Sentetik isopren kauçuğu nasıl kullanılır

Doğal kauçuk birçok analoga sahiptir ve biriEn çok tonajlı izopren kauçuktur. Endüstri, bu ürünün en çeşitli türlerini üretir; kullanılan lityum, kompleks ve benzerleri gibi her iki özellikte de katalizör türüne göre farklılık gösterir.

Kauçuk nasıl üretilir?

İzopren kauçuk sentetik,stereoregisal olup, ancak kompleks bir katalizör ile eylemsiz bir solvent ortamı içine yerleştirilen izoprenin polimerizasyonu ile elde edilir. Bu, örneğin, SKI-3 yapılır. Solüsyondaki izoprenin polimerizasyonu sürekli olmalı, bunun için tuzlu su ile soğutulan dört ila altı polimerden oluşan piller var.

Yüklemedeki monomer oniki -yüzde onbeş, sonra dönüşüm derecesi yüzde doksuza ulaşacak ve süre sıfırdan on dereceye kadar olan sıcaklıklarda iki ila üç saat olacak. Yüksek molekül ağırlıklı izopren kauçuğunun elde edilmesi gerekiyorsa, polimerizasyonda kullanılan reaktiflerin saflığı çok yüksektir.

Stabilizasyon ve kurutma

Polimerin oksidasyona karşı korunması için, ihtiyacınızbir solüsyon veya sulu süspansiyon olarak polimer içine verilmek zorunda olan fenilen diamin ve neozone karışımı ile stabilize edilir. İzopren kauçuğunu kırıntı olarak polimerden izole etmek için polimer buhar ve su ile karıştırılmalı, daha sonra aglomerasyonu (topaklanma) önleyen katkı maddeleri eklenmelidir. Bundan sonra çözücünün damıtılması gerekiyor. Artık gazın giderilmesi, kırıntıların sudan ayrılması ve solucanlarda ve kemer kurutucularda kurutulması işlemlerini yapmak gerekiyor. Bu işlemin sonunda, izopren kauçuğunun hazırlanması tamamlanmış kabul edilebilir.

Şimdi onun üzerinde briketleniyor.basın altındaki otomatik tesisatlar. SKI-3 markası, otuz kilogramlık briketlerde üretilen sentetik izopren kauçuktur. Briket bir polietilen film içine sarılır ve dört katlı bir kağıt torbaya yerleştirilir. Bu film, izopren kauçuk içeriğiyle eşzamanlı olarak işlenir, karıştırma sıcaklığındaki özellikleri, polietilenin yumuşamasına ve karıştırıcıda dökme ile karıştırılmasına izin verir.

yapı

Üretilen her kauçukEndüstrinin kendine özgü bir özelliği vardır ve sadece bu özellik çeşitliliğine sahiptir. Bazı kauçuklar iyi mekanik mukavemete sahiptir, diğerleri kimyasal dirence veya gaz geçirmezliğe sahiptir, diğerleri sıcaklıkta ve dolayısıyla değişikliklerden korkmaz. Bireysel sentetik kauçukların özellikleri birçok açıdan ve birçok kez doğal olanı aşmaktadır. Sadece doğal kauçuğun elastikiyeti henüz geçememiştir ve bu, havacılık veya otomobil lastikleri gibi ürünlerin en önemli özelliğidir.

Çalışırken, her zaman çok büyük yaşarlar.deformasyon - intermoleküler sürtünme, ısınma ve kalitelerin yitirilmesine neden olan gerginlik ve kompresyon. Yani, lastik elastikiyeti ne kadar yüksekse, ürün daha dayanıklıdır. Bu nedenle, doğal kauçuk henüz kullanılmadığından ve yüksek hızlı ve ağır hizmet tipi uçak ve otomobil lastikleri üretimi için kullanılır. Doğal kauçuk bir izopren polimeridir, bu yüzden bilim adamlarının işi o kadar büyüktür ki, bir izopren kauçuğu doğal kauçuğun bir analoğu haline gelir.

formül

Doğal kauçuğun çıkarılması kaynakları çok sınırlıdır. Doğada elde edilen normal kauçuk C formülüne sahiptir.₅'H₈, ortaya çıktığında, kesinlikle aynıKauçuk ısındığında oluşan ayrışmanın ürünlerinde izoprenin moleküler formülü. Görev oldukça erişilebilir bir yöntem bulmaktır. Polimerizasyon reaksiyonu sırasında bir izopren kauçuk üretilir ve bu reaksiyonun akışını doğru bir şekilde oluşturmak önemlidir. Polimerizasyon aşağıdaki gibidir: nCH₂ = C (CH₃) - CH = CH₂ ----> (-CH₂ - C (CH₃) = CH-CH₂) n.

