Hoe doe synthetische isopreenrubber

Natuurlijk rubber heeft veel analoges, en isopreenrubber wordt beschouwd als een van de meeste multi-tonnage. De industrie produceert de meest uiteenlopende typen van dit product, dat verschilt in zowel eigenschappen als type katalysatoren - lithium, complex en dergelijke.

Hoe wordt rubber geproduceerd?

Isopreenrubber is synthetisch, het is stereoregulair en wordt verkregen door polymerisatie van isopreen, in een inert oplosmiddelmedium geplaatst met een complexe katalysator. Dit is bijvoorbeeld gedaan, SKI-3. De polymerisatie van isopreen in de oplossing moet continu zijn, daarvoor zijn er batterijen van vier tot zes polymerisatoren die door pekel worden afgekoeld.

Het monomeer in de lading is geconcentreerd tot twaalf tot vijftien procent, dan is de mate van omzetting vijfennegentig procent, en de duur zal twee tot drie uur bij temperaturen van nul tot tien graden Celsius zijn. Als het isopreenrubber met hoog molecuulgewicht nodig is, is de zuiverheid van de reagentia die bij de polymerisatie gebruikt worden zeer hoog.

Stabilisatie en drogen

Om het polymeer tegen oxidatie te beschermen, moet het gestabiliseerd worden met een mengsel van fenylendiamine en neozone, die in het polymeer moet worden ingebracht als oplossing of een waterige suspensie. Om het isopreenrubber van het polymeer als een kruimel te isoleren, moet het polymeer met stoom en water worden gemengd, voeg dan additieven toe die agglomeratie (clumping) voorkomen. Hierna is het nodig om het oplosmiddel te distilleren. Nu is het nodig om processen te ontgassen, scheiding van kruimels uit water en drogen in wormmachines en riemdrogers. Aan het einde van dit proces kan de bereiding van isopreenrubber als voltooid beschouwd worden.

Nu is het op briquetted op automatische eenheden onder de pers. Het SKI-3 merk is synthetisch isopreenrubber, dat wordt geproduceerd in briketten van dertig kilo elk. Het briket wordt verpakt in een polyethyleenfolie en in een vierlaags papieren zak geplaatst. Deze film wordt goed gelijktijdig verwerkt met de inhoud, dat is isopreenrubber, de eigenschappen ervan met mengtemperatuur laten het polyethyleen volledig verzachten en meng het met de massa in de mixer.

structuur

Elk rubber, dat door de industrie wordt vervaardigd, heeft zijn eigen karakteristiek en inherent alleen in deze verscheidenheid van eigenschappen. Sommige rubberen hebben goede mechanische kracht, anderen hebben chemische weerstand of gasdoorlatendheid, anderen hebben geen angst voor temperatuurveranderingen enzovoort. De eigenschappen van individuele synthetische rubbers overschrijden natuurlijk in vele opzichten en vele malen. Alleen de elasticiteit van natuurlijk rubber heeft nog niet kunnen overschrijden, en dit is de belangrijkste eigenschap voor producten zoals luchtvaart- of autobanden.

Tijdens de operatie ervaren ze altijd een enorme vervorming - zowel spanning als compressie, waardoor intermoleculaire wrijving, verwarming en verlies van kwaliteit wordt veroorzaakt. Dat is hoe hoger de elastisiteit van rubber, hoe duurder het product. Om deze reden is natuurlijk rubber nog niet in gebruik, en wordt het gebruikt om banden te produceren van high-speed en zware vliegtuigen en auto's. Natuurlijk rubber is een isopreenpolymeer, daarom is het werk van wetenschappers zo groot dat een isopreenrubber een analoge stof van natuurrubber wordt.

formule

De bronnen van extractie van natuurlijk rubber zijn zeer beperkt. De gebruikelijke rubber die in de natuur verkregen wordt, heeft de formule C ₅ H ₈ , zoals blijkt, het is absoluut identiek aan de moleculaire formule van isopreen, dat gevormd wordt wanneer de rubber wordt verhit in de producten van de ontleding ervan. De taak is om een redelijk toegankelijke methode te vinden. Er wordt een isopreenrubber geproduceerd tijdens de polymerisatiereactie, en het is belangrijk om de stroom van deze reactie goed te bouwen. De polymerisatie is als volgt: nCH2 = C (CH3) -CH = CH2 ----> (-CH2-C (CH3) = CH-CH2) n.

