Реферат: Свойства и пожароопасность ВМС и пластмасс

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Северо-Казахстанский Государственный университет

им. М. Козыбаева.

Кафедра ОХ и химии ВМС.

Реферат

Тема: Свойства ипожароопасность ВМС и пластмасс.

                                                                                     Выполнили:

                                                                                     студентыЕГФ,

                                                                                          гр. ХКЭЭ-02

Козырь В.

Сопин Д.

Проверил:

преп.Кожевников Е.В.

Петропавловск 2006

План

§1.    Пластические массы………………………………………………………...3

Таблица1.Физические свойства ипоказатели опасности пластических масс….4

Таблица 2. Показатели пожарной опасности сополимеров……………………………5

§1.1. Свойства пластических масс наоснове синтетических

         полимеров, полученных поликонденсацией…………………………….6

§2.    Синтетические волокна…………………………………………………….7

§3.   Натуральный и синтетический каучук………………………………….10

Таблица 3. Физические свойства и показатели пожарной

                           опасностикаучукогенов………………………………………………….......11

Списоклитературы………………………………………………………….......14

§1. Пластические массы

Синтетические полимеры являютсяосновой для получения пластических масс. Из общего количества синтетическихполимеров, выработанных в последние годы, более 50% расходуется на производствопластических масс, около 33% — на производство синтетических волокон и примерно17% приходится на долю синтетического каучука. Пластические массы широкоприменяются в различных отраслях промышленности и для удовлетворения бытовых нужднаселения.

Пластическими массами называютсяматериалы, полученные на основе полимеров, содержащие различные добавки испособные под влиянием температуры и давления формоваться, становитьсяпластичными. В состав пластических масс, кроме полимера, входят наполнители,стабилизаторы, красители, отвердители, смазывающие вещества и др. В качественаполнителей применяют порошкообразные, волокнистые и листообразные горючие инегорючие вещества. Содержание наполнителя в пластмассах 30-70%.

К порошкообразным наполнителямотносят вещества минерального происхождения – кварцевая мука, мел, тальк идругие измельченные материалы. Эти наполнители придают пластмассе тепло- икислотостойкость, увеличивают твердость, а также удешевляют пластмассу иповышают ее долговечность, что особенно важно для пластмасс, применяемых встроительстве.

Волокнистые наполнители –асбестовое волокно, хлопковые очесы, древесное волокно, стеклянное волокно –также увеличивают прочность пластмасс и снижают их хрупкость, повышаюттеплостойкость.

Листообразными наполнителями для  пластических масс являются бумага,хлопчатобумажная и стеклянная ткани, асбестовый картон и древесный шпон.

Пластификаторы вводят впластические массы для увеличения их эластичности. Кроме того, пластификаторыулучшают другие свойства полимеров – морозстойкость, негорючесть, стойкость кдействию ультрафиолетового света, а также улучшают условия переработки.Пластификаторы должны совмещаться с полимером, быть химически инертными ималолетучими. В качестве пластификаторов в пластических массах применяютглавным образом сложные эфиры различных кислот, а также низкомолекулярныеполиэфиры.

Стабилизаторы – вещества, которыевводят в пластические массы для повышения их стойкости  к действию тепла, света, кислорода воздуха ит.д., т.е. для замедления старения полимера, протекающего при переработке иэксплуатации. В качестве стабилизаторов  применяют большое число органических иметаллорганически соединений.

Красители и пигменты придаютпластическим массам определенный цвет. Они должны иметь живые тона, не даватьгрязноватого оттенка, обладать химической стабильностью. В качестве красителейприменяют такие органические красители, как нигрозин, пигмент желтый, хризондин,в качестве пигментов – охру, мумию, сурик, умбру, ультрамарин, оксид хрома,белила.

Отвердители вводят в некоторыеполимеры для перевода их в неплавкое и нерастворимое состояние. В качествеотвердителей применяют различные перекиси и гидроперекиси, третичные амины,ангидриды различных кислот и др. В ряде случаев для сокращения времениотверждения применяют ускорители отверждения.

Смазывающие вещества вводят впластические массы для предотвращения прилипания к пресс-формам (олеиноваякислота, стеарин и др.)

Высокая химическая стойкость,легкость, относительно высокая механическая прочность, малая тепло-,электропроводность и другие ценные свойства позволяют успешно применятьпластические массы во многих отраслях народного хозяйства вместо дорогостоящихи дефицитных металлов и других материалов. Основой любых пластических массявляются синтетические полимеры, поэтому свойства последних определяютсясвойствами соответствующих полимеров.

