Bạn đang xem: Cao su hóa học
Mục Lục
Công thức chất hóa học và quy trình tổng hợpQuá trình điều chế cao su thiên nhiên bunaQui trình sản xuất cao su đặc BunaCao su Buna là gì?
Được cấp dưỡng từ quá trình trùng hợp của các phân tử monome 1,3-butadiene.Cao su buna là một polymer được hình thành từ sự trùng hợp của monome 1,3-butadiene
Tổng đúng theo PolybutadieneCông thức chất hóa học và quy trình tổng hợp
Công thức hoá học cao su buna
Cao su Buna là một trong polymer không bão hòa của các monome butadien khác biệt (1,2-butadiene với 1,3-butadien). Bọn chúng được liên kết với nhau qua những dạng liên kết điển hình là cis, trans và vinyl.
Trong đó, phổ biến nhất là nhị dạng link cis với trans.
Quá trình tổng hợp cao su đặc buna
1,3-Butadiene Polymerization – người sáng tác UserH PadleckasQuá trình tổng hợp cao su đặc buna đó là quá trình trùng ngưng. Nói một bí quyết khác đó là quá trình kéo dãn các chuỗi monome 1,3-butadien thành các đại phân tử polymer thông quá những liên kết giữa những phân tử C-C.
Các đại phân tử polyme của cao su thiên nhiên buna thường xuyên được links với những dạng là cis, trans cùng vinyl. Và những dạng liên kết này, được sinh ra và chịu tác động của nhiệt độ, áp suất, dung môi trong quy trình trùng ngưng.
Liên kết cis làm ra uống cong vào chuỗi polymer, tạo ra các vùng vô định hình tạo ra tính đàn hồi cao của cao su đặc buna.Liên kết trans tạo nên các link giữ khá thẳng, tạo ra thành các chuỗi polymer nạm định, tăng tính định hình của chuỗi polymer.Liên kết vinyl hay chỉ lộ diện với tỷ lệ vài xác suất so với links cis và trans. Ít ảnh hưởng đến đặc điểm của chuỗi polymer.Quá trình điều chế cao su đặc buna
Qui trình pha chế 1,3-butadiene, sản xuất cao su đặc thiên nhiên khá đa dạng và phong phú từ qui mô phòng thí nghiệm tuyệt qui mô thêm vào công nghiệp. Bắt tắt, GCS sẽ ra mắt đến chúng ta 04 qui trình phổ biến hiện nay.
1. Các bước Cracking từ các hydrocacbon C4
Butadien thường xuyên được phân lập từ các hydrocacbon tứ cacbon khác được tạo nên trong quá trình crackinh hơi nước bằng phương pháp chưng cất chiết suất sử dụng dung môi aprotic phân cực như axetonitril, N-metyl-2-pyrrolidon, furfural, hoặc dimetylformamit, sau đó nó được tách bóc ra bằng cách chưng cất.
Đây là tiến trình được áp dụng để thêm vào butadiene bài bản công nghiệp hiện nay nay.
Bước 1: CH4 ra C2H2
2. Từ quá trình dehydro hóa n-butan
Butadiene cũng hoàn toàn có thể được sản xuất bằng phương pháp xúc tác dehydro hóa butan (n-butan). Ngày nay, butadien trường đoản cú n-butan được sản xuất thương mại dịch vụ bằng tiến trình Houdry Catadiene, được trở nên tân tiến trong chũm chiến II. Điều này yên cầu phải xử trí butan trên alumin cùng crom ở ánh nắng mặt trời cao.
3. Tự ethanol
Quy trình này được sử dụng phổ biến ở trong nạm chiến trang bị II, mặc dù nhiên hiện giờ nó đã mất được áp dụng nữa cùng được sửa chữa bằng phương pháp Cracking.
Quá trình sản xuất butadiene từ bỏ ethanol có 2 quá trình
Quy trình vì Sergei Lebedev phạt triển, etanol được chuyển đổi thành butadien, hydro và nước sinh hoạt 400–450 ° C ko qua ngẫu nhiên loại xúc tác oxit sắt kẽm kim loại nào.
