Як одержують синтетичний каучук ізопрена

Дата:

2019-01-20 02:10:14

Перегляди:

419

Рейтинг:

1Дизлайк 0Любити

Поділитися:

Table of contents:

У натурального каучуку багато аналогів, і одним із самих багатотоннажних вважається ізопрена каучук. Промисловість випускає найрізноманітніші типи цієї продукції, що відрізняються і властивостями, і видом каталізаторів, які були застосовані - літієві, комплексні і тому подібні.

ізопрена каучук

Як виходить каучук

Ізопрена каучук є синтетичним, він стереорегулярен, а отримують його шляхом полімеризації ізопрену, поміщеного в середу інертного розчинника з комплексним каталізатором. Так робиться, наприклад, СКІ-3. Полімеризації ізопрену в розчині повинна бути безперервною, для цього існують батареї з чотирьох - шести полимеризаторов, які охолоджуються розсолом.

Мономер в шихті концентрований до дванадцяти - п'ятнадцяти відсотків, тоді ступінь перетворення буде досягати дев'яноста п'яти відсотків, а тривалість складе два-три години при температурах від нуля до десяти градусів за Цельсієм. Якщо необхідно отримати високомолекулярний ізопрена каучук, потрібна чистота реагентів, застосовуваних у полімеризації, дуже високого ступеня.

Стабілізація та сушка

Щоб полімер захистити від окислення, потрібно його стабілізувати за допомогою суміші фенилендиамина і неозона, які потрібно ввести в полимеризат як розчин або водну суспензію. Щоб виділити ізопрена каучук з полимеризата як крихту, полимеризат потрібно змішати з парою і водою, потім ввести добавки, які запобігають агломерирование (грудкуванню). Після цього необхідно відігнати розчинник. Тепер належить провести процеси дегазації, відділення крихти від води і сушіння в черв'ячних машинах і стрічкових сушарках. По закінченні цього процесу отримання ізопренового каучуку можна вважати закінченим.

Тепер належить його брикетування на автоматичних установках під пресом. Марка СКІ-3 - синтетичний ізопрена каучук, який випускається в брикетах по тридцять кілограмів кожен. Брикет загорнути в поліетиленову плівку і поміщається в чотиришаровий паперовий мішок. Ця плівка цілком добре переробляється одночасно з вмістом, яке становить ізопрена каучук, властивості його з температурою змішування цілком дозволяють поліетилен розм'якшити і перемішати його з основною масою в гумозмішувачі.

Більше:

Витратний метод ціноутворення. Плюси і мінуси

Витратний метод ціноутворення. Плюси і мінуси

сьогодні здаються стародавніми радянські часи формування ціни було досить простою справою, що вимагає від економістів лише знання основ математики. При відсутності конкуренції показник ціни не грала тієї ролі, яку він грає зараз. Якщо раніше до ціни ...

Системний підхід в менеджменті

Системний підхід в менеджменті

Системний підхід в менеджменті являє собою спосіб мислення по відношенню до управління і організації. Його не можна плутати з набором різних принципів дії для управлінського апарату. Вперше застосування цього інструменту управління відзначено в кінці...

підприємницька діяльність. її сутність та основні функції

підприємницька діяльність. її сутність та основні функції

Підприємницька діяльність громадянина – це здійснювана на свій страх і ризик самостійна діяльність, метою якої є систематичне отримання прибутку за рахунок продажу робіт, товарів, послуг, використання майна. При цьому громадянин, який здійснює ...

отримання ізопренового каучуку

Структура

Кожен каучук, який випускається промисловістю, має власну характеристику і властиві тільки цій різновиди властивості. У одних каучуків хороша механічна міцність, в інших - стійкість до хімічних впливів або газонепроникність, у третіх немає страху при змінах температури і так далі. Властивості окремих синтетичних каучуків перевершують натуральний по багатьом параметрам і у багато разів. Тільки еластичність натурального каучуку перевершити поки не вдалося, а це найважливіша властивість для таких виробів, як авіаційні або автомобільні шини.