Химическое строение звеньевмакромолекул определяют силы внутри- и межмолекулярного взаимодействия, откоторых зависят механическая прочность, теплостойкость, химическая стойкость,растворимость полимеров и т.д. Рассмотрим свойства пластических масс на основесинтетических полимеров алифатических, жирноароматических и других рядов.

В основном все пластическиемассы, полученные полимеризацией, под действием источника зажигания плавятся,разлагаются, продукты разложения образуют с воздухом горючие смеси, которыевоспламеняются и горят. Температура воспламенения пластических масс выше 2000С,температура самовоспламенения выше 4000С. Теплота сгорания полимеровсоставляет 31500кДж/кг. В условиях пожара температура горения  может достигать 13000С. Смеси пылипластических масс с воздухом взрывоопасны.

Продукты разложения  токсичны. В состав продуктов разложениявходят синильная кислота, оксид углерода, оксиды азота, хлористый водород и др.

Пластические массы плохосмачиваются водой, поэтому при тушении их желательно применять смачиватели.

Свойства наиболее частовстречающихся пластмасс и сополимеров приведены

в таблице 1 и 2.

Если в состав пластмасс входятнегорючие компоненты (асбест, стеклянное волокно, тальк), то пожарная опасностьтаких пластмасс снижается. При добавлении в состав пластических масс горючихвеществ (бумаги, ткани, древесной муки и др.) пожарная опасность их повышается.В условиях пожара пластические массы на основе полимеризационных смолразмягчаются, плавятся, воспламеняются и горят.

Таблица 1. Физические свойства и показателиопасности пластических масс.

Полимеры

Агрегатное состояние

Плотность

Кг/м3

Температура, 0С

Теплота сгорания

кДж/кг

плавления

Воспла-

менения

Самовос-

пламенения

Полистерол

Твердое прозрачное кристаллическое вещество

1040-1070

200-300

210-250

440-480

41832

Полиамид 6

Твердое роговидное вещество

1113

215-220

395

440

30815

Полиэтилен (низкого давления)

Твердое вещество матового цвета

940-960

300

306

417

46771

Орг. стекло

(полиметилметакрилат)

Твердое прозрачное кристал. вещество

1180

200

214

439

27808

Таблица 2. Показатели пожарной опасностисополимеров.

Сополимеры

Температура, 0С

1НКПВ

[Ψ’н ]

г/м3

2МОС О2, %

 

плавления

воспламенения

самовосплам.

Стирол, акрилонитрил, бутадиен-нитрильный каучук

260-280

290

465

28

9

Стирол, акрилонитрил, метилметакрилат

220

296

465

25

10

Стирол + метилметакрилат (МС)

240

296

465

25

13

Этилен + пропилен

(СЭП)

300-400

316

403

37.5

8

1 – нижний концентрационный предел воспламенения.

2 – минимальное опасное содержание кислорода.

Рассмотрим свойства,характеризующие пожарную опасность пластических масс, полученных на основеполиэтилена, полистирола, поливинилхлорида.

Пластические массы на основеполиэтилена представляют собой твердые, белые, роговидные вещества, устойчивыек действию растворителей и концентрированных кислот; они являются хорошимидиэлектриками. Температура плавления около 3000С. При температуревыше 1000С происходит окисление и изменение физико-химическихсвойств. Для замедления процессов старения добавляют от 1 до 10% стабилизаторов(фенолы, ароматические диамины). Пластические массы на основе полиэтилена горятсветящимся пламенем. Температура воспламенения выше 3000С,температура самовоспламенения выше 4000С. В условиях пожаравыделяется большое количество тепла. Теплота сгорания составляет 47767 кДж/кг.При нагревании они деполимеризуются с выделением горючих газообразныхпродуктов, которые с воздухом могут образовывать взрывоопасные смеси сНКПВ-12.6 г/м3.

Температура самовоспламененияаэровзвеси 8000С, максимальное давление при взрыве пылевоздушныхсмесей равно 0.56 МПа. Полиэтилен применяют для изготовления труб, пленок,электроизоляционных и других материалов.

