Kako sintetička isoprena guma
Prirodna guma ima mnogo analoga, a jedan od njihVećina višestrukih tonaža je izoprenska guma. Industrija proizvodi najrazličitije vrste ovog proizvoda, različite u oba svojstva i tip katalizatora koji se koriste - litij, kompleks i slično.
Kako se proizvodi guma?
Izoprenska guma je sintetiziranaje stereoregularan, ali se dobiva polimerizacijom izoprena stavljenog u inertni medij otapala s kompleksnim katalizatorom. To je učinjeno, na primjer, SKI-3. Polimerizacija izoprena u otopini mora biti kontinuirana, za to su baterije od četiri do šest polimerizatora koje se ohladi slanom otopinom.
Monomer u naboju koncentrira se do dvanaest -petnaest posto, tada će stupanj konverzije doseći devedeset pet posto, a trajanje će trajati dva do tri sata na temperaturama od nula do deset stupnjeva Celzijusa. Ako je potrebno dobiti izoprensku gumu visoke molekulske težine, čistoća reagensa korištenih u polimerizaciji je vrlo visoka.
Stabilizacija i sušenje
Da bi zaštitili polimer od oksidacije, potreban vam jestabilizirati s mješavinom fenilendiamina i neozona, koji se mora uvesti u polimer kao otopina ili vodena suspenzija. Da bi izolirali izoprensku gumu od polimera kao mrvicu, polimer se mora pomiješati s parom i vodom, a zatim dodati aditive koji sprječavaju aglomeriranje (nakupljanje). Nakon toga potrebno je odstraniti otapalo. Sada je potrebno provesti procese otplinjavanja, odvajanja mrvica od vode i sušenja u crvima i sušilici remena. Na kraju ovog postupka, priprema izoprenske gume može se smatrati potpunom.
Sada je to njegova briketaautomatske instalacije u tisku. SKI-3 brand je sintetička isoprena guma, koja se proizvodi u briketi od trideset kilograma svaki. Briketa je umotana u polietilensku foliju i postavljena u četveroslojnu papirnatu vrećicu. Ovaj film je vrlo dobro obrađen istodobno sa sadržajem koji je izoprenska guma, a njegova svojstva s temperaturom miješanja potpuno dopuštaju da se polietilen omekša i pomiješa s mase u mješalici.
struktura
Svaka guma koja se proizvodiindustrija ima svoje osobine i svojstva svojstvena samo ovoj varijanti. Neke gume imaju dobru mehaničku čvrstoću, drugi imaju kemijsku otpornost ili nepropusnost plina, neki se ne boje promjene temperature, i tako dalje. Svojstva pojedinih sintetičkih guma nadilaze prirodno na mnogo načina i mnogo puta. Samo elastičnost prirodne gume još nije nadmašena, a to je ključna značajka za proizvode kao što su zrakoplovne ili automobilske gume.
Pri radu, uvijek se osjećaju ogromnodeformacija - i istezanje i kompresiju, što uzrokuje intermolekularno trenje, toplinu i gubitak kvaliteta. To jest, što je veća elastičnost gume, to je izdržljiviji proizvod. Zbog toga prirodna guma još uvijek nije iz uporabe i koristi se za proizvodnju guma za velike brzine i teške teretne zrakoplove i automobile. Prirodna guma je izopren polimer, zbog čega su znanstvenici toliko veliki u izradi izoprenske gume kao analogu prirodne gume.
formula
Prirodni resursi za rudarstvo vrlo su ograničeni. Normalno, dobiveno u prirodi, guma ima formulu C5H8kao što se ispostavilo, to je apsolutno identičnomolekulska formula izoprena, koja se stvara kada se guma zagrijava, u proizvodima njegove raspadanja. Zadatak je pronaći prilično pristupačan način. I izoprenska guma se dobiva reakcijom polimerizacije, a ovdje je važno pravilno konstruirati tijek ove reakcije. Polimerizacija je sljedeća: nCH2 = C (CH3) -CH = CH2 ----> (-CH2 - C (CH3) = CH-CH2) n.
Najviše obećavajuća metoda do sada je metoda katalitičke dehidrogenacije izopentana, koja se oslobađa iz naftnih plinova. Pentan može također biti početni materijal za proizvodnju izoprena: CH3CH2CH2CH2CH3jer kada se zagrijava i s katalizatorima totakođer se pretvara u izopentan. Postoji također i metoda polimerizacije, u kojoj je reakcija dobivanja izoprenske gume izgrađena na takav način da se dobiva guma, koja je vrlo slična u svojoj strukturi prirodnoj, pa stoga ima ista izvrsna svojstva.
izopren
Izopren je nezasićeni ugljikovodik,koji pripadaju seriji diena. To je hlapljiva, bezbojna tekućina. Miris je vrlo karakterističan. Izoprenska guma je prirodni monomer, budući da je ostatak njegove molekule ušao u mnoge druge prirodne spojeve - izoprenoide, terpenoide i slično. Otopljen je u organskim otapalima. S etilnim alkoholom, na primjer, može se miješati u bilo kojem omjeru. Ali u vodi se slabo raspada.
No, to lako formira strukturalnu vezu.izoprenske gume tijekom polimerizacije, zbog čega se dobiva izoprena guttaperka i gume. Izolacija također može ući u različite reakcije tijekom kopolimerizacije. U industriji je neophodno jer se koristi za sintetizaciju gume, lijekova, pa čak i nekih mirisnih tvari. U našoj zemlji, proizvodnja sintetičke izoprenske gume već dugo razvija, a oko dvadeset i četiri posto svjetske proizvodnje.
priča
Prvi izopren je dobiven 1860. metodompiroliza iz prirodne gume. Piroliza je toplinska (na visokim temperaturama) razgradnja mnogih anorganskih i organskih spojeva u uvjetima nedostatka kisika. Kasnije je izumio izoprenu svjetiljku - električnu, s grijanom zavojnicom, s kojom se laboratorijska raspodjela terpentinskog ulja termički raspadala.
