Hur man får syntetiskt isoprengummi

Naturgummi har många analoger, och en av demisoprengummi anses vara det största tonnaget. Industrin producerar ett brett utbud av typer av dessa produkter, som skiljer sig både i egenskaper och i vilken typ av katalysatorer som användes - litium, komplex och liknande.

Hur gummi tillverkas

Isoprengummi är syntetisktär stereoregulärt och erhålls genom polymerisation av isopren placerad i ett inert lösningsmedel med en komplex katalysator. Så här görs till exempel SKI-3. Polymerisationen av isopren i lösning måste vara kontinuerlig, för detta finns det batterier med fyra till sex polymerisatorer, som kyls med saltlösning.

Monomer i satsen är koncentrerad till tolv -femton procent, då når omvandlingsgraden nittiofem procent och varaktigheten är två till tre timmar vid temperaturer från noll till tio grader Celsius. Om det är nödvändigt att erhålla ett isoprengummi med hög molekylvikt måste renheten hos de reagens som används vid polymerisationen vara av mycket hög grad.

Stabilisering och torkning

För att skydda polymeren från oxidation behöver du denstabiliseras med en blandning av fenylendiamin och neozon, som måste införas i polymeren som en lösning eller vattenhaltig suspension. För att separera isoprengummit från polymeren som en smula måste polymeren blandas med ånga och vatten, tillsättes sedan tillsatser som förhindrar agglomerering (klumpning). Därefter är det nödvändigt att destillera lösningsmedlet. Nu är det nödvändigt att utföra processerna för avgasning, separering av smulor från vatten och torkning i maskmaskiner och bältetorkare. I slutet av denna process kan produktionen av isoprengummi anses vara fullbordad.

Nu kommer det att briketteras påautomatiska installationer under pressen. SKI-3-märket är syntetiskt isoprengummi som produceras i briketter på trettio kilogram vardera. Briketten förpackas i plastfolie och placeras i en papperspåse med fyra lager. Denna film är ganska väl bearbetad samtidigt med innehållet, vilket är isopengummi, och dess egenskaper med blandningstemperaturen gör att polyeten mjuknar upp och blandar den med bulk i en gummiblandare.

struktur

Varje gummi som producerasindustrin, har sina egna egenskaper och egenskaper som endast är inneboende i denna sort. Vissa gummi har god mekanisk hållfasthet, andra har god kemisk beständighet eller gastäthet, andra är inte rädda för temperaturförändringar och så vidare. Egenskaperna hos enskilda syntetiska gummi är överlägsna naturliga i många avseenden och många gånger. Endast naturgummins elasticitet har ännu inte överträffats, och detta är den viktigaste egenskapen för produkter som flygplan eller bildäck.

Under operationen upplever de alltid enormadeformation - både sträckning och kompression, vilket orsakar intermolekylär friktion, uppvärmning och förlust av egenskaper. Det vill säga att ju högre gummilasticitet desto mer hållbar produkt. Det är av den anledningen att naturgummi ännu inte har tagits ur bruk, och det är han som används för tillverkning av däck för höghastighets- och tunga flygplan och bilar. Naturgummi är en isoprenpolymer, varför forskare arbetar så hårt för att göra isoprengummi till en analog av naturgummi.

formeln

Resurserna för utvinning av naturgummi är mycket begränsade. Vanligt, naturligt förekommande gummi har formeln C₅H₈, som det visade sig, är det helt identisktmolekylformeln för isopren, som bildas när gummit värms upp, i produkterna från dess sönderdelning. Utmaningen är att hitta ett rimligt prisvärt sätt. Och isoprengummi erhålls under polymerisationsreaktionen, och här är det viktigt att korrekt bygga reaktionens gång. Polymerisationen fortskrider enligt följande: nCH₂ = C (CH₃) - CH = CH₂ ----> (-CH₂ - C (CH₃) = CH - CH₂) n.

Den mest lovande metoden hittills är metoden för katalytisk dehydrogenering av isopentan, som frigörs från oljegaser. Utgångsmaterialet för framställning av isopren kan också vara pentan: CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-CH₃, för när det värms upp och med katalysatorer, detomvandlas också till isopentan. Det finns också en polymerisationsmetod där reaktionen för framställning av isoprengummi byggs på ett sådant sätt att ett gummi erhålls som har en mycket lik struktur som naturligt och därför har samma utmärkta egenskaper.

Isopren

Isopren är ett omättat kolväte,tillhör dien-serien. Det är en flyktig färglös vätska. Lukten är väldigt karakteristisk. Isoprengummi är en naturlig monomer, eftersom resten av molekylen har trätt i många andra naturliga föreningar - isoprenoider, terpenoider och liknande. Det löses upp i organiska lösningsmedel. Med etylalkohol kan den till exempel blandas i valfritt förhållande. Men det löser sig dåligt i vatten.