Пластические массы на основеполистирола представляют собой твердые, прозрачные и хрупкие вещества,растворимые в бензоле, толуоле, и других ароматических углеводородах, являютсяхорошими диэлектриками. Для уменьшения хрупкости проводят сополимеризациюполистирола с каучуком. В этом случае получаются ударопрочное вещество.Температура плавления и воспламенения выше 2000С, температурасамовоспламенения выше 4000С. Горят сильно коптящим пламенем. Вусловиях пожара выделяется большое количество тепла. Теплота сгорания выше37800кДж/кг. Пыль полистирола с воздухом взрывоопасна (НКПВ-15 г/м3).Температура самовоспламенения аэровзвеси 4880С. Максимальноедавление при взрыве пылевоздушной смеси равно 0.65МПа. Осевшая пыльпожароопасна. Температура тления 2000С. Полистирол применяется встроительстве для изготовления ванн, теплоизоляционных материалов (пенопласты),в электротехнической промышленности, широко применяется в быту.

Пластические массы на основеполивинилхлорида (ПВХ) представляют собой твердые, прозрачные вещества. Они нерастворяются в щелочах, кислотах, и большинстве органических растворителей,являются хорошими диэлектриками. При температуре 120-1500Сразлагаются. При нагревании вспучиваются, обугливаются с выделением хлористоговодорода. Пыли ПВХ с воздухом взрывоопасны (НКПВ-100г/м3).Температура самовоспламенения аэровзвеси 5000С. Максимальноедавление при взрыве пылевоздушных смесей равно 0.28  МПа. Пластические массы на основе ПВХвыпускают без пластификаторов (винипласт) и с пластификатором (пластикат). Вкачестве пластификатора чаще всего добавляют дибутилфталат и трикрезилфосфат.На основе ПВХ пластмасс изготавливают линолеум, искусственную кожу, клеенку,трубы, травильные ванны, баки аккумуляторов и др.

§1.1. Свойства пластических масс наоснове синтетических полимеров, полученных поликонденсацией.

Фенолформальдегидные смолы (ФФС)получаются при взаимодействии фенолов с альдегидами в присутствии кислых ищелочных катализаторов. Приостановив процесс на промежуточной стадии, можнополучить полимер, называемым резолом. Это твердая, очень хрупкая, прозрачнаяаморфная масса янтарного цвета, которая легко растворяется в спирте, ацетоне,бензоле и при 60-900С переходит в жидкое состояние. При дальнейшемнагревании резола образуются неплавкие и нерастворимые продукты – резиты.

Пластические массы на основерезольных смол устойчивы к действию химических реактивов, воды, являютсяхорошими диэлектриками. Если в состав пластмассы на  основе резольных смол входит несгораемыйнаполнитель (асбест, стекловолокно, стеклянная ткань), то такие пластическиемассы являются трудносгораемыми и горят только в присутствии постороннегоисточника зажигания. Пыль пластмасс, взвешенная в воздухе, взрывоопасна.НКПВ-22.7 г/м3. Температура самовоспламенения аэровзвеси 5000С.Осевшая пыль пожароопасна. При тепловой обработке пластических масс, напримерпри вальцевании и сушке  прессматериалов,выделяются пары фенола, анилина, формальдегида, которые при попадании ворганизм в значительных количествах могут вызвать отравление.

Пластическиемассы на основе фенолформальдегидных полимеров применяют в строительстве дляпроизводства древесноволокнистых, древесностружечных плит, древеснослоистых пластиков, бумажнослоистыхпластиков и др. Например, текстолит получают прессованием тканей органическогопроисхождения, предварительно пропитанных резольной фенолформальдегиднойсмолой. Для производства тестолита применяют хлопчатобумажные ткани – бязь,шифон, нанку и др., а также ткани на основе синтетических волокон. Свойстватекстолита зависят от вида и толщины ткани, характера переплетения в ней нитей,от соотношения наполнителя и связующего. Содержание связующего обычносоставляет 40-50%.

С уменьшениемсодержания смолы получаются более прочные текстолиты, с повышением содержаниясмолы увеличивается их водостойкость и химическая стойкость. Текстолиты наоснове синтетических волокон имеют повышенную прочность и водостойкость.

Древеснослоистыепластинки получают прессованием древесного шпона, пропитанного резольнойфенолформальдегидной смолой. Прессуют при температуре 145-1500С  и давлении 15-20 МПа. Древеснослоистыепластинки изготавливают из измельченной древесины.