Quy trình thứ hai di Ivan Ostromislensky phạt triển, etanol được oxy biến thành axetaldehyt, phản ứng cùng với etanol bổ sung cập nhật trên hóa học xúc tác silica xốp được xúc tiến vì chưng tantali sinh sống 325–350 ° C để tạo thành butadien.
4. Từ bỏ butenes
1,3-Butadiene cũng rất có thể được sản xuất bằng phương pháp xúc tác dehydro hóa butenes thông thường. Quá trình này tiết kiệm hơn nhiều so với từ Ethanol hoặc n-butan.
Đây cũng chính là một quy trình được sử dụng nhiều trong rứa chiến thứ II, nhưng bây giờ đã được sửa chữa bằng quá trình cracking.
Qui trình sản xuất cao su thiên nhiên Buna
Có những qui trình sản xuất cao su buna, mặc dù sự khác biệt chủ yếu của những qui trình này là hóa học độn. Chất độn được cung cấp trong quá trình sản xuất sẽ ra quyết định những đặc tính đặc biệt của cao su thiên nhiên buna.
Bước 1: Trộn tạo các thành phần hỗn hợp cho phản bội ứng tạo thành polymer.
Hỗn hợp những monome butadien (1,3-butadiene, 1,2-butadiene được nhủ hóa từ bỏ dầu mỏ).Các hóa học kích hoạt chế tạo ra gốc và hóa học xúc tác được thêm vào các bể phản ứng.Các bể bội nghịch ứng này cất nước với sứ mệnh là môi trường thiên nhiên cho phản bội ứng tổng vừa lòng polymer.Bước 2: Quá trình gia nhiệt mang đến phản ứng tổng hợp những nhánh mono polymer.
Bể bội phản ứng được gia nhiệt độ từ 30 mang đến 40°C nhằm mục đích thúc đẩy sự hình thành các nhánh mono polymer (hình thành link cis với trans).1,3-butadiene + 1,3-butadien + 2-propenenitrile + 1,3-butadiene + 1,2-butadiene → nitrile butadien
Quá trình bội phản ứng tạo thành các mono polymer hay từ 5 mang đến 12 giờ, với hiệu suất khoảng 70% các thành phần vật liệu sẽ được tổng phù hợp thành những chuỗi polymer.Bước 3: Kích thích hợp phản ứng sinh sản mono polymer nhằm tối ưu hiệu suất.
Hai hoạt hóa học dimethyldithiocarbamate xuất xắc diethyl hydroxylamine sẽ được thêm vào bể phản ứng, can dự phản ứng của 30% yếu tắc còn lại. Các thành phần ko phản ứng sẽ bị nockout bỏ thông qua hơi nước.Hiệu suất tổng hợp những mono polymer thường đạt mức gần 100%, sau thời điểm thu hồi những mono polymer này sẽ tiến hành lọc để vứt bỏ các chất rắn không mong mỏi muốn.Bước 4: Ổn định các chuỗi polymer thành phẩm.
Sản phẩm này đã được chuyển qua bể trộn, địa điểm nó được định hình bằng các chất kháng oxy hóa. Kế tiếp được đông tụ bằng canxi nitrat (Buna – N), giỏi nhôm sunfat (Buna – S). Những chất đông tụ dư sẽ được rửa với sấy khô tạo thành sản phẩm ở đầu cuối là cao su thiên nhiên Buna nguyên liệu.
Bước 5: Sản xuất những thành phẩm cao su đặc buna.
Quá trình này sử dụng cao su nguyên liệu từ cách 4 cùng rất hỗn hợp các chất độn. Mục đích tạo thành các sản phẩm cao su thiên nhiên hoàn thiện mang phần đông đặc tính ý muốn muốn. Hoặc được sử dụng làm chất độn nhằm tăng đặc điểm mới cho những loại polymer khác.
Ví dụ: nâng cao độ dẻo dai (khả năng kháng va đập) của vật liệu nhựa như polystyrene với acrylonitrile butadiene styrene (ABS).
