, pulbere de bronz si alti compusi, Goodyear era pe cale sa renunte. Din greseala, a scapat peste o plita sulfura si putina pulbere de cauciuc. Dupa ce amestecul s-a topit, respetiv intarit, Charles l-a luat din curiozitate si a vazut ca este mult mai elastic, mai rezistent si indiferent la conditiile de mediu. Vulcanizarea fusese facuta!

9. Vulcanizarea cauciucului Dintre toate transformările chimice ale cauciucului, cea mai importantă din punct de vedere tehnic este reacţia cu sulful, numită vulcanizare. Reacţia se realizează încalzind un amestec de cauciuc si sulf, la o temperatura superioara punctului de topire a sulfului (115,50), de obicei la 130-1450. sulful se combină chimic, ireversibil.

10. Cauciucul vulcanizat nu se înmoaie la cald, iar la rece îşi păstrează elasticitatea la temperaturi mai joase decât cauciucul brut. Rezistenţa la rupere este mult mărită, solubilitatea este suprimată. Dacă se vulcanizează cauciucul cu cantităţi mari de sulf (25 – 40%), se obţine un produs dur, cu mare rezistenţă mecanică şi care nu se poate alungi, ebonita.

11. Cauciucul sintetic Cauciucul sintetic este un compus macromolecular cu proprietati asemanatoare celor ale cauciucului natural, care se obtine prin polimerizareaizoprenului sau prin polimerizarea butadienei ori prin copolimerizarea lor cu stiren sau cu nitril-acrilic etc.

12. Istoric In anul 1860 Greville Williams reuseste sa obtina si sa stabileasca formula chimica a izoprenului (C5H8) prin distilarea cauciucului natural. Aceasta descoperire face posibila etapa urmatoare de sintetizare a cauciucului artificial din izopren si acid clorhidric, in anul 1879 de catre „Gustave Bouchardat”. Prin anul 1900 J. Kondakow reuseste sintetizarea din dimetilbutadiena, patentul de obtinere a cauciucului artificial a fost acordat în anul 1909 lui „Fritz Hofmann”. Aceasta descoperire permite firmei Bayer din Leverkusen sa produca intre anii 1915 -1918 o cantitate de 2 500 de tone cauciuc artificial.

13. Prima producție de cauciuc sintetic reentabilă din punct de vedere economic a fost cauciucul (SBR) produs în 1929 prin metoda de polimerizare a emulsiei a lui Walter Bock din 1,3-Butadienă și styrol. In anul 1930 Erich Konrad și Eduard Tschunkur reușeșc să producă în Germania cauciucul (NBR), iar în USA firma DuPont produce cauciucul (CR), care azi este numit neopren. In 1942 în USA se reușește producerea cauciucului-silicon, iar în 1948 cauciucul-fluor, ca în anii următori să fie perfecționat tot mai mult producția de cauciucuri sintetice.

14. Utilizari Proprietatile valoroase ale cauciucului natural vulcanizat asociate cu buna comportare in variate moduri de prelucrare deschid posibilitati mari de utilizare. Principalul domeniu este industria pneurilor. De asemenea este utilizat in fabricarea de benzi trensportoare, curele de transmisie, furtunuri, amortizoare, garnituri etc. In industria cablurilor se utilizeaza in realizarea unei game largi de acoperiri protectoare antierozive si anticorozive, in realizarea de valturi cauciucate, in fabricarea de produse expandate, ebonite , precum si numeroase compozitii adezive. Un domeniu larg de aplicare pentru cauciucul natural se afla in productia bunurilor de consum (incaltamine, jucarii, mingi), in produse sanitare si farmaceutice

15. Tipuri principale de cauciucuri sintetice Cauciucul butadien-stirenic. Copolimerii butadienă-stiren, de tipul celor fabricate în cursul celui de-al doilea război mondial, conţin cele două componente în proporţie de circa 70:30. polimerizarea se efectuează în emulsie. Drept mediu de reacţie serveşte apa deionizată, drept emulgator un alchil-aril-sulfonat, iar drept iniţiator persulfat de potasiu. Soluţia mai conţine un săpun (linolat de potasiu) şi drept „modificator” un mercaptan. În marea lor majoritate, macromoleculele astfel obţinute sunt polimeri 1,4 ai butadienei, dar din loc în loc apar şi catene laterale vinilice, ca rezultat al unei polimerizări 1,2:

16. Cauciucul butadien- stirenic se utilizează pentru anvelope, de obicei, în amestec cu cauciucul natural (şi cu ingredientele obişnuite, în special cu negru de fum). Se fabrică şi un copolimer butadienă-metilstiren. Cauciucurile butadien-stirenice se vulcanizează cu sulf, dar este necesar să se folosească acceleratori.

17. Butadiena,cel mai important dintre monomerii folosiţi în prezent în industria cauciucului sintetic, se obţine industrial numai prin dehidrogenarea dingazele de rafinărie. fracţiunii de butan-butene 1. n CH2 = CH – CH =CH2 2.( - CH2 – CH = CH – CH2 -) Izoprenuleste relativ greu accesibil pe scară mare. Unul din procedeele propuse porneste de la izobutena si formaldehida,care dau prin condensare in prezenta de acizi un 4,4-dimetil-1,3-dioxan.. Prin descompunere termică a acestuia, la 4000, sau catalitic, înprezenţă de acid fosforic şi aburi, la 2000, se obţine izopren:

18. Acest proiect a fost realizat de: Danila Raluca Iacob Alexandra-Ioana • Colegiul Natinal “ Calistrat Hogas” clasa a-XI-a C Realizat in cadrul optionalului “Invatare pentru societatea cunoasterii”.