Пластическиемассы на основе меламино-фенолформальдегидных полимеров – продуктаполикондинсации меламина с формальдегидом – представляют собой твердыепрозрачные или желтые материалы с хорошей теплостойкостью и водостойкостью. Длярастворения в органических растворителях и совмещения с различныминаполнителями их модифицируют, т.е. изменяют свойства, вводят различныедобавки. Пластические массы на основе меламино-формальдегидных смол относятся ктрудновоспламеняемым, т.е. они способны гореть при длительном воздействиипламени. На основе меламино-формальдегидных полимеров с добавкой наполнителей(древесного шпона, целлюлозы, ткани, бумаги, стекловолокна) прессованием поддавлением на прессах получают облицовочные плиты, стеклопластики и другиепластические массы.

При горениипластических масс на основе поликонденсационных полимеров выделяется большоеколичество токсичных продуктов разложения (оксид углерода, оксиды азота).Тушить их следует водой, воздушно-механической и химической пенами, применяяизолирующие противогазы.

§2.Синтетические волокна.

К концу 19столетия значительно увеличилась потребность в текстильных материалах, которыеможно было бы использовать не только как ширпотреб, но и в различных отрасляхпромышленности. Качество натуральных волокон и объем их производства неудовлетворяли возросшим требованиям развивающейся промышленности. Поэтому ужена рубеже  19 – 20 веков возниклопроизводство искусственных волокон (нитрошелка, вискозного и медноаммиачного),а позднее быстрыми темпами начало развиваться производство синтетическихволокон. Синтетические волокна заняли прочное место в промышленности и быту. Понекоторым свойствам они превосходят натуральные волокна.

Синтетическиеволокна не гниют, их не поедает моль, они стойки к действию агрессивныххимических сред, обладают большей прочностью и более высокимиэлектроизоляционными свойствами, чем натуральные. Во многих отрасляхпромышленности они стали незаменимыми. Кроме того, производство синтетических волокон более экономично, чемнатуральных. Так, на получение 1 т. хлопкового волокна надо затратить 238человеко-дней, а на получение 1 т. волокна нитрон 37 человеко-дней, волокналавсан 48 человеко-дней.

Все волокна, внастоящее время выпускаемые промышленностью, можно классифицировать нанатуральные и химические. Натуральные волокна могут быть органические инеорганические (асбестовое волокно). Органические волокна могут могут бытьрастительного происхождения (хлопок, лен, пенька и др.) и животногопроисхождения (шерсть, натуральный шелк).

Химическиеволокна – это волокна, полученные химическим путем. Они подразделяются наискусственные, которые получают химической обработкой природных материалов,например целлюлозы (вискозное, медноаммиачное, ацетатное), и синтетические,которые производят из синтетических полимеров. К синтетическим относятполиамидные волокна (капрон, анид), полиэфирные волокна (лавсан), карбоцепныеволокна (полиакрилонитрильные, полипропиленовые).

Строениеволокон характеризуется упорядоченным, ориентированным вдоль оси волокна,расположением линейных молекул. При таком расположении молекул между ними вволокне возникают большие силы притяжения, что обеспечивает высокую прочностьего. Чем больше молекулы, тем больше силы, удерживающие их друг возле друга.Чтобы молекулы могли перемещаться, необходимо ослабить межмолекулярноевзаимодействие. Это достигается либо растворением полимера, либо плавлениемего, либо переводом в пластическое состояние нагреванием. В связи с этимсуществует два способа формования волокон из полимеров – прядение из раствора ипрядение из расплава (или из пластического состояния).

При прядении израствора полимер растворяют в растворителе и полученный вязкий растворпродавливают через фильеры; образующиеся тонкие нити коагулируют в осадительнойванне и превращаются в тонкие волокна.

При прядении израсплава полимер нагреванием переводят в плавкое состояние; полученный расплавпродавливается через фильеры; образующиеся нити затвердевают на воздухе или ватмосфере инертного газа. Полученный тем или иным способом прядения пучокволокон образует некрученую нить, которая проходит через направляющие ролики иподвергается вытягиванию для увеличения прочности волокна. Затем волокноподвергают специальной обработке для придания ему определенныхфизико-механических свойств, улучшают его качество (кручение, термофиксацияи  т.д.).

Рассмотримхарактеристику и показатели пожарной опасности наиболее распространенныхсинтетических волокон: капрона, лавсана, нитрона и хлорина.