При експлуатації вони завжди відчувають величезну деформацію - і розтягування і стиснення, що викликає міжмолекулярне тертя, нагрівання і втрату якостей. Тобто, чим вище еластичність каучуку, тим довговічніше виріб. Саме з цієї причини натуральний каучук поки що не вийшов з ужитку, і саме він використовується для виробництва шин швидкісних і великовантажних автомобілів та літаків. Натуральний каучук - полімер ізопрену, саме тому настільки великі роботи науковців над тим, щоб аналогом натуральному став ізопрена каучук.

синтетичний ізопрена каучук

Формула

Ресурси добування натурального каучуку вельми обмежені. Звичайний, одержуваний в природі каучук має формулу З5Н8, як виявилося, вона абсолютно ідентична молекулярної формулі ізопрену, який утворюється при нагріванні каучуку, продукти його розкладання. Завдання полягає в тому, щоб знайти достатньо доступний спосіб. А ізопрена каучук одержують при реакції полімеризації, і тут важливо правильно вибудувати протягом цієї реакції. Полімеризація відбувається так: nCH2 = C(CH3) - CH = CH2 ----> (-CH2 - C(CH3) = CH - CH2)n.

Найбільш перспективним методом є спосіб каталітичного дегідрування изопентана, який виділяється з нафтових газів. Вихідною речовиною для одержання ізопрену може бути і пентан: СН3-СН2-СН2-СН2-СН3, тому що при нагріванні і з каталізаторами він також перетворюється в ізопентан. Існує і спосіб полімеризації, при якому реакція отримання ізопренового каучуку вибудувана так, що виходить каучук, дуже схожа за своєю будовою на натуральний і, значить, що володіє тими ж прекрасними властивостями.

Ізопрен

Ізопрен є ненасиченим вуглеводнем, що належить до диеновому ряду. Являє собою летючу безбарвну рідину. Запах дуже характерний. Ізопрена каучук - мономер натурального, оскільки залишок його молекули увійшов в багато інші природні сполуки - ізопреноїди, терпеноїди і тому подібні. В органічних розчинниках розчиняється. З етиловим спиртом, наприклад, може бути змішаний в будь-якому співвідношенні. А ось у воді розчиняється погано.

Зате легко утворює структурну ланку ізопренового каучуку при полімеризації, за рахунок чого виходять изопреновые гутаперчі і каучуки. Також ізопрен може вступати врізні реакції при кополімеризації. У промисловості він незамінний, оскільки з його допомогою відбувається синтез каучуків, медичних препаратів і навіть деяких запашних речовин. У нашій країні виробництво синтетичного ізопренового каучуку розвивається давно, і становить приблизно двадцять чотири відсотки від світового виробництва.

ізопрена каучук формула

Історія

Перший ізопрен був отриманий в 1860 році методом піролізу з натурального каучуку. піроліз - це термічне (при високих температурах) розкладання багатьох неорганічних і органічних сполук в умовах нестачі кисню. Пізніше була винайдена изопреновая лампа - електрична, нагрівається спіраллю, за допомогою якої в лабораторіях термічно розкладали скипидарні масло.

Друга світова війна принесла величезну потребу в изопреновых каучуках, і тому ізопрен навчилися добувати в промислових масштабах шляхом піролізу лімонену. І все-таки ізопрен був занадто доріг для масового виробництва синтетичних каучуків. Ситуація змінилася, коли був знайдений спосіб одержання його з нафти. Тоді почали бурхливо розвиватися технології полімеризації ізопрену.

ізопрена каучук властивості

Роль в економіці

Саме головне в плануванні виробництва такого продукту, як ізопрена каучук, - правильний вибір місця розташування, тому що доведеться доставляти фракції поділу З5 до місця призначення з відразу декількох підприємств, які проводять крекінг. На другому місці за значимістю - облік у планах місця утилізації вуглеводнів від фракції5.

