Како се прави синтетичка изопренска гума

Природна гума има много аналога, и то један одизопренска гума се сматра највећом тонажом. Индустрија производи широк спектар врста ових производа, који се разликују и по својствима и по типу катализатора који су коришћени - литијум, сложени и слично.

Како се прави гума

Изопренска гума је синтетичкаје стереорегулан, а добија се полимеризацијом изопрена смештеног у инертни растварач са сложеним катализатором. Тако се, на пример, ради СКИ-3. Полимеризација изопрена у раствору мора бити континуирана, за то постоје батерије од четири до шест полимеризера, које се хладе раствором соли.

Мономер у шаржи је концентрован на дванаест -петнаест посто, тада ће степен конверзије достићи деведесет и пет посто, а трајање ће бити два до три сата на температурама од нула до десет степени Целзијуса. Ако је неопходно добити изопренску гуму велике молекулске тежине, чистоћа реагенаса који се користе у полимеризацији мора бити врло високог степена.

Стабилизација и сушење

Да бисте заштитили полимер од оксидације, потребан вам јестабилизовати смешом фенилендиамина и неозона, који се морају увести у полимер као раствор или водена суспензија. Да би се изопренска гума одвојила од полимера као мрвица, полимер се мора помешати са паром и водом, а затим се додају адитиви како би се спречило накупљање (накупљање). После тога, потребно је дестиловати растварач. Сада је неопходно извршити процесе отплињавања, одвајања мрвица од воде и сушења у машинама за пужеве и каишним сушарама. На крају овог процеса, производња изопрен гуме може се сматрати завршеном.

Сад ће се брикетирати даљеаутоматске инсталације испод штампе. Бренд СКИ-3 је синтетичка изопренска гума која се производи у брикетима од по тридесет килограма. Брикет је умотан у пластичну фолију и стављен у четворослојну папирну врећу. Овај филм је прилично добро обрађен истовремено са садржајем, који је изопренска гума, а његова својства са температуром мешања омогућавају полиетилену да омекша и помеша га са главнином у гуменој мешалици.

Структура

Свака гума која се произведеиндустрија, има своје карактеристике и својства својствена само овој сорти. Неке гуме имају добру механичку чврстоћу, друге имају добру хемијску отпорност или гасну непропусност, треће се не плаше промене температуре итд. Особине појединачних синтетичких каучука су у многим погледима и вишеструко супериорне од природних. Само еластичност природне гуме још увек није надмашена, а ово је најважније својство за производе као што су авиони или аутомобилске гуме.

Током рада увек доживе огромно искустводеформација - и истезање и компресија, што узрокује интермолекуларно трење, загревање и губитак квалитета. Односно, што је већа еластичност гуме, то је трајнији производ. Из тог разлога природни каучук још увек није изашао из употребе и управо он се користи за производњу гума за брзе и тешке авионе и аутомобиле. Природна гума је полимер изопрена, због чега се научници толико труде да изопренска гума постане аналог природне гуме.

Формула

Ресурси за вађење природног каучука су врло ограничени. Уобичајена гума која се природно јавља има формулу Ц.₅Х₈, како се испоставило, апсолутно је идентичномолекуларна формула изопрена, који настаје загревањем гуме, у својим производима разлагања. Изазов је пронаћи разумно приступачан начин. И изопренска гума се добија током реакције полимеризације, и овде је важно правилно изградити ток ове реакције. Полимеризација се одвија на следећи начин: нЦХ₂ = Ц (ЦХ₃) - ЦХ = ЦХ₂ ----> (-ЦХ₂ - Ц (ЦХ₃) = ЦХ - ЦХ₂) н.

До сада најперспективнија метода је метода каталитичке дехидрогенације изопентана који се ослобађа из нафтних гасова. Полазни материјал за производњу изопрена такође може бити пентан: ЦХ₃-ЦХ₂-ЦХ₂-ЦХ₂-ЦХ₃, јер када се загрева и са катализаторима, тотакође претворен у изопентан. Постоји такође метода полимеризације, у којој је реакција за производњу изопренског каучука структурисана тако да се добије гума која је по структури врло слична природној и, према томе, има иста одлична својства.

Изопрен

Изопрен је незасићени угљоводоник,који припадају диени серији. То је испарљива безбојна течност. Мирис је врло карактеристичан. Изопренски каучук је природни мономер, јер је остатак његовог молекула ушао у многа друга природна једињења - изопреноиде, терпеноиде и слично. Раствара се у органским растварачима. На пример, са етил алкохолом се може мешати у било ком односу. Али се слабо раствара у води.

Али лако формира структурну везуизопренска гума током полимеризације, захваљујући којој се добијају изопренска гутаперка и гуме. Такође, изопрен може ући у различите реакције током кополимеризације. Незаменљив је у индустрији, јер се користи за синтезу гуме, лекова, па чак и неких мирисних супстанци. Код нас се производња синтетичког изопренског каучука развија већ дуже време и чини око двадесет и четири посто светске производње.