De meest veelbelovende methode tot nu toe is de methode van katalytische dehydrogenering van isopentaan, dat vrijkomt uit aardgasgassen. Het uitgangsmateriaal voor de bereiding van isopreen kan ook pentaan: CH3-CH2-CH2-CH2-CH3 zijn, omdat bij verhitting en met katalysatoren ook wordt omgezet in isopentaan. Er is ook een polymerisatiewerkwijze, waarbij de reactie voor het verkrijgen van isopreenrubber is ingericht, zodat een rubber verkregen wordt, dat zeer gelijk is in structuur naar natuurlijk en derhalve bezit dezelfde uitstekende eigenschappen.

isopreen

Isopreen is een onverzadigde koolwaterstof die bij de diënserie behoort. Het is een vluchtige kleurloze vloeistof. De geur is zeer kenmerkend. Isopreenrubber is een natuurlijk monomeer, aangezien de rest van zijn molecule vele andere natuurlijke verbindingen heeft binnengebracht - isoprenoïden, terpenoïden en dergelijke. In organische oplosmiddelen lost het zich op. Met ethylalcohol kan bijvoorbeeld in elke verhouding gemengd worden. Maar in het water lost het slecht op.

Maar het vormt gemakkelijk een structurele eenheid van isopreenrubber tijdens polymerisatie, wat resulteert in isopreen gutta percha en rubbers. Ook kan isopreen verschillende reacties ondergaan tijdens copolymerisatie. In de industrie is het onontbeerlijk, omdat er met zijn hulp een synthese van rubbers, medische preparaten en zelfs sommige geurstoffen is. In ons land is de productie van synthetisch isopreenrubber al lang ontwikkeld en bedraagt ongeveer vierentwintig procent van de wereldproductie.

verhaal

De eerste isopreen werd in 1860 verkregen door pyrolyse van natuurlijk rubber. Pyrolyse is de thermische (bij hoge temperaturen) ontleding van veel anorganische en organische verbindingen in zuurstofgebrek. Later werd een isopreenlamp uitgevonden-elektrisch, met een verwarmde spiraal, met behulp waarvan thermische terpentijnolie thermisch ontbonden was in laboratoria.

De Tweede Wereldoorlog bracht een grote behoefte aan isopreenrubbers, en daarom werd het geleerd om isopreen op industriële schaal te extraheren door pyrolyse van limonene. En toch was isopreen te duur voor massaproductie van synthetische rubbers. De situatie veranderde toen een methode om het te verkrijgen van olie werd gevonden. Vervolgens begonnen technologieën voor de polymerisatie van isopreen krachtig te ontwikkelen.

Rol in de economie

Het belangrijkste bij het plannen van de productie van een product zoals isopreenrubber is de juiste keuze van de locatie, omdat u breuken van C ₅ moet leveren naar de bestemming van verscheidene ondernemingen die kraken. Op de tweede plaats van belang is de registratie in de plannen van de plaats van gebruik van de resterende koolwaterstoffen uit de C5 fractie.

In het begin van de jaren negentig van de twintigste eeuw produceerde West-Europa ongeveer vijfentwintigduizend ton C5-dieen, waarvan vierduizendduizend cyclopentadieen gedimereerde en drieëntwintigduizend ton isopreen. De rest - ongeveer vijftienduizend ton - waren piperylenen. Tien jaar later is het volume van isopreen in de wereld gestegen tot achthonderdvijftigduizend ton per jaar.

eigenschappen

Onder standaard omstandigheden is isopreen, zoals reeds genoemd, een vluchtige kleurloze vloeistof, bijna onoplosbaar in water, maar mengen in elke verhouding met diethylalcohol, ethanol, benzeen, aceton. Isopreen kan azeotrope mengsels vormen met een verscheidenheid aan organische oplosmiddelen. Bij het overwegen van de gegevens van spectroscopische studies blijkt dat al vijftig graden Celsius de meeste isopreenmoleculen een stabiele s-transconformatie hebben, maar slechts vijftien procent van de moleculen bevinden zich in de s-cis-conformatie. Tussen deze staten is het energieverschil 6,3 kJ.

De chemische eigenschappen van isopreen vertegenwoordigen het als een typische geconjugeerde dieen, die de reacties van substitutie, toevoeging, complexering, cyclisatie, telomerisatie binnentreedt. Het is actief in de reactie met elektrofielen en dienofielen.

toepassing

Het grootste deel van isopreen, dat momenteel wordt geproduceerd, wordt gebruikt bij de synthese van isopreenrubber, die in structuur en eigenschappen gelijkwaardig is aan natuurrubber. Het wordt vooral gebruikt voor de productie van banden. Er is nog een polymerisatieproduct van isopreen, polyisopreen, die veel minder gebruikt wordt omdat het gutta-percha eigenschappen bezit. Van daaruit worden bijvoorbeeld isolatie voor draden en golfballen gemaakt. Isopreenrubber wordt gebruikt om allerlei rubberproducten te vervaardigen, waar natuurlijke en andere synthetische rubbers worden gecombineerd.

Bijvoorbeeld, om de kleverigheid te verminderen, worden butadieen-methylstyreenrubbers toegevoegd, en vermoeidheidsweerstand wordt ook verhoogd als de vervormingen meerdere zijn. Nitriten toevoegen ozonweerstand en weerstand tegen thermische veroudering. Als gevolg van een complexe technische eigenschappen zien de isopreenrubbers zich dus goed aan met behulp van transportbanden, zuig- of drukslangen, voor de bekleding van machineassen, bij de productie van schoeisel, medische en andere producten.

Milieurisico

Isopreen ontploft gemakkelijk en ontstekt. In hoge concentraties kan het lichaam verlamming en dood veroorzaken. In principe gebeurt dit bij atmosferische verzadiging en daarom gaat het metabolisme in het ademhalingsstelsel, wanneer isopreen omgezet wordt in epoxiden en diolen.

Een hoge concentratie wordt beschouwd als veertig milligram per kubieke meter - dit is de maximale dosis. Kleine concentraties isopreen in de lucht kunnen een narkotisch effect op een persoon hebben, irritatie van de ogen, de huid, de luchtwegen en de slijmvliezen veroorzaken.

biologie

Moderne wetenschappers hebben geconstateerd dat paren isopreen vrijwel alle planten vrijmaken in de atmosfeer. Het globale volume fytogene isopreen wordt ongeveer geschat op (180-450) ^_. 10 ¹² gram koolstof per jaar. Dit proces wordt versneld als de luchttemperatuur dertig graden Celsius nadert, en ook als de intensiteit van de zonnestraling hoog is, terwijl fotosynthese al volledig verzadigd is. De biosynthese van isopreen wordt geremd door fosfomidomycine en verbindingen van een aantal statines. Waarom planten dit is niet helemaal begrepen. Misschien geeft isopreen hen extra weerstand tegen oververhitting. Bovendien is het een vangst van radicalen, wat betekent dat het planten kan beschermen tegen actieve vormen van zuurstof en van de effecten van ozon.

Ook suggereren wetenschappers dat de synthese van isopreen constant moleculen van NADPH en ATP moet besteden, die de plant tijdens fotosynthese produceert. Vandaar, de isolatie van isopreen beschermt tegen foto-oxidatieve afbraak en re-reductie als de verlichting buitensporig is. Het nadeel van dit verdedigingsmechanisme kan één zijn: koolstof, die met moeite wordt geëxtraheerd in het proces van fotosynthese, wordt besteed aan het isoleren van isopreen. Op de planten stopten wetenschappers niet en ontdekten dat het menselijk lichaam ook dieen koolwaterstoffen kan produceren, en isopreen onder hen is het meest voorkomend.