До початку дев'яностих років двадцятого століття Західна Європа виробляла близько вісімдесяти п'яти тисяч тонн дієнів З5, з яких сорок чотири тисячі тонн становив димеризованный циклопентадиен і двадцять три тисячі тонн - ізопрен. Решта - близько п'ятнадцяти тисяч тонн становили пиперилены. Через десять років світовий обсяг виробництва ізопрену зріс до восьмисот п'ятдесяти тисяч тонн в рік.

Властивості

В стандартних умовах ізопрен, як вже було сказано, - це летка безбарвна рідина, у воді майже не растворяющаяся, але змішується в будь-яких співвідношеннях з діетиловим спиртом, еталоном, бензолом, ацетоном. Ізопрен здатний утворювати азеотропна суміші з цілим рядом різноманітних органічних розчинників. При розгляді даних спектроскопічних досліджень видно, що вже при п'ятдесяти градусів за Цельсієм велика частина молекул ізопрену приймає стійку s-транс-конформацію, всього п'ятнадцять відсотків молекул знаходяться в s-цис-конформації. Між цими станами різниця енергій дорівнює 6,3 кДж.

Хімічні властивості ізопрену представляють його як типовий пов'язаний дієн, який вступає в реакції заміщення, приєднання, комплексоутворення, циклізації, теломеризации. Активний реакції з электрофилами і диенофилами.

ізопрена каучук мономер

Застосування

Основна частина ізопрену, який проводиться в даний час, використовується в синтезі ізопренового каучуку, схожого за будовою і властивостями на природний каучук. Застосовується особливо широко для виробництва шин. Ще існує інший продукт полімеризації ізопрену - полиизопрен, який використовується значно менше, оскільки володіє властивостями гутаперчі. З нього виготовляються, наприклад, ізоляція для проводів і кулі для гольфу. Ізопрена каучук застосовується для виготовлення всіляких гумових виробів, де поєднуються натуральні та інші синтетичні каучуки.

Наприклад, щоб знизити липкість, додаються бутадієн-метилстирольные каучуки, до того ж підвищується втомна витривалість, якщо багаторазові деформації. Нітрити додають озоностойкости і опору до теплового старіння. Таким чином, дотримуючись комплекс технічних властивостей, изопреновые каучуки прекрасно проявляють себе при використанні транспортерних стрічок, всмоктувальних або напірних рукавів, при обкладанні валів машин, у виробництві взуття, медичних та інших виробів.

Екологічна небезпека

Ізопрен легко вибухає і горить. У великих концентраціях у організмі може призвести до паралічу і летального результату. В основному це відбувається при атмосферному насичення, а тому метаболізм йде в дихальній системі, коли ізопрен перетворюється в епоксиди та диолы.

Високою концентрацією вважається сорок міліграмів на кубічний метр - це гранична доза. Невеликі концентрації ізопрену в повітрі можуть чинити на людину наркотичну дію, викликати подразнення очей, шкіри, дихальних шляхів і слизових оболонок.

структурна ланка ізопренового каучуку

Біологія

Сучасні вчені виявили, що пари ізопрену виділяють в атмосферу майже всі рослини. Світовий обсяг фитогенного ізопрену приблизно оцінюють в (180-450).1012 грамів вуглецю на рік. Цей процес прискорюється, якщо температура повітря наближається до тридцяти градусів за Цельсієм, а також якщо висока інтенсивність сонячного випромінювання в той час як фотосинтез вже повністю насичений. Біосинтез ізопрену ингибирован фосмидомицином і з'єднаннями цілого ряду статинів. Навіщо рослини роблять це - до кінця не з'ясовано. Можливо, ізопрен дає їмдодаткову стійкість до перегрівання. Крім цього, він є уловлювачем радикалів, значить, може захищати рослини від активних форм кисню і від впливу озону.

Також вчені припускають, що синтез ізопрену змушує постійно витрачати молекули НАДФН і АТФ, які рослина напрацьовує під час фотосинтезу. Отже, виділення ізопрену оберігає від фотоокислювального руйнування і перевосстановления, якщо освітлення надмірно. Недолік у цього механізму захисту може бути один: вуглець, який з такою працею здобувається в процесі фотосинтезу, витрачається на виділення ізопрену. На рослинах вчені не зупинилися і з'ясували, що людський організм теж вміє виробляти диеновые вуглеводні, і ізопрен серед них зустрічається найбільш часто.