Волокнокапрон.  Капрон являетсянаиболее распространенным из всех видов синтетических волокон. Егополучают  прядением из расплаваполикапролактама.

 В химическомотношении капроновые волокна нестойки. Под действием кислот и щелочей, дажемалой концентрации, они растворяются. Плотность их 140 кг/м3.Температура плавления 208—215°С, при 300°С волокно начинает разлагаться свыделением различных продуктов разложения. Температура воспламенения 395 °С,теплота сгорания 31 206 кДж/кг. Волокно легко воспламеня ется, в расплавленномсостоянии интенсивно горит с вы делением большого количества дыма, в которомсодержится много продуктов разложения. К тепловому само возгоранию волокно несклонно.

Капроновое штапельное волокно используют в смеси с шерстьюдля изготовления различных шерстяных изделий, а из чистого капроновогоштапельного волокна изготовляют искусственные меха.

Основным потребителем технических капроновых нитей являетсяшинная промышленность. Капроновый корд очень прочен, поэтому он нашелприменение в производстве авиашин и шин для большегрузных автомобилей. Крометого, капроновую техническую нить используют для изготовления тяжелыхтранспортерных лент, приводных ремней, выкидных рукавов, спасательных веревок,рыболовных снастей и т. д.

Волокно лавсан.

Процесс производства синтетического волокна лавсан состоитиз двух стадий: получения полиэтилентерефталата и получения собственно волокна.Синтез полиэтилентерефталата осуществляется в две стадии.

1. Получение дигликолевого эфира терефталевой кислоты   (переэтерификация                       диметилтерефталатаэтиленгликолем)              

Так как реакция обратима, процесс переэтерификации ведутпри избытке этиленгликоля с постоянной от­гонкой метилового спирта. В качествекатализатора при­меняют ацетаты кобальта, марганца и цинка. Процесс весьмапожароопасен в связи с большим выделением па­ров метанола и высокойтемпературой реакционной мас­сы (200°С).

Процесс ведут при 270—275°С в глубоком вакууме для отгонкипобочного продукта этиленгликоля. В качестве катализаторов используют те жевещества, что и при получении дигликолевого эфира терефталевой кислоты.

Полученный полимер выдавливают в щелевую или круглуюфильеру в виде широкой ленты или прутка, охлаждаемого водой. Затем ленты илипрутки измельча­ют в гранулы, которые поступают в плавильные головки, где при270—275 °С плавятся и продавливаются через фильеры для получения тонких нитей.Последующая об работка нитей заключается в вытягивании их на крутильно-вытяжныхмашинах при 90—160°С и скручивании. После этого нити подвергают термофиксации

острым паром при 115—145 °С.

Лавсан по своим свойствам близок к натуральной шерсти. Онявляется высокопрочным; изделия из него не сминаются. Из всех видовсинтетических волокон лавсан наиболее термически стоек. Только при 180°С онотеряет 50% первоначальной прочности. Лавсановое во­локно может работать вдиапазоне температур от —70 до 175 °С. Изделия из лавсана имеют высокуюсветостой­кость. Лавсановое волокно можно применять как хоро­ший диэлектрик;удельное объемное сопротивление его 1-1019 Ом*см, а электрическаяпрочность составляет 180 кВ/мм.

Лавсан относится к химически устойчивым волокнам. Он стоекк действию органических и минеральных кис­лот. В пламени волокно плавится ивоспламеняется. Тем­пература воспламенения 390 °С. В расплавленном состоя­нииинтенсивно горит ярким, сильно коптящим пламенем. Теплота сгорания 22 638кДж/кг. Температура самовос­пламенения его 440 °С. К тепловому самовозгораниюво­локно не склонно.

Лавсановое волокно применяют для изготовления гиб­кихшлангов, используемых для перекачки нефтепродук­тов, и пожарных рукавов, впроизводстве корда, транс­портерных лент, приводных ремней. В большом количе­ствеего используют как заменитель шерстяного волокна и в смеси с ним в текстильнойпромышленности.

Волокно нитрон.

Волокно нитрон относится к груп­пе карбоцепных волокон. Еговырабатывают из полиакрилонитрила и его сополимеров. Полиакрилонитрил по­лучаютполимеризацией акрилонитрила.

Полимеризацию проводят в растворе, в котором рас­творяетсяполиакрилонитрил, и таким образом по окон­чании процесса получается раствор,пригодный для фор­мования волокна. Наиболее широко в качестве раствори­теляприменяют диметилформамид. Формование волок­на и его последующая обработкааналогичны описанным выше способам.

