Методы производства синтетических каучуков и важнейшие области их применения

Одним из факторов, повлиявшим на поиск путей производства синтетических каучуков явился дефицит и высокая стоимость транспортировки натуральных каучуков.

В конце 20-х годов нашего столетия ленинградские химики во главе с С. В. Лебедевым разработали способ получения каучука из этилового спирта с последующей полимеризацией его на металлическом натрии. На основе этого метода в нашей стране было основано первое в мире промышленное производство синтетического каучука.

Сырьём для синтеза бутадиена служит этиловый спирт. Получение бутадиена основано на реакциях дегидрирования и дегидратации спирта. Эти реакции идут одновременно при пропускании паров спирта над смесью соответствующих катализаторов. Бутадиен очищают от не прореагировавшего этилового спирта, многочисленных побочных продуктов и подвергают полимеризации.

Для того чтобы заставить молекулы мономера соединиться друг с другом, их необходимо предварительно возбудить, то есть привести их в такое состояние, когда они становятся способными, в результате раскрытия двойных связей, к взаимному присоединению. Это требует затраты определённого количества энергии или участия катализатора.

При каталитической полимеризации катализатор не входит в состав образующегося полимера и не расходуется, а выделяется по окончанию реакции в своём первоначальном виде. В качестве катализатора синтеза бутадиенового каучука С. В. Лебедев выбрал металлический натрий, впервые применённый для полимеризации непредельных углеводородов русским химиком А. А. Кракау.

Отличительной особенностью процесса полимеризации является то, что при этом молекулы исходного вещества или веществ соединяются между собой с образованием полимера, не выделяя при этом каких-либо других веществ.

Сейчас производится широкий ассортимент синтетических каучуков, различных по составу и потребительским свойствам. Обычно каучуки классифицируют и называют по названию мономеров, использованных для их получения (изопреновые, бутадиеновые каучуки), или по характерной группе атомов, входящих в их состав (полисульфидные, кремнийорганические и т.д.).

Исходным сырьем для получения каучуков является сырая нефть, которую разделяют на фракции (углеводороды определенного размера) и далее уже используют в синтезе необходимых мономеров. Основным методом получения синтетических каучуков является полимеризация диенов и алкенов. Наиболее широко в качестве мономеров для производства каучуков используются бутадиен, изопрен, стирол, хлоропрен, изобутен, этилен, акрилонитрил и др.

Виды полимеризации

В зависимости от фазового состояния среды, в которой протекает реакция полимеризации, различают несколько видов процесса: жидкофазная, газофазная, эмульсионная и растворная полимеризация. Синтетические каучуки, полученные по разным способам полимеризации, отличаются структурой, следовательно, и свойствами.

Газофазная и жидкофазная полимеризация

Полимеризация бутадиена под влиянием металлического натрия в жидкой среде мономера была первым промышленным методом синтеза каучука. Немного позже был разработан и внедрен в промышленность газофазный метод полимеризации бутадиена. Газофазная полимеризация имела ряд преимуществ по сравнению с полимеризацией в среде жидкого мономера (жидкофазная полимеризация): щелочной металл использовался в виде катализаторной пасты, что увеличивало его поверхность. Получаемый полимер получался более однородным по качеству, производство каучука упростилось и стало более безопасным, также появилась возможность частичной механизации.

Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6

Заметки по экономике ...

Генезис и основные этапы развития экономической теории
Актуальность исследования. Существует мнение, что экономическая наука сухая и скучная. Но это совсем не так, в экономическом устройстве общества есть немало увлекательных проблем, раскрыть которые пытались и пытаются маститые мыслители Востока, рациональные прагматики Запада, романтики и гуманисты России. И ученые б ...

Взаимодействие микросреды на деятельность фирмы
Выполнение управленческих функций является необходимым условием для организации, собирающейся добиться определенного успеха. Дошедшая до наших дней история свидетельствует о существовании мощных древних организаций и достаточно умелом управлении ими. Характерно, что до начала ХХ века практически никто не задумывалс ...

Безработица сущность, виды, последствия
Для многих людей чувство собственного достоинства непосредственно связано с тем делом, которым они заняты. Поэтому, обнаружив, что они являются невостребованными на рынке труда, люди переживают тяжёлое психологическое потрясение.   Читайте.

Взаимодействие микросреды на деятельность фирмы
Выполнение управленческих функций является необходимым условием для организации, собирающейся добиться определенного успеха. Дошедшая до наших дней история свидетельствует о существовании мощных древних организаций и достаточно умелом управлении ими.   Читайте.