Историја

Први изопрен је добијен 1860. године методомпиролиза из природног каучука. пиролиза је термичко (на високим температурама) разлагање многих неорганских и органских једињења у условима недостатка кисеоника. Касније је изумљена изопренска лампа - електрична са загрејаном завојницом, помоћу које се терпентинско уље термички разграђује у лабораторијама.

Други светски рат донео је огромнопотреба за изопренским гумама, па су стога научили да изопрен извлаче у индустријским размерама пиролизом лимонена. Ипак, изопрен је био прескуп за масовну производњу синтетичке гуме. Ситуација се променила када је пронађен начин за добијање из нафте. Тада су технологије за полимеризацију изопрена почеле да се брзо развијају.

Улога у економији

Најважнија ствар у планирању производње производа као што је изопренска гума је одабир праве локације, јер ћете морати да испоручите фракцију Ц.₅ до одредишта од неколико предузећа која истовремено извршавају пукотине. На другом месту по важности је узимање у обзир места коришћења преосталих угљоводоника из фракције Ц у плановима₅.

Почетком деведесетих година двадесетог века западна Европа производила је око осамдесет и пет хиљада тона Ц диена₅, од чега је било четрдесет четири хиљаде тонадимеризовани циклопентадиен и двадесет и три хиљаде тона изопрена. Остатак - око петнаест хиљада тона - био је пиперилен. Десет година касније, светски обим производње изопрена повећао се на осамсто педесет хиљада тона годишње.

Особине

Под стандардним условима, изопрен, као и ранијеречено је - ово је испарљива безбојна течност, готово нерастворљива у води, али мешљива у било ком односу са диетил алкохолом, стандардом, бензеном, ацетоном. Изопрен је способан да формира азеотропне смеше са широким спектром органских растварача. Када се разматрају подаци спектроскопских студија, може се видети да већ на педесет степени Целзијуса већина молекула изопрена претпоставља стабилну с-транс-конформацију, само петнаест процената молекула је у с-цис-конформацији. Енергетска разлика између ових стања је 6,3 кЈ.

Хемијска својства изопрена представљају га каотипични коњуговани диени који пролази кроз реакције супституције, додавања, комплексирања, циклизације и теломеризације. Активан је у реакцији са електрофилима и диенофилима.

Апликација

Главни део изопрена који се производи утренутно се користи у синтези изопренске гуме која је по структури и својствима слична природној гуми. Посебно се широко користи за производњу гума. Постоји и још један производ полимеризације изопрена - полиизопрен, који се користи много мање јер има својства гутаперке. Од њега се праве, на пример, изолација од жице и лоптице за голф. Изопренска гума се користи за производњу свих врста производа од гуме, где се комбинују природна и друга синтетичка гума.

На пример, да бисте смањили лепљивост, додајтебутадиен-метилстиренске гуме, поред тога, повећава се издржљивост на замор ако се понове деформације. Нитрити додају отпорност на озон и отпорност на топлотно старење. Тако се, посматрајући низ техничких својстава, изопренске гуме савршено показују када се користе транспортне траке, усисна црева или црева под притиском, приликом облагања вратила машина у производњи обуће, медицинских и других производа.

Опасност по животну средину

Изопрен је високо експлозиван и запаљив.У високим концентрацијама у телу може довести до парализе и смрти. Ово се углавном дешава при атмосферском засићењу, па се стога метаболизам јавља у респираторном систему, када се изопрен претвори у епоксиде и диоле.

Четрдесет се сматра високом концентрацијом.милиграма по кубном метру је гранична доза. Мале концентрације изопрена у ваздуху могу имати наркотични ефекат на особу и изазвати иритацију очију, коже, респираторног тракта и слузокоже.

Биологија

Савремени научници открили су да паре изопрена у атмосферу испуштају готово све биљке. Светска запремина фитогеног изопрена приближно се процењује на (180-450)^_.10¹² грама угљеника годишње.Овај процес се убрзава ако се температура ваздуха приближи тридесет степени Целзијуса, као и ако је интензитет сунчевог зрачења висок, док је фотосинтеза већ потпуно засићена. Биосинтезу изопрена инхибирају фосмидомицин и једињења великог броја статина. Зашто биљке то раде није потпуно разумљиво. Можда им изопрен пружа додатну отпорност на прегревање. Поред тога, радикални је чистач, што значи да може заштитити биљке од реактивних врста кисеоника и од ефеката озона.

Научници такође сугеришу да је синтеза изопреначини да стално трошите молекуле НАДПХ и АТП, које биљка производи током фотосинтезе. То значи да ослобађање изопрена штити од фотооксидативног уништавања и поновног смањења ако је осветљење прекомерно. Овај одбрамбени механизам може имати један недостатак: угљеник, који се тако тешко извлачи у процесу фотосинтезе, троши се на ослобађање изопрена. Научници се нису зауставили на биљкама и открили су да и људско тело зна како да производи диене угљоводонике, а изопрен је најчешћи међу њима.