Article in other languages:

AR: https://www.tostpost.com/ar/business/14412-how-are-synthetic-isoprene-rubber.html

BE: https://www.tostpost.com/be/b-znes/25059-yak-atryml-vayuc-s-ntetychny-izoprenovyy-ka-chuk.html

DE: https://www.tostpost.com/de/business/24815-wie-ein-synthetisches-izoprenovyy-kautschuk.html

En: https://www.tostpost.com/business/25854-how-are-synthetic-isoprene-rubber.html

ES: https://www.tostpost.com/es/negocio/24683-como-se-sint-tico-izoprenovyy-caucho.html

HI: https://www.tostpost.com/hi/business/14179-isoprene.html

JA: https://www.tostpost.com/ja/business/14165-how-are-synthetic-isoprene-rubber.html

KK: https://www.tostpost.com/kk/biznes/25310-alay-alady-sintetikaly-izoprenovyy-kauchuk.html

PL: https://www.tostpost.com/pl/biznes/26263-jak-dostaj-syntetyczny-izoprenovyy-kauczuk.html

PT: https://www.tostpost.com/pt/neg-cios/25992-como-recebem-sint-tico-izoprenovyy-borracha.html

TR: https://www.tostpost.com/tr/business/25257-nas-l-olsun-sentetik-kau-uk-izoprenovyy.html

ZH: https://www.tostpost.com/zh/business/13578-how-are-synthetic-isoprene-rubber.html






Alin Trodden - автор статті, редактор
"Привіт, Я Алін Тродден. Я пишу тексти, читаю книги і шукаю враження. І я непогано вмію розповідати вам про це. Я завжди радий брати участь у цікавих проектах."

Примітка (0)

Ця стаття не має коментарів, будьте першим!

Додати коментар

Новини

Виготовлення обкладинок для документів: ідея для бізнесу

Виготовлення обкладинок для документів: ідея для бізнесу

У кожної людини є документи, які хочеться захистити від бруду. І це не тільки паспорт, але і студентський квиток, водійські права, залікова книжка, свідоцтво про народження і так далі. Для захисту паперів частіше всього використов...

Томат Дар Заволжжя: характеристика сорту

Томат Дар Заволжжя: характеристика сорту

Існує безліч різних сортів томатів. Одні з них призначені для вирощування в теплицях, інші – у відкритому грунті. Є сорти, які ростуть під тимчасовими плівковими укриттями. Серед усіх сортів великою популярністю користується...

Торгова марка WoolHouse: відгуки покупців і співробітників

Торгова марка WoolHouse: відгуки покупців і співробітників

Сьогодні належить дізнатися, які WoolHouse відгуки отримує від населення. Наприклад, від покупців і безпосередніх співробітників. Численні думки допоможуть зрозуміти, наскільки організація є добросовісним роботодавцем, а також обс...

Основні види монополій і їх характеристика

Основні види монополій і їх характеристика

 У сучасного життя розглядаються різні види монополій. Під терміном «монополія» розуміються такі підприємства та організації, масштаб діяльності яких охоплює більшу частину ринку країни. Вони отримують пріоритетне...

Назву магазину одягу – як зробити вибір?

Назву магазину одягу – як зробити вибір?

Як назву магазину одягу, так і назва для будь-якого іншого магазину відіграє дуже важливу роль. Саме від нього багато в чому залежать популярність і відвідуваність, отже, і прибуток магазину, а також безліч інших речей. Назву мага...

Ростов-на-Дону: торгові центри міста

Ростов-на-Дону: торгові центри міста

Ростов-на-Дону по праву вважається найбільшим містом на півдні Росії. З 2000 року він набув статусу адміністративного центру Південного федерального округу. Ростов-на-Дону входить в десятку великих міст Росії за чисельністю населе...