контрольная Натуральный каучук. Основные виды эластомеров (каучуки) Натуральный каучук (НК.)
 Скачать 50.58 Kb.
|
|
| Основные виды эластомеров (каучуки)…………………………………... Натуральный каучук (НК.)………………………………………………… Свойства латекса…………………………………………………………… Основные типы и сорта натурального каучука…………………………... Структура и свойства натурального каучука…………………………….. | 2стр. 2стр. 3стр. 4стр. 5стр. |
Основные виды эластомеров (каучуки).
Эластомерами называют полимеры, обладающие в широком температурном интервале высокой эластичностью – способностью подвергаться значительным обратимым деформациям при сравнительно небольших действующих нагрузках. По происхождению подразделяются на синтетические и натуральные каучуки, которые и в настоящее время не потеряли своего значения в производстве эластомеров, в том числе и для медицинских изделий, благодаря своей нетоксичности.
Натуральный каучук (НК.).
Источником получения НК является каучуконосные растения. Как в странах с тропическим, так и с умеренным климатом в виде деревьев, кустарников, многолетних трав.
Наибольшую промышленную ценность имеет Бразильская гевея, которая имеет высоту до 30 м. и до 2,5 м. в обхвате. Одно дерево в среднем даёт в год 2-3 кг. Каучука. Млечный сок каучуконосных растений называется латексом, который получают путём систематических подсочки коры каучуконосных растений. Натуральный латекс состоит из воды, каучука, смол, белков, сахаристых и минеральных веществ.
Состав латекса зависит от возраста дерева, от химических и почвенных условий, времени года. Соединение каучука в латексе может колебаться от 2-40%. Каучук в латексе находится в колоидно-дисперсном состоянии в виде частиц взвешенных в водной среде. Частицы могут иметь шарообразную или грушевидную форму – глобулы. Наибольший размер составляет до 6 миллимикрон и состоят из 3 слоёв.
Наружный слой глобулы состоит из адсорбированных белков, смол, минеральных веществ. Два других слоя состоят из каучука, но отличаются друг от друга степенью полимеризации. Состав латекса оказывает влияние как на свойства латекса, так и свойства каучука который выделяется из латекса.
| 1. Внутренний вязкотекучий слой каучука. 2.Эластичный слой каучука. 3  .Адсорбционная оболочка. | Белки адсорбируются на поверхности оболочки глобулы и придают каучуковым частицам гидрофильность, то есть способность смачиваться водой. Белки и продукты их распада, содержащие аминогруппы являются естественными ускорителями вулканизации |
каучука. именно поэтому натуральный каучук вулканизируется быстро. в состав смол входят жирные кислоты и лецитин (жироподобное вещество, содержащий фосфатиды). Смолы так же как белки адсорбируются на оболочку глобул, придают им гидрофильность, то есть повышают устойчивость при хранении. Смолы являются естественными смягчителями, то есть облегчают смешивания каучука с порошкообразными ингредиентами, а некоторые составные части смол предохраняют от окисления и старения. Минеральные и сахаристые вещества в большей части соединяются в водной части латекса и почти не влияют на свойства.
Свойства латекса.
Латекс – представляет собой молочную белую жидкость, плотность которой зависит от состава содержания каучука.
Латекс среднего состава с содержанием каучука 35% имеет плотность ρ = 980 кг/
. При этом плотность водной части, которая называется - серум составляет 1020 кг/ , а плотность самого натуральный каучук составляет 920 кг/ . Латекс обладает меньшим поверхностным натяжением , чем вода. Благодаря этому обладает хорошей пропитывающей способностью при пропитке тканей. Частицы каучука в латексе имеют одинаковый отрицательный заряд. Благодаря чему повышается стабильность латекса при хранении.Процесс выделения каучука из латекса называется коагуляция. самопроизвольная коагуляция латекса нежелательна. Поэтому на плантациях для предотвращения самопроизвольной коагуляции в начале заправляют стабилизаторами, добавляя 0,005% аммиака. Затем латекс усредняют до содержания каучука порядка 20%, а затем добавляют раствор уксусной или щавельной кислоты (иногда муравьиную) и проводят выделения каучука то есть коагуляцию.
В промышленности для изготовления некоторых полимерных изделий используют латексы с повышенным содержанием каучука. Существуют несколько способов концентрирования латекса, позволяющих повысить соединение каучука в латексе до 60%:
1) Выпаривание – позволяет получить латекс с концентрацией каучука до 70%. Латекс полученный этим способом называется ревертекс стандартный. Этот латекс содержит все исходные свойства и очень устойчив при хранении.
2) Отстаивание - основан на разности плотности каучука и серума. Этот метод может быть ускорен при добавлением к латексу поливинилового спирта или альгината аммония. Латекс полученный этим способом называется аутекс.
3) Центрифугирование – полученный таким образом концентрат латекса называется джатекс (квалитекс). Содержание каучука в латексе составляет до 60%.
