Xreferat.com » Рефераты по биологии и химии » Термическое разложение и горение полимеров

Термическое разложение и горение полимеров

искусственные меха, капроновые карды в шинной промышленности, тяжёлые транспортные ленты, приводные ремни, спасательные верёвки, рыболовные снасти.

Волокно лавсан.

Получение – 2 стадии:

1. Получение дигликолевого эфира терефталевой кислоты

              O     O 

              II     II                              ацетаты Co, Mn, Zn     

      H3C-O-C-   -C-O-CH3 + 2HO(CH2)2OH      <===============>

                              избыток       

                 O    O

                 II     II

<=>  HO-(CH2)2-O-C-   -C-O-(CH2)2-OH + 2CH3OH

                                    200 оС  отгонка.

2. Получение полиэтилентерефталата путём поликонденсации дигликолевого эфира терефталевой кислоты:

          O      O                     O     O

          II      II              270 0C    II      II

 HO-(CH2)2-O-C-    -C-O-(CH2)2OH <===> -О-C-    -C-O(CH2)2-O- n +

                                                       

                                                     (n-1)C2H5OH.

Лавсан (терилен) по своим свойствам близок к натуральной шерсти. Он имеет самую высокую прочность, изделия из него не сминаются. Из всех видов синтетических волокон, волокно лавсан наиболее термически стойкое. Только при 1800 С оно теряет 50% первоначальной прочности. Оно может работать в диапазоне температур от –70 до +1750С. Изделия из лавсана имеют высокую светостойкость. Диэлектрик.

Лавсан относится к химически устойчивым волокнам. Он стоек к действию органических и минеральных кислот. Твоспл. =390 оС. В расславленном состоянии интенсивно горит ярким, сильно коптящим пламенем. К тепловому возгоранию волокно не склонно.

Применение: гибкие рукава, корд, транспортные ленты, приводные ремни, заменитель шерстяного волокна.

Волокно нитрон.

Полиакрилонитрил получают полимеризацией акрилонитрила

         

[ДМФА - диметилформамид НСО—N(CH3)2.]

Волокно очень прочное, упругое, эластичное. Термостойкость удовлетворительное: при 120-130 оC его можно эксплуатировать в течение нескольких недель, снижения прочности при этом не происходит.

Нитрон достаточно светоустойчив. Устойчивость к истиранию ниже, чем у полиамидных волокон.

Волокно легко воспламеняется под действием пламени (Твоспл.=200 оС). При 220-230 оС оно размягчается и одновременно разлагается. Горит ярким, коптящим пламенем. К тепловому самовозгоранию не склонно.

В химическом отношении нитрон менее стоек, чем лавсан, но более стоек, чем капрон. По внешнему виду напоминает шерсть. Нитрон дешевле капрона и лавсана.

Применение: верхний трикотаж, техничные изделия, ткани, специальная одежда, рукава и т. д.

Волокно хлорин.

Получение

       [CH2=CH]n    ¾®    [-CH2-CH-]n  n=50000-1500000

            I                   I  

           Cl                    Cl

Волокно получают методом прядения из растворов. Растворитель: ацетон, ДМФА.

При -20 оС волокно становится хрупким, при 70 оС размягчается, а при 180 оС разлагается с выделением HCI и CI2. Стойкое к действию кислот и щелочей, к большинству растворителей (кроме ацетона, альдегидов и кетонов). Относится к трудно сгораемым материалам. К самовозгоранию не склонно.

Применение: фильтры, спецодежда, лечебное бельё и т. д.

Натуральный каучук.

Содержится в млечном соке некоторых деревьев – каучуконосов (гевея, Бразилия). Добываемый из них млечный сок (латекс) содержит 55-60 % Н2О и 35-40 % каучука в виде мелких глобул. Для выделения каучука, латекс обрабатывают уксусной или муравьиной кислотой, в результате чего происходит коагуляция глобул.

Приблизительная формула:   - СН2-С=СН-СН2-

                                   I

                                  CH3         n    Мср ~350000                                            

Длинные молекулы натурального каучука беспорядочно свёрнуты и непрерывно меняют форму.

Этим и объясняется его высокая прочность, но при –60 оС прекращается беспорядочное движение молекул, каучук теряет свою эластичность и становится хрупким.

По внешнему виду натуральный каучук представляет собой упругое смолоподобное вещество светло-коричневого цвета. Он хорошо растворяется во многих органических растворителях: углеводородах (предельных и ароматических), в простых и сложных эфирах и т. д. В спиртах и минеральных маслах набухает. Плотность 910-914 кг/м. При 120 оС он размягчается, а при дальнейшем нагревании переходит в коричневую смолоподобную жидкость. При 250 оС разлагается с выделением газообразных и жидких продуктов, главным образом изопрена С5Н8, дипентена и других. Не проводит электрического тока, газонепроницаем.

Каучук является реакционно-способным веществом. Взаимодействует с Н2, НаI, HНaI, нитро - и нитрозосоединениями и т. д. Особенно активно воздействует на него О2 и другие окислители.

Скорость окисления увеличивается в присутствии солей меди, железа, марганца, кобальта.

 Различные перекиси действуют на каучук ещё более активно, чем атмосферный кислород.

 Из всех видов каучуков натуральный каучук наиболее пожароопасен, он имеет сравнительно низкую температуру самовоспламенения (129 оС). Разложение каучука при температурах выше 250 оС, сопровождающиеся выделением различных газообразных продуктов, способствует образованию взрывоопасных концентраций продуктов разложения и при определённых условиях может повлечь за собой взрыв.

При горении каучук плавится и растекается. Температура горения может достигать 1500-1700 оС. Пламя яркое, коптящее, характеризуется большим тепловым излучением.

Синтетические каучуки.

Преимущества:

1. Их производство может быть организовано в широких масштабах; оно не  

   зависит от климатических условий.

Синтетический каучук можно получить с заранее заданными свойствами.

Производство более экономичное.

Недостатки:

малая клейкость,

пониженная эластичность,

более низкая прочность.

Сырьё для производства:

бутадиен, получаемый из бутана, этанола, ацетилена;

изопрен, получаемый из крекинг-газов;

хлоропрен, получаемый из ацетилена