Полученное волокно почти негигроскопично, очень прочно,упруго и эластично. Плотность его ИЗО— 1160 кг/м3. Термостойкостьволокон удовлетворительна: при 120—130°С его можно эксплуатировать в течение не­сколькихнедель; снижения прочности при этом не про­исходит. Нитрон более светостоек,чем отдельные натуральные и другие синтетические волокна. Устойчивость кистиранию нитрона ниже, чем полиамидных волокон. Волокно легко воспламеняетсяпод действием пламе­ни (температура воспламенения 200 СС). При220—230°С оно размягчается и одновременно разлагается. Темпе­ратурасамовоспламенения 505°С. Горит ярким, коптя­щим пламенем. Теплота сгорания 30828 кДж/кг. К теп­ловому самовозгоранию волокно не склонно.

В химическом отношении нитрон менее стоек, чем лавсан, ноболее стоек, чем капрон. По внешнему виду волокно напоминает шерсть.

Нитрон широко применяют для изготовления верхне­готрикотажа и различных тканей, а также для изготов­ления технических изделий.Благодаря высокой масло-и жиростойкости нитрон используют для пошива спец­одежды,изготовления шлангов и т. п.

Волокно хлорин. Исходным продуктомдля изготов­ления волокна хлорин является поливинилхлорид, кото­рый получаютэмульсионной полимеризацией винилхлорида

Для производства волокна используют полимер с моле­кулярноймассой 50 000—150 000.

Волокно получают методом прядения из растворов. Наиболеераспространенным растворителем является безводный ацетон, хотя при егоиспользовании процесс представляет большую пожарную опасность. В послед­неевремя в качестве растворителя применяют диметил­формамид, который менеетоксичен, менее пожароопасен и обладает лучшей растворяющей способностью. Дляпо­вышения растворимости поливинилхлорид хлорируют, в результате получаютперхлорвинил с содержанием хло­ра 63—65% (в поливинилхлориде содержится 56% хло­ра).После получения прядильного раствора осуществля­ют формование и последующуюобработку волокна опи­санным выше способом.

Волокно хлорин при —20 °С становится хрупким, при 70 °Сразмягчается, а при 180°С разлагается с выделе­нием хлористого водорода ихлора. Волокно стойко к действию кислот и щелочей, а также к большинствурас­творителей (кроме ацетона, альдегидов и кетонов).

Волокно хлорин относится к трудносгораемому ма­териалу.Температура самовоспламенения составляет 540°С, а теплота сгорания 12 127,6кДж/кг. К самовоз­горанию волокно не склонно.

Хлориновые ткани применяют для изготовления фильтровальныхматериалов, для пошива спецодежды, лечебного белья, для сальниковых набивок кнасосам, перекачивающим кислоты и щелочи.

§3.Натуральныйи синтетический каучук

Развитие техники и промышленности в настоящее времяневозможно представить без каучука. Сейчас каучук яв­ляется одним из наиболееважных полимеров в народном хозяйстве. По мере развития техники роль его всеболь­ше возрастает. В настоящее время ассортимент резино­вых изделий составляетсвыше 40 тыс. наименований.

Натуральный каучук. Натуральный каучуксодер­жится в млечном соке некоторых тропических деревь­ев — каучуконосов. Внастоящее время практически весь натуральный каучук добывают из деревьев гевеи.Наи­большее его количество поставляет на мировой рынок Бразилия, где весьтоварный каучук добывают на высо­коорганизованных плантациях. Добываемый издеревьев-каучуконосов млечный сок (латекс) содержит в среднем 55—60% воды и35—40% каучука в виде мелких глобул. Для выделения каучука латекс обрабатываютуксусной или муравьиной кислотой, в результате чего происходит коагуляция(слипание) глобул каучука.

По химическому составу натуральный каучук пред­ставляетсобой смесь высокомолекулярных непредельных углеводородов. Исследованияпоказали, что основной частью натурального каучука являются звенья изопрена.

Средняя молекулярная масса его равна приблизи­тельно 350000 (от 150 000 до 500 000).

Длинные молекулы натурального каучука беспоря­дочносвернуты в клубки и непрерывно изменяют форму.