Cao su buna tất cả tính lũ hồi cùng độ bền xuất sắc hơn cao su thiên nhiên thiên nhiên
Đây đó là điểm chỉ chiếm ưu rứa của cao su buna nói riêng và cao su tổng vừa lòng nói chung. Khi các loại cao su tổng hợp đều phải sở hữu tính đàn hồi cùng độ bền tốt hơn rất nhiều so với cao su đặc thiên nhiên. Vì chưng chính các thành phần cấu tạo nên chúng và các thành phần này dễ dàng tùy chỉnh trong quá trình sản xuất.
Phần to butadien được trùng hợp nhằm sản xuất cao su đặc tổng hợp. Phiên bản thân polybutadiene là một trong vật liệu cực kỳ mềm, gần như lỏng có giá trị dịch vụ thương mại cao nhất.Các hóa học đồng trùng hợp như acrylonitrile butadien styren (ABS), nitrile-butadien (NBR) cùng styren-butadien (SBR) cực kỳ dai và lũ hồi được điều chế từ butadien với styren/acrylonitril. Đều là các loại cao su thiên nhiên tổng đúng theo được sử dụng rất rộng rãi hiện tại nay. Đơn cử như SBR là vật liệu được sử dụng thịnh hành nhất để chế tạo lốp ô tô.Một lượng nhỏ tuổi butadien được áp dụng để tạo thành nylon, adiponitrile, bằng phương pháp bổ sung một phân tử hydro xyanua vào mỗi links đôi vào một quy trình được điện thoại tư vấn là hydrocyanation vị DuPont phân phát triển.Các trang bị liệu cao su thiên nhiên tổng hợp khác ví như chloroprene cùng dung môi sulfolane cũng rất được sản xuất từ bỏ butadien.Butadien được áp dụng trong thêm vào công nghiệp 4-vinylcyclohexene trải qua phản ứng đime hóa Diels Alder. Vinylcyclohexene là một tạp chất thịnh hành được kiếm tìm thấy vào butadien khi bảo vệ do quy trình đime hóa.Cyclooctadiene và cyclododecatriene được tạo thành thông qua phản ứng đime hóa và trime hóa xúc tác niken hoặc titan, tương ứng.Butadiene cũng hữu dụng trong quá trình tổng hợp xycloalkane cùng xycloalkene, vày nó phản nghịch ứng với các liên kết carbon-carbon kép với ba trải qua phản ứng Diels-Alder.Độc tính của cao su đặc Buna và an toàn môi trường
Butadien có độc tính cấp tính thấp, LC50 là 12,5-11,5 vol% so với các nghiên cứu trên chuột.Tiếp xúc lâu hơn có tương quan đến bệnh tim mạch mạch, có mối liên quan đồng hóa với căn bệnh bạch cầu, cũng giống như mối tương quan đáng nói với những bệnh ung thư khác.1,3-Butadiene đã làm được IARC hướng dẫn và chỉ định là hóa học gây ung thư đội 1 và cũng được liệt kê là chất gây ung thư vày Cơ quan đăng ký dịch dịch do những chất ô nhiễm và độc hại và EPA Hoa Kỳ.Hội nghị các nhà lau chùi công nghiệp của chính phủ nước nhà Hoa Kỳ (ACGIH) liệt kê nó là hóa học bị nghi ngờ gây ung thư.Xem thêm: Khối D09 Gồm Những Môn Nào, Bí Quyết Ôn Thi Khối D09 Đạt Điểm Cao
Tổng kết
Cao su buna có thể xem là loại cao su thiên nhiên tổng đúng theo quan trọng, vừa có những đặc điểm nội trội của cao su thiên nhiên thiên nhiên, mặt khác dễ cấp dưỡng và tùy trở nên các đặc thù đặc biệt.Đó đó là nguyên nhân cao su buna chiếm tới 1/4 lượng cao su thiên nhiên tổng hòa hợp được tiêu hao trên nhân loại (số liệu 2012).Hi vọng qua bài viết bạn đang phần nào đọc về cao su buna. Mọi chủ ý đóng góp sung sướng để lại bình luận, GCS đang trả lời các bạn trong vòng 72h.GCS – Wiki