Şimdiye kadarki en umut verici yöntem, petrol gazlarından salınan izopentanın katalitik dehidrojenasyon yöntemidir. İzoprenin hazırlanması için başlangıç ​​malzemesi pentan: CH olabilir.₃CH₂CH₂CH₂CH₃Çünkü ısıtıldığında ve katalizörler ileayrıca izopentana dönüştürülür. Ayrıca, izopren kauçuğu elde etme reaksiyonunun, yapıya çok benzer olan ve dolayısıyla aynı mükemmel özelliklere sahip olan bir kauçuğun elde edilmesi için düzenlendiği bir polimerizasyon yöntemi de bulunmaktadır.

izopren

İzopren doymamış bir hidrokarbondur.diene serisine ait. Uçucu renksiz bir sıvıdır. Koku çok karakteristiktir. İzopren kauçuğu doğal bir monomerdir, çünkü molekülünün geri kalanı diğer birçok doğal bileşiğe - izoprenoidler, terpenoidler ve benzerlerine - girmiştir. Organik çözücülerde çözülür. Örneğin etil alkol ile herhangi bir oranda karıştırılabilir. Ama suda çok kötü çözünür.

Fakat kolayca bir yapısal bağlantı oluştururizopren gutta-perka ve kauçuklarla sonuçlanan polimerizasyon sırasında izopren kauçuk. Ayrıca, izopren kopolimerizasyon sırasında farklı reaksiyonlara girebilir. Sanayide, bu vazgeçilmezdir, çünkü onun yardımıyla kauçukların, tıbbi müstahzarların ve hatta bazı kokulu maddelerin sentezi vardır. Ülkemizde, sentetik izopren kauçuğun üretimi uzun bir süredir gelişmekte ve dünya üretiminin yaklaşık yüzde yirmibeşine inmektedir.

öykü

İlk izopren 1860 yılında yöntemle elde edildi.doğal kauçuktan piroliz. piroliz, birçok inorganik ve organik bileşiğin oksijensizlik koşullarında termal (yüksek sıcaklıklarda) ayrışmasıdır. Daha sonra, isopren lambalı, ısıtılmış bir spiral ile elektrik icat edildi, bu sayede termal terebentin yağı laboratuvarlarda termal olarak ayrıştı.

İkinci Dünya Savaşı büyük bir getirdiİzopren kauçuklara olan ihtiyaç ve bu nedenle izopren, endüstriyel ölçekte limonenin pirolizi ile üretilmesini öğrendi. Yine de, izopren, sentetik kauçukların seri üretimi için çok pahalıydı. Petrolden elde etmek için bir yol bulunduğunda durum değişti. Daha sonra, izopren polimerizasyonu için teknolojiler hızla gelişmeye başladı.

Ekonomideki rol

İsopren kauçuğu gibi bir ürünün üretiminin planlanmasındaki en önemli şey, doğru kesim yeri seçimidir, çünkü C bölümlerini teslim etmek zorunda kalacaksınız.₅ çatlama yapan çeşitli kuruluşların varış noktasına. İkincisi ise, önem sırasına göre, kalan hidrokarbonların, C kısmından kullanım yerinin planlarının kayıt edilmesidir.₅.

Yirminci yüzyılın 90'lı yılların başlarında, Batı Avrupa yaklaşık seksen beş bin ton dienes üretti.₅Bunlardan kırk dört bin tondimerize siklopentadien ve yirmi üç bin ton - izopren. Geri kalan - yaklaşık on beş bin ton - piperylenes idi. On yıl sonra, dünyanın izopren üretimi hacmi yılda sekiz yüz elli bin tona yükseldi.

