Каучук: будова, отримання, властивості
Каучук – природний або синтетичний еластичний матеріал, з якого шляхом нагрівання з сіркою (вулканізації) отримують гуму. Каучуки широко використовуються в повсякденному житті.
Будова і отримання
Каучук – дієновий полімер. Структурна і молекулярна формула каучуку залежать від виду матеріалу. Природний каучук отримують з густого молочного соку – латексу – гевеї, кастіллоа, маніоти, сапіум і інших рослин. Такий каучук є полімером ізопрену (2-метілбутадіен-1,3) і має формулу (C5H8) n, де n = 1000-3000.
Штучний каучук був отриманий в 1932 році методом Лебедєва. Спочатку отримують дивінил (бутадієн-1,3) з формулою (C4H6) n з етилового спирту:
2C2H5OH (MnO, ZnO; 400-500 ° C) → CH2 = CH-CH = CH2 + 2H2O + H2.
За допомогою полімеризації дивина отримують бутадієновий каучук:
CH2 = CH-CH = CH2 → (-СН2-СН = СН-СН2-) n.
Сучасна промисловість отримує синтетичні каучуки з різних алкадієнів. Залежно від використовуваного сировини виділяють ізопреновий, бутадієновий, етилен-пропіленовий, хлоропреновий і інші види каучуку.
Властивості
Каучук має корисні для застосування властивостями: еластичність (пружністю) і водонепроникністю. Каучуки добре гнуться, розтягуються і затримують вологу на поверхні.
Каучуки зберігаються в аморфному стані довгий час. Однак агрегатний стан може змінюватися в залежності від температури:
- 0-10 ° C – крихкий, непрозорий; 20 ° C – м’який, пружний, напівпрозорий; 50 ° C – пластичний, липкий; 80 ° C – непластичний; 120 ° C – смолистий, рідкий; 200-250 ° C – газоподібний (виділяється суміш газів).
При довгому зберіганні на холоді матеріал необоротно втрачає властивості: твердне, стає нееластичним і ламким.
Каучуки володіють діелектричними властивостями і низьку проникність води і газів. Матеріал не розчиняється у воді, слабких кислотах, лугах. Розчиняється після розбухання в бензині, бензолі, сірковуглеці і хлороформі.
Молекули каучуку мають лінійну будову, але при цьому не витягнуті в пряму лінію, а вигнуті, утворюючи згорнуті клубки. При розтягуванні матеріалу молекули розпрямляються, чим пояснюється еластичність каучуку.
Застосування
Основне застосування каучуків – виробництво гуми для шин. Також матеріал використовується для виготовлення:
- Тепло-, електро-, звуко-, гідроізоляційних матеріалів; Твердого ракетного палива; Ущільнювачів; Клею; Лаків; Еластичних стрічок; Підлогових покриттів; Шлангів; Рукавичок; Взуття; Іграшок; Меблів; Ластиків.
Що ми дізналися?
З уроку хімії 10 класу дізналися про будову, властивості та застосування каучуків. Каучук – природний або синтетичний матеріал, що володіє еластичністю. Натуральні каучуки отримують з латексу – вузького соку деяких тропічних дерев. Промисловим шляхом проводиться з алкадієнів, зокрема з ізопрену. Вперше синтетичний каучук був отриманий в 1932 році. Залежно від температури змінюються фізичні властивості. Чим нижче температура, тим тендітніші матеріал. З каучуків виготовляють гуму.