Drugi svjetski rat donio je ogromanpotreba za izoprenskim gumama, pa se izopren naučio proizvesti na industrijskoj razini kroz pirolizu limonena. Ipak, izopren je bio preskup za masovnu proizvodnju sintetičkih guma. Situacija se promijenila kada je pronađena metoda za dobivanje iz nafte. Zatim je započeo brz razvoj tehnologije za polimerizaciju izoprena.
Uloga u gospodarstvu
Najvažnija stvar u planiranju proizvodnje takvog proizvoda od izoprenske gume jest odabrati pravu lokaciju jer će morati isporučiti frakcije C frakcija.5 do odredišta nekoliko tvrtki koje obavljaju pucanje. Na drugom mjestu u važnosti je razmatranje planova mjesta zbrinjavanja preostalih ugljikovodika iz frakcije C5.
Do ranih devedesetih godina dvadesetog stoljeća zapadna Europa je proizvodila oko osamdeset pet tisuća tona diena.5od toga četrdeset i četiri tisuće tonadimerizirani ciklopentadien i dvadeset tri tisuće tona izoprena. Ostatak - oko petnaest tisuća tona - bio je piperiniliran. Deset godina kasnije, svjetska proizvodnja izoprena povećana je na osam stotina i pedeset tisuća tona godišnje.
nekretnine
U standardnim uvjetima, izopren, kao što je već biorečeno je da je hlapljiva bezbojna tekućina koja je gotovo netopiva u vodi, ali se može miješati u bilo kojem omjeru s dietil alkoholom, standardom, benzenom i acetonom. Izopren je u stanju stvoriti azeotropne smjese s različitim organskim otapalima. Prilikom razmatranja podataka spektroskopske studije, vidljivo je da već na pedeset stupnjeva Celzijusa većina molekula izoprena preuzima stabilnu s-trans konformaciju, samo petnaest posto molekula je u konformaciji s-cis. Između tih stanja razlika energije iznosi 6,3 kJ.
Kemijska svojstva izoprena predstavljaju ga kaotipični konjugirani dien koji ulazi u reakciju supstitucije, dodavanja, kompleksacije, ciklizacije, telomerizacije. Aktivno u reakciji s elektrofilima i dienofilima.
primjena
Glavni dio izoprena, koji se proizvodi utrenutno se koristi u sintezi izoprenske gume, slične strukture i svojstava prirodnoj gumi. Koristi se posebno za proizvodnju guma. Postoji još jedan proizvod polimerizacije izoprena - poliizoprena, koji se koristi mnogo manje, jer ima svojstva gutaperke. Na primjer, izrađene su žičane izolacije i loptice za golf. Isoprenska guma koristi se za proizvodnju različitih gumenih proizvoda, koji kombiniraju prirodne i druge sintetičke gume.
Na primjer, kako biste smanjili ljepljivost, dodajteButadiene-metilstirenske gume, štoviše, povećava izdržljivost umora, ako su deformacije višestruke. Nitriti dodaju otpor ozona i otpornost na starenje topline. Dakle, promatranjem kompleksa tehničkih svojstava, izoprenska guma se savršeno očituje pri upotrebi transportnih traka, usisnih ili tlačnih crijeva, kod oblaganja osovina strojeva, u proizvodnji obuće, medicinskih i drugih proizvoda.
Opasnost za okoliš
Izopre se lako eksplodira i zapali. U visokim koncentracijama u tijelu može doći do paralize i smrti. To se uglavnom događa pri atmosferskoj zasićenosti, pa se metabolizam javlja u respiratornom sustavu, kada se izoprenski pretvara u epokside i diole.
Visoka koncentracija se smatra četrdesetmiligrama po kubnom metru je maksimalna doza. Male koncentracije izoprena u zraku mogu imati narcotski učinak na ljude, nadražujući oči, kožu, respiratorni trakt i sluznice.
biologija
Suvremeni znanstvenici otkrili su da isparski par oslobađa gotovo sve biljke u atmosferu. Globalni volumen fitogenskog izoprena je približno procijenjen na (180-450).1012 gram ugljika godišnje. Taj se proces ubrzava ako se temperatura zraka približi trideset stupnjeva Celzijusa, kao i ako je intenzitet sunčevog zračenja visok, dok je fotosinteza već potpuno zasićena. Biosinteza izoprena je inhibirana fosmidomicinom i spojevima brojnih statina. Zašto biljke to ne razumiju. Izopren može im dati dodatnu otpornost na pregrijavanje. Osim toga, to je radikalni čistač, što znači da može zaštititi biljke od reaktivnih vrsta kisika i od ozona.
Znanstvenici također sugeriraju sintezu izoprenanas prisiljava da stalno troše NADPH i ATP molekule, koje biljka proizvodi tijekom fotosinteze. To znači da oslobadanje izoprena štiti od foto-oksidacijske degradacije i regeneracije, ako je rasvjeta prekomjerna. Nedostatak tog mehanizma zaštite može biti jedan: ugljik, koji se tako teško izlučuje u procesu fotosinteze, troši se na otpuštanje izoprena. Znanstvenici se nisu zaustavili na biljkama i otkrili da ljudsko tijelo također može proizvesti diene ugljikovodike, a među njima najčešće se nalazi i izopren.