Этим и объясняется его высокая эластичность, но при —60еСпрекращается беспорядочное движение молекул, каучук теряет свою эластичность истановится хрупким. По внешнему виду натуральный каучук представляет собойупругое смолоподобное вещество светло-коричне­вого цвета. Он хорошорастворяется во многих органиче­ских растворителях: углеводородах  (предельных и аро­матических), в простых исложных эфирах и т. д. В спир­тах и минеральных маслах набухает. При 120°С онраз­мягчается, а при   дальнейшем   нагревании  переходит в коричневую смолоподобную жидкость. При 250 °С разла­гается свыделением газообразных и жидких продуктов, главным образом изопрена С5Н8,дипентена. Кау­чук не проводит электрического, тока, газонепроницаем, что даетвозможность применять материалы,  приготовленные на его основе, в электрической и радиотехниче­скойаппаратуре.

Так как натуральный каучук является непредельнымуглеводородом, химические свойства его аналогичны хи­мическим свойствамнепредельных углеводородов. Одна­ко большая молекулярная масса каучука испецифиче­ское строение его молекулы (большое число двойных связей в молекулекаучука — до 3000) обусловливают не­которые особенности его химических свойствпо сравне­нию с низкомолекулярными алкенами.

В связи с огромными размерами молекул каучука и      наличием большого числа двойных   связей в молекуле      продукты реакций каучука  с различными    реагентами      весьма неоднородны, так как степеньнасыщения отдель­ных молекул каучука очень различна.

Каучук является реакционноспособным веществом. Онвзаимодействует с водородом, галогенами, галогенводородами, нитро- и нитрозо соединениямии т. д. Особен­но активно воздействуют на каучук кислород и другие окислители. Привзаимодействии каучука с хлором наряду с реакцией присоединения протекаетреакция замещения.

Образующийся хлоркаучук химически устойчив и растворим вбензине, но при нагревании до 70°С размягча­ется, а при 180—2003Сразлагается с выделением хлори­стого водорода НС1. Хлоркаучук широко используютдля производства химически стойких лаков и красок, стойких клеев и т. п.

Исследованиями установлено, что окисление каучука протекаетавтокаталитически. На скорость окисления оказывает большое влияние присутствиесолей меди, же­леза, марганца, кобальта, которые ускоряют реакцию окисления.Озоном каучук окисляется более энергично, чем кислородом воздуха, при этомобразуются озонид каучука (С5Н8Оз)nи оксиозонид каучука. Различные перекиси воздействуют накаучук анало­гично атмосферному кислороду, только более энергично. Из всехвидов каучуков натуральный каучук наибо­лее пожароопасен, он имеет сравнительнонизкую темпе­ратуру воспламенения (129°С). Разложение каучука при температуревыше 250°С, сопровождающееся выде­лением различных газообразных продуктов,способству­ет образованию взрывоопасных концентраций продуктов разложения и приопределенных условиях может по­влечь за собой взрыв.

При горении каучук плавится и растекается, образуяподвижную среду, способствующую распространению по­жара и затрудняющую процесстушения пожара. Темпе­ратура горения каучука зависит от условий протеканиягорения и может достигать 1500—1700°С. Пламя—яр­кое, коптящее, характеризуетсябольшим тепловым излу­чением.

Натуральный каучук широко применяют в автомо­билестроении,авиастроении, в военной технике. Большое количество натурального каучукаиспользуют в произ­водстве шин для самолетов, больших грузовых автомо­билей,работающих под большими нагрузками.

Синтетические каучуки. Быстрое развитие техники во второйполовине XIXстолетия потребовало больше каучука. Это заставилоисследователей заняться изыска­нием методов получения синтетического каучука.Выде­ляющуюся роль в исследованиях по синтезу каучуков сыграли работы русских исоветских ученых: А. М. Бут­лерова, А. Е. Фаворского, Б. 3. Вызова, С. В.Лебедева и др. Они показали, что каучук можно получить не только из изопрена,но и из других диеновых углеводородов. Синтетические каучуки имеют следующиепреимуще­ства по сравнению с натуральными.

1.  Производствосинтетического каучука может быть организовано в любых масштабах; оно   не зависит  от климатических условий.

2.  Синтетическийкаучук можно получать с заранее заданными свойствами.

3.  Производствосинтетического  каучука  более эко­номично, чем натурального. Дляполучения 1 т натураль­ного каучука требуется затрата труда одного человека втечение 5,5 лет. За эт

еще рефераты
Еще работы по химии