Най-важното от урока
Естествен каучук: Полимер на изопрен; еластичен, но с лоша температурна устойчивост.
Вулканизация: Процес на нагряване на каучук със сяра, при който се получава гума. Гумата е по-здрава и устойчива благодарение на образуваните напречни серни връзки.
Синтетичен каучук: Изкуствено създаден полимер (напр. бутадиенов каучук от мономера 1,3-бутадиен), за да отговори на индустриалните нужди.
Рециклиране: Старите гуми са екологичен проблем и се преработват до настилки, регенерирани гуми или горива.
Вулканизация: Процес на нагряване на каучук със сяра, при който се получава гума. Гумата е по-здрава и устойчива благодарение на образуваните напречни серни връзки.
Синтетичен каучук: Изкуствено създаден полимер (напр. бутадиенов каучук от мономера 1,3-бутадиен), за да отговори на индустриалните нужди.
Рециклиране: Старите гуми са екологичен проблем и се преработват до настилки, регенерирани гуми или горива.
Естественият каучук е природен полимер, който се добива от сока (латекс) на каучуковото дърво хевея.
Представлява линеен полимер на мономера изопрен (2-метил-1,3-бутадиен), чиито макромолекули са силно нагънати.
\[ \underbrace{\ce{n CH2=C(CH3)-CH=CH2}}_{\text{Изопрен}} \rightarrow \underbrace{\ce{-(CH2-C(CH3)=CH-CH2)-}_n}_{\text{Полиизопрен (естествен каучук)}} \]
Недостатъци: Естественият каучук става лепкав при нагряване и крехък при ниски температури, което ограничава приложението му в суров вид.
Кой е мономерът, от който е изграден естественият каучук?
Отговор: Мономерът е изопрен (2-метил-1,3-бутадиен).
Вулканизацията е процес на нагряване на каучук със сяра, при който се подобряват неговите механични свойства и температурна устойчивост.
По време на вулканизацията серните атоми образуват напречни "мостове" между линейните полимерни вериги. Така се получава пространствено омрежен полимер, наречен гума.
Гумата е по-здрава, по-устойчива на триене и запазва еластичността си в по-широк температурен диапазон в сравнение със суровия каучук.
Какво представлява гумата от химична гледна точка?
Отговор: Гумата е пространствено омрежен полимер, получен при вулканизация на каучук.
Синтетичните каучуци са изкуствено създадени полимери със свойства, подобни на естествения каучук, разработени да задоволят нарастващите индустриални нужди.
Първият масово произвеждан синтетичен каучук е бутадиеновият каучук (бунау), който е полимер на 1,3-бутадиен.
\[ \underbrace{\ce{n CH2=CH-CH=CH2}}_{\text{1,3-бутадиен}} \xrightarrow{\text{катализатор}} \underbrace{\ce{-(CH2-CH=CH-CH2)-}_n}_{\text{Бутадиенов каучук}} \]
Бутадиеновият каучук има добра водо- и газонепроницаемост, но отстъпва на естествения по еластичност. Днес се създават синтетични каучуци с предварително зададени свойства, които често превъзхождат естествения.
Кой е мономерът на бутадиеновия каучук?
Отговор: Мономерът е 1,3-бутадиен.
Натрупването на огромни количества износени каучукови изделия, най-вече автомобилни гуми, е сериозен екологичен проблем.
Методи за оползотворяване на отпадъци от гуми:
- Производство на гумен прах за строителни материали (настилки за площадки, асфалт).
- Получаване на регенерирани гуми чрез термична и химична обработка.
- Термична преработка за получаване на нефтопродукти и други суровини.
Защо безконтролното изгаряне на стари гуми е вредно за околната среда?
Отговор: Защото води до съществено замърсяване на атмосферния въздух с вредни вещества.
Задачи за упражнение
Лесна: Как се нарича процесът на подобряване свойствата на каучука чрез нагряване със сяра и какъв продукт се получава?
Процесът се нарича вулканизация, а продуктът е гума.
Средна: Посочете два недостатъка на суровия естествен каучук и обяснете как вулканизацията ги преодолява.
Недостатъци: Става лепкав при високи температури и крехък (трошлив) при ниски температури.
Решение: Вулканизацията създава напречни връзки между полимерните вериги, което прави материала по-здрав, по-устойчив на триене и запазва еластичността му в по-широк температурен диапазон.
Решение: Вулканизацията създава напречни връзки между полимерните вериги, което прави материала по-здрав, по-устойчив на триене и запазва еластичността му в по-широк температурен диапазон.
Трудна: Защо е било необходимо създаването на синтетични каучуци, след като съществува естествен? Посочете един пример за синтетичен каучук и неговия мономер.
Необходимостта възниква, защото количеството на добивания естествен каучук не може да задоволи нарастващите нужди на индустрията. Освен това синтезът позволява създаване на каучуци със специфични, предварително зададени свойства (напр. по-голяма устойчивост на разтворители или ниски температури).
Пример: Бутадиенов каучук, чийто мономер е 1,3-бутадиен (\(\ce{CH2=CH-CH=CH2}\)).
Пример: Бутадиенов каучук, чийто мономер е 1,3-бутадиен (\(\ce{CH2=CH-CH=CH2}\)).