Основные типы и сорта натурального каучука.
В соответствии с международной классификацией НК подразделяются на 8 типов и 35 сортов. Типы каучука различаются по способу производства и применяемому сырью.
Основные типы НК:
1) смокед-шит (копченный каучук);
2) светлый креп;
3) плантационный коричневый креп;
4) компо-креп;
5) коричневый креп;
6) толстый бланкет-креп
7) флет-барк-креп
8) чистый копченный бланкет-креп;
Наиболее качественными являются первые 3 типа каучука, а последующие каучуки обладают более низким качеством.
Сорт характеризуется качеством каучука.
Структура и свойства натурального каучука.
1.Способ получения:
Натуральный каучук получают методом коагуляции натурального латекса.
2.Структурная формула:
Макромолекула натурального каучука построена из большого числа изопреновых звеньев:
Звенья изопрена соединяются в макромолекулу в положении 1,4-цис:
- макромолекула натурального каучука имеет линейное строение;
- на 98% состоит из звеньев положения 1,4-цис, то есть натуральный каучук имеет регулярное строение.
- средняя молекулярная масса натурального каучука составляет 1,85
.- натуральный каучук имеет широкое молекулярно-массовое распределение.
- степень непредельности каучука 98%.
3. Физические свойства:
- плотность натурального каучука равна 920 кг/
;- температура стеклования равна -72
С;- натуральный каучук имеет регулярное строение и кристаллизуется при охлаждении (наибольшая скорость кристаллизации при -25
С.) и при растяжении;- обладает высокими диэлектрическими свойствами.
4. Химические свойства:
- натуральный каучук обладает высокой химической активностью, так как в каждом звене макромолекулы соединяются активной двойной связью;
- хорошо растворяется в ароматических углеводородах, бензине, циклогексане и не растворяется в спиртах, ацетоне и феноле;
- свежий натуральный каучук имеет достаточно высокую стойкость к старению, так как содержит естественные противостарители, входящие в состав смол латекса.
5. Технологические свойства:
- натуральный каучук подвергается кристаллизации в зимнее время;
- имеет недостаточную пластичность, поэтому по мере необходимости подвергается механической пластикации;
- смешение натурального каучука с другими каучуками и ингредиентами протекает легко с небольшим потреблением энергии;
- шприцевание и каландрование также протекает легко;
- сформированные заготовки имеют высокую когезионную прочность (заготовки не растекаются);
- высокую клейкость и небольшую усадку;
- вулканизация резиновых смесей на основе натурального каучука осуществляется серой в присутствии ускорителей вулканизации. Вулканизация протекает с большой скоростью и поэтому необходимо учитывать склонность резиновых смесей к подвулканизации.
6.Технические свойства:
-так как натуральный каучук обладает регулярной структурой, то в результате кристаллизации каучука при растяжении возрастает межмолекулярное взаимодействие и вулканизаты на основе натурального каучука обладают высокой прочностью при растяжении до 30 МПа. При введении активных наполнителей не приводит к существенному изменению прочностных свойств, но при этом повышается сопротивление раздиру и износостойкость;
- резины на основе натурального каучука обладают высокой эластичностью и малыми гистерезисными потерями, что объясняется линейностью структуры.
7. Специфические свойства:
- диэлектрические свойства на основе резин натурального каучука высокие, так как нет полярных групп;
- морозостойкость резин высокая, так как линейная структура, температура стеклования -72
С.;- теплостойкость (способность материала сохранять рабочие свойства при длительном воздействии высоких температур) пониженная, так как натуральный каучук имеет высокую степень непредельности и при повышение температуры будет протекать реакция окисления (или старения);
- температуростойкость (сохранение рабочие свойства при высоких и низких температурах при кратковременном воздействии (то высокая, то низкая температура)) натурального каучука и резины на его основе сохраняют рабочии свойства в интервале температур от -72
С до +200 С. Следовательно температуростойкость высокая;- газонепроницаемость (стойкость материала удерживать давления газа, каучук должен обладать при этом высоким межмолекулярным взаимодействием, обеспечивающим плотную упаковку макромолекул) у натурального каучука и резин на его основе высокая, что объясняется регулярностью строения макромолекул и кристаллизацией при растяжении;
- маслобензостойкость натурального каучука и резины на его основе низкое, что объясняется отсутствием полярных групп;
- стойкость к старению у натурального каучука и резин на его основе невысокая, что объясняется высокой степенью непредельности. Но натуральный каучук содержит естественные противостарители, являющиеся продуктами распада смол, входящих в состав латекса;
- огнестойкость натурального каучука и резин на его основе обладают низкой, что объясняется отсутствии полярных групп.
8. Натуральный каучук является каучуком общего назначения и может применяться в производстве шин, транспортных лент, рукавов (шланг), резинотехнических изделий и товаров народного применения.