Men det bildar lätt en strukturell länkisoprengummi under polymerisation, varigenom isoprengutta-percha och gummi erhålls. Dessutom kan isopren gå in i olika reaktioner under sampolymerisation. Det är oumbärligt inom industrin, eftersom det används för att syntetisera gummi, läkemedel och till och med några doftande ämnen. I vårt land har produktionen av syntetiskt isoprengummi utvecklats länge och står för cirka tjugofyra procent av världsproduktionen.

berättelse

Den första isoprenen erhölls 1860 med metodenpyrolys från naturgummi. pyrolys är termisk (vid höga temperaturer) nedbrytning av många oorganiska och organiska föreningar under förhållanden med syrebrist. Senare uppfanns en isoprenlampa - en elektrisk med en uppvärmd spole, med hjälp av vilken terpentinolja termiskt sönderdelades i laboratorier.

Andra världskriget förde enormtbehovet av isoprengummi och därför lärde de sig att extrahera isopren i industriell skala genom pyrolysen av limonen. Ändå var isopren för dyrt för massproduktion av syntetiskt gummi. Situationen förändrades när man hittade ett sätt att få den från olja. Sedan började teknologier för isoprenpolymerisation utvecklas snabbt.

Roll i ekonomin

Det viktigaste för att planera produktionen av en produkt som isopengummi är att välja rätt plats, eftersom C-fraktionen måste levereras.₅ till destinationen från flera företag som utför sprickor på en gång. På andra plats när det gäller betydelse är att ta hänsyn till användningsplatsen för de återstående kolvätena från fraktion C i planerna₅.

I början av nittiotalet av 1900-talet producerade Västeuropa cirka åttiofem tusen diener C₅, varav fyrtiofyra tusen tondimeriserad cyklopentadien och tjugotre tusen ton isopren. Resten - cirka femton tusen ton - var piperylen. Tio år senare ökade isoprenproduktionen i världen till åtta hundra femtio tusen ton per år.

egenskaper

Som standard är isopren under standardförhållandensagt - det är en flyktig färglös vätska, nästan olöslig i vatten, men blandbar i alla förhållanden med dietylalkohol, standard, bensen, aceton. Isopren kan bilda azeotropa blandningar med en mängd olika organiska lösningsmedel. När man överväger data från spektroskopiska studier kan man se att redan vid femtio grader Celsius antar de flesta isoprenmolekylerna en stabil s-trans-konformation, endast femton procent av molekylerna är i s-cis-konformation. Energidifferensen mellan dessa tillstånd är 6,3 kJ.

De kemiska egenskaperna hos isopren representerar det somen typisk konjugerad dien som genomgår substitution, addition, komplexbildning, cyklisering, telomeriseringsreaktioner. Det är aktivt i reaktion med elektrofiler och dienofiler.

ansökan

Huvuddelen av isopren, som produceras iFör närvarande används den vid syntesen av isoprengummi, som har samma struktur och egenskaper som naturgummi. Den används särskilt mycket för produktion av däck. Det finns också en annan produkt av isoprenpolymerisation - polyisopren, som används mycket mindre eftersom den har egenskaperna gutta-percha. Den används för att till exempel skapa trådisolering och golfbollar. Isoprengummi används för tillverkning av alla typer av gummiprodukter, där naturliga och andra syntetiska gummi kombineras.

Till exempel, för att minska klibbighet, lägg tillbutadien-metylstyrengummi, dessutom ökar utmattningsuthålligheten om deformationer upprepas. Nitriter ger ozonbeständighet och motstånd mot värmeåldring. Således, iakttagande av en uppsättning tekniska egenskaper, fungerar isoprengummi bra när man använder transportband, sug- eller tryckslangar, vid foder på maskinaxlar, vid tillverkning av skor, medicinska och andra produkter.

Miljöfaror

Isopren är mycket explosivt och brandfarligt.I höga koncentrationer i kroppen kan det leda till förlamning och död. Detta inträffar främst vid atmosfärisk mättnad och därför sker metabolism i andningsorganen när isopren omvandlas till epoxider och dioler.

Fyrtio anses vara en hög koncentration.milligram per kubikmeter är den begränsande dosen. Små koncentrationer av isopren i luften kan ha en narkotisk effekt på en person och orsaka irritation i ögon, hud, andningsvägar och slemhinnor.

Biologi

Moderna forskare har funnit att isoprenånga släpps ut i atmosfären av nästan alla växter. Världens volym av fytogen isopren uppskattas ungefär till (180-450)^_.10¹² gram kol per år.Denna process accelereras om lufttemperaturen närmar sig trettio grader Celsius, liksom om solstrålningens intensitet är hög, medan fotosyntesen redan är helt mättad. Isoprenbiosyntes hämmas av fosmidomycin och föreningar av ett antal statiner. Varför växter gör detta är inte helt klart. Kanske ger isopren dem ytterligare motstånd mot överhettning. Dessutom är det en radikal borttagare, vilket innebär att den kan skydda växter från reaktiva syrearter och från effekterna av ozon.

Forskare föreslår också att syntesen av isoprengör att du hela tiden spenderar NADPH- och ATP-molekyler, som växten producerar under fotosyntes. Detta innebär att frisättningen av isopren skyddar mot förstöring och återminskning av fotooxid om belysningen är för hög. Det kan finnas en nackdel med denna försvarsmekanism: kol, som extraheras med sådan svårighet i fotosyntesprocessen, spenderas på frisättningen av isopren. Forskare stannade inte vid växter och fann att människokroppen också vet hur man producerar dienkolväten, och isopren är den vanligaste bland dem.