özellikleri

Standart koşullar altında, izopren, zaten olduğu gibisöz konusu olan, suda neredeyse çözünmeyen, ancak herhangi bir oranda dietil alkol, etanol, benzen, aseton ile karıştırılan, uçucu bir renksiz sıvıdır. İzopren, çeşitli organik çözücülerle azeotropik karışımlar oluşturabilir. Spektroskopik çalışmaların verileri göz önüne alındığında, elli derece Celsius'da, izopren moleküllerinin çoğunun kararlı bir s-trans konformasyona sahip olduğu açıktır, moleküllerin sadece yüzde on beşi s-cis-konformasyonundadır. Bu durumlar arasında enerji farkı 6,3 kJ'dir.

İzoprenin kimyasal özellikleri onu temsil eder.ikame, ekleme, kompleksleştirme, siklizasyon, telomerizasyon reaksiyonlarına giren tipik bir konjuge diendir. Elektrofiller ve dienofiller ile reaksiyonda aktiftir.

uygulama

Üretilen isoprenin büyük bir kısmıŞu anda izopren kauçuğun sentezinde, benzer yapılarda ve doğal kauçuğun özelliklerinde kullanılmaktadır. Özellikle lastik üretimi için yaygın olarak kullanılır. Daha az kullanılan izopren, poliizoprenin başka bir polimerizasyon ürünü vardır, çünkü gutta-perka özellikleri vardır. Örneğin, teller ve golf topları için yalıtım yapılır. Doğal ve diğer sentetik kauçukların birleştirildiği her türlü kauçuk ürünü üretmek için izopren kauçuk kullanılır.

Örneğin, yapışkanlığı azaltmak içinbutadien-metilstiren kauçuklar, ayrıca, deformasyonlar çoklu ise, yorgunluk direnci artar. Nitritler, ısı yaşlanmasına ozon direnci ve direnç katmaktadır. Böylece, teknik özelliklerin bir kompleksini gözlemleyerek, izopren kauçuklar, ayakkabı şaftlarının astarı için, ayakkabı, tıbbi ve diğer ürünlerin üretiminde, konveyör bantları, emme veya basınç hortumlarının kullanılmasıyla kendilerini iyi gösterirler.

Çevresel tehlike

İzopren kolayca patlar ve tutuşur. Vücuttaki yüksek konsantrasyonlarda felç ve ölüme yol açabilir. Temel olarak, bu atmosferik doygunlukta gerçekleşir ve bu nedenle, izopren epoksit ve diollere dönüştürüldüğünde, metabolizma solunum sistemine girer.

Yüksek konsantrasyon kırkmetre küp başına miligram sınırlayıcı dozdur. Havadaki küçük izopren konsantrasyonları kişinin üzerinde narkotik bir etkiye sahip olabilir, gözlerde, deride, solunum sisteminde ve mukozada tahrişe neden olabilir.

biyoloji

Modern bilim adamları, izopren çiftlerinin neredeyse tüm bitkileri atmosfere bıraktığını bulmuşlardır. Fitojenik izoprenin küresel hacmi yaklaşık olarak (180-450) olarak tahmin edilmektedir.^_.10¹² yılda karbon yağı. Hava sıcaklığı otuz santigrat dereceye yaklaşırsa ve güneş ışınımının yoğunluğu yüksekse ve fotosentez tamamen doymuşsa bu süreç hızlanır. İzopren biyosentezi fosmidomisin ve bazı statinlerin bileşikleri tarafından inhibe edilir. Bitkiler bunu neden tam olarak anlaşılamıyor? Belki de, isopren onlara aşırı ısınmaya karşı daha fazla direnç kazandırır. Buna ek olarak, radikal bir yakalayıcıdır, bu da bitkilerin aktif oksijen türlerinden ve ozonun etkilerinden korunabileceği anlamına gelir.

Ayrıca bilim adamları, izopren sentezini önermektedir.Kuvvetler sürekli olarak bitkilerin fotosentez sırasında ürettiği NADPH ve ATP moleküllerini harcarlar. Bu nedenle izopren izolasyonu, foto-oksidatif tahribata karşı korur ve aydınlatma aşırı ise yeniden indirgeme yapar. Bu savunma mekanizmasının dezavantajı şudur: fotosentez işleminde güçlükle özütlenen karbon, izopren izolasyonuna harcanmaktadır. Bitkilerde bilim adamları durmadı ve insan vücudunun da dien hidrokarbonlar üretebildiğini ve aralarında izoprenin en yaygın olduğunu keşfetti.