Каучук және резеңке туралы мәліметтер

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 9 бет
Таңдаулыға:

Каучук және резеңке

Каучукпен европалықтар алғаш рет XV ғасырдың аяғында танысқан. 1493 жылы Христафор Колумб екінші саяхатында Оңтүстік Америкадағы Гаити аралынын тұрғындарының ойнайтын добы мен хош иісті шайнайтын сағызына назар аударады. Бұл зат каучук еді. X. Колумб саяхатында кездескен бұйымдармен бірге каучукты да Европаға ала келеді. Бірақ XVIII ғасырға дейін Европада каучуктың сырын ешкім біле алмады. Каучуктың сырын 1735 жылы француз оқымыстысы Шарль Де Ля Кандалин ашты. 1735 жылы Париж Академиясы жер меридианының доғасын өлшеу үшін Оңтүстік Америкаға географиялық экспедиция жібереді. Осы экспедицияның құрамына Кандалин де енеді. Кандалин өз жұмысын орындай жүріп каучукты да зерттеп Европаға келгеннен соң каучуктың қасиеттері туралы еңбек жазады.

Осы еңбек арқылы европалықтар каучукты алу жолы және оның қасиеттерімен танысады. Европалықтар осы еңбек арқылы табиғи каучукпен танысады және каучук ағашының қабығын қырыққан кезде бөлінетін латекс деп аталатын сұйық заттан алынатындығын біледі. Каучук деген сөз Бразилияның «као-очу» (ағаштың көз жасы) деген сөзінен шыққан.

Табиғи каучук белгілі топқа жатпайтын ботаникалық өсімдіктердің шырынынан өндіріледі. Каучук өсімдіктері Оңтүстік Америка, Африка, Малайя Архипелагы сияқты экватордың тропикалық аймақтарында өседі.

Каучукты ең көп беретін биіктігі 45 м, жуандығы 2, 5-2, 8 м- ге жететін Бразилия гевеясы. Елімізде ертеде каучук тау сағыз, қырым сағыз, көк сағыз деген өсімдіктерден өндірілген. Гевея ағашы егілген жердің 1 км ² ауданынан жылына 300-500 кг, бір түп ағаштан күніне небәрі 160 г шырын (латекс) алынады. Каучук ағашынан бөлініп алынған латекс ауада тез өзгеріп, қоюланып қалады. Оңтүстік Американың тұрғындары ерте кезде-ақ латексте белгілі формалы саз балшықтан жасалған қалыпқа (форма) жағып, оны оттың күлімен кептіру арқылы аяқ киім, су құюға арналған ыдыс, резеңке сияқты көптеген бұйымдар жасаған. Бразилиялықтар латекске оқ дәрісін (күкірт) қосып, күнге кептіру арқылы оны резеңкеге айналдырған. Бұл вулканизация процесінің жабайы түрі еді.

Табиғи латекстің құрамында майда шар (глобус) түрінде 40%-ке дейін каучук, қалғаны су, белок, шайыр, қант және күл (минерал тұздар) болады. Каучукты латекстен құмырсқа, сірке қышқылдарын қосу арқылы бөледі. Бұл қышқылдардың әсерінен латекстің құрамындағы каучук түйіршіктері бірігіп (каогуляция), тұнба түрінде ыдыстың түбіне шөгеді. Бөлінген каучук сумен жуылып тазартылған соң, бетіне өрнек салынған екі валдың арасынан өткізіліп, жалпақ лентаға айналдырылады. Лентаның бетіндегі өрнек оны орап сақтағанда немесе бір орыннан екінші орынға тасымалдағанда лентаны бір-біріне жабыстырмайды. 1832 жылы неміс химигі Людерсдор каучукты күкірттің скипидардағы ертіндісімен өңдеу арқылы қатайтуға болатындығын, яғни , вулканизация әдісін тапты.

Қазіргі кезде каучуктен халық шаруашылығының әр түрлі салаларында қолданылатын резеңке түріндегі көптеген конструкциялық бұйымдар жасалады. Резеңке - майға, әр түрлі агрессивті орталарға, үйкеліске берік, созылғыш изолятор, тербелісті тұту қабілеті күшті, беріктік шегі жоғары органикалық зат. Сондықтан резеңке басқа материалдармен салыстырғанда құнды материал болып табылады.

Резеңке үй тұрмысынан бастап ракета жасау өндірісіне дейін қолданылады. Резеңкеден тұрмыста аяқ киімнен бастап автомобиль мен самолёттердің дөңгелектері және көптеген детальдары жасалады. Елімізде өндірілген каучуктың жартысынан көбі машина жасау өндірісіне жұмсалады.

Бір комплект «Москвич» автомобилінің дөңгелегін жасауға 24 кг, ЗИЛ-150 машинасына-160 кг, ал МАЗ маркалы машинаның дөңгелектері не 1879 кг каучук жұмсалады. ТУ-104 реактивті самолётте жалпы салмағы 2, 5 т резеңкеден жасалған 9 мыңдай детальдар бар. 1964 жылы 24 млн дана автомобиль дөңгелегі өндірілген болса, ол 1970 жылы 44 млн данаға жетпек. Егер 1827 жылы дүние жүзі өндірісінің каучукке мұқтаждығы 3 т болған болса, 1911 жылы 75 мың тонна, 1962 жылы 48, 1 млн т, ал 1980 жылы бұл сан 10-25 млн тоннаға жетпек. XIX ғасырдың басында резеңкеден 10 мың түрлі бұйым жасалса, қазіргі кезде 40 мыңдай бұйым жасалады. Каучук өндірісі техниканың өсуіне байланысты, күннен-күнге өркендеп келеді. Каучук өндірісі соңғы жүз жылдың ішінде 2000 есе артты. Резеңкенің серпімділік, су, газ өткізбеу, беріктік, пластикалық, агрессивті ортаға төзімділігі сияқты тамаша физика-химиялық қасиеттері оны техниканың сан алуан тарауларында қолдануға мәжбүр етеді. Сондықтан резеңке қазіргі кезде аса құнды конструкциялық материалдардың қатарына жатады.

Жасанды каучук алу. Каучук жасанды және табиғи каучук болып екіге бөлінеді. Табиғи каучук алу жолы жоғарыда айтылды. Енді жасанды каучук алу жолдарын қарастырайық. Табиғи каучук өскелең өндіріс мұқтажын қанағаттандыра алмайды. Себебі табиғи каучук алынатын өсімдіктер каучукты аз береді және олар жер шарының барлық жерінде өсе бермейді. Сондықтан XIX ғасырдың басында жер жүзінің химиктері жасанды каучук алудың жолын іздеді. Жасанды каучук алу мақсатымен 1826 жылы ағылшын физигі Майкл Фарадей каучуктың молекулалық құрылысын зерттеп, оның химиялық формуласын (С ₅ Н ) анықтады.

1835 жылы неміс химигі Химли каучукты құрғақ айдау әдісімен оны құраушыларына жіктеп, изопренді (С Н ) алды. Соңғы зерттеулердің нәтижесінде каучук мономер изопреннің полимері екендігі анықталды. Полимер дегеніміз жай қосылыстың біртектес молекулаларынан құралған көп молекулалы зат. Жай молекулалы заттар белгілі температура мен қысымда бірігіп (полимерленіп) күрделі молекула түзеді. Осылайша каучуктың табиғаты анықталып болғаннан соң оны химиктер жасанды жолмен алуға кірісті. 1917 ж. кейін біздің елде 1928 жылы дүние жүзінің ғалымдарына жасанды каучук алу жолын табуға конкурс жариялады. Осы кезде неміс химигі Готлиб: «Каучукты синтездеу жолымен алғысы келген адамдар уақытын босқа жібереді» деген еді. Готлибке керісінше Лебедев каучукты жасанды жолмен алудың бір емес екі жолын ұсынды: біріншісі изопренді полимерлеу де, екіншісі бутадиеннен алу.

1932 жылдан бастап елімізде Лебедев әдісі бойынша жасанды каучук өндіретін заводтар жұмыс істей бастады. Қазіргі кезде полимерлеу әдісімен каучуктың 40-қа жуық түрі алынады. Сонымен жасанды немесе синтетикалық каучук дегеніміз көп молекулалы қасиеті каучуктың қасиетіне ұқсас вулканизацияланатын органикалық зат.

Жасанды каучукты, этил, метил спирттері, мұнай, табиғи газ, бутадиен және бутадиен туындылары мен стирол, изобутилен сияқты органикалық заттарды полимерлеу арқылы алады.

Елімізде жасанды каучук көбінесе дивинилден алынады. Дивинил торф, ағаш сияқты органикалық заттардан алынатын спирттерден өндіріледі. Дивинил - қалыпты жағдайда иісі бар, қатаю температурасы 4, 5° С, полимерлеу нәтижесінде каучукке айналатын газ. Техникада жасанды каучуктың мына түрлері жиі қолданылады:

1. Хлоропренді каучук - хлоропренді полимерлеу арқылы алынады. Бұл каучук химиялық төзімділігі атмосфера, температураға беріктік жағынан табиғи каучуктен асып түседі, кемшілігі металдарды тотықтырады және диэлектрлік қасиеті нашар.

2. Натрий-бутадиен каучугін бутадиенді полимерлеу арқылы алғаш рет 1934 жылы Лебедев алды. Бутадиен этил спиртінен алынады. Бұл каучуктен жасалған резеңке - 40° С температурада қасиеттерін сақтай алады.

3. Силиконды каучуктер кремний-органикалық қосылыстардан алынады. Бұл каучук негізінде жасалған резеңке - 60° С +250° С температура аралығында өз қасиеттерін өзгертпей жұмыс істей алады.

Резеңке алу . Каучуктың физика-механикалық касиеттері нашар болғандықтан одан тікелей бұйымдар жасауға болмайды. Каучукке эр түрлі қасиеттер беретін заттар (ингредиенттер) қосып вулканизациялау арқылы оны резеңкеге айналдырады. Резеңке - ингредиенттер қосылып, вулканизацияланған каучук. Резеңкенің құрамында оның түріне байланысты 5%-тен 92%-ке дейін каучук болады. Резеңке жасау ушін каучукке мынадай заттар қосылады:

1. Вулканизацияланатын заттар ретінде күкірт, натрий, дилазаминобензол, күкіртті сутегі, күкірттің қос тотығы сияқты заттар қосылады.

Каучуктың құрамындағы күкірттің мөлшерін өзгерту арқылы жұмсақтығы әртүрлі резеңке алуға болады. Күкірттің каучуктегі мөлшері 25%-ке жеткенде каучук қатайып эбонитке айналады. Резеңкенің құрамында күкірт мөлшері 1, 5-5% шамасында болады. Вулканизациялау процесі ыстық, суық күйде және газбен жүргізіледі.

Жуан қабырғалы резеңке бұйымдарын вулканизациялау процесі арнаулы аппаратта 120-150° С температурада жүргізіледі. Суық күйде вулканизациялау процесінде резеңке, 0, 5-3 минут жарты хлорлы күкірттің бензиндегі ертіндісіне батырылады, ал газбен вулканизациялау үшін резеңкені шамалы уақыт күкіртті газ (S0 ₂ ), күкіртті сутегі (Н ₂ S) газдарында ұстайды. Суық күйде және газбен вулканизациялау әдістері жұқа қабырғалы резеңке бұйымдары үшін колданылады. Вулканизация процесі арнаулы бу қазандарымен электр немесе бумен қыздырылатын престерде жүргізіледі.

2. Катализатор (вулканизацияны тездеткіш) ретінде коптакс тиурам сияқты органикалық заттар мен кейбір металдардың (РЬ, 2п) тотықтары қолданылады. Бұл заттар каучукке 0, 5-5% мөлшерде вулканизациялау температурасын төмендету және процесті тездету үшін қосылады.

3. Толықтырғыш және күшейткіш заттар резеңкенің өзіндік құнын кеміту және физика-механикалық қасиеттерін (беріктік шегі, үйкеліске беріктігі т. б. ) жақсарту үшін қосылады. Бұл заттар резеңкенің механикалық касиеттерін арттыратын активті (көмір қышқыл марганец) және резеңкенің өзіндік құнын кемітетін заттар (пассивті бор, борит, тальк) болып екіге бөлінеді.

4. Тоздырмайтын зат ретінде резеңкенің құрамына 3-5%-тей мынадай ароматты аминдер, диаминдер және аминдердің альдегиді эфирлермен конденсациялану өнімдері сияқты күрделі органикалық заттар қолданылады. Бұл заттар резеңкенің физика-химиялық қасиеттерін ұзақ уақыт сақтау (ескіртпеу, тоздыру) үшін қосылады.

5. Пластификатор (жұмсартқыш) ретінде резеңкенің құрамына 2-5%-тей стеарин, парафин, амин қышқылдары қосылады. Бұл заттар резеңке қоспасын жұмсартып оның араласуын жеңілдету және суыққа төзімділігін арттыру үшін қосылады.

6. Бояу ретінде ультрамарин, охра қосылады. Бояғыш заттар резеңкенің түсін өзгертеді.

7. Регенерат ретінде істен шыққан ескі резеңке бұйымдары қосылады. Регенерат резеңкенің өзіндік құнын кемітіп, пластикалық қасиетін арттырады.

Резеңке бұйымдарының жасалу технологиясы. Резеңкеден бұйымдар жасау технологиясы мынадай кезеңдерден тұрады:

а) каучукты жұмсарту,

б) резеңке қоспасын дайындау,

в) шала фабрикат жасау,

г) вулканизация.

Каучукты жұмсарту мақсатымен оны майдалап турап, 40- 50° С температураға дейін қыздырып, 15-20 минут уақыт ішінде бір-біріне қарама-қарсы бағытта айналыстағы екі біліктің арасынан өткізеді. Мұндай өңдеуден өткен каучук жұмсарып, ұнтақ күйдегі толықтырғыш қоспалармен жақсы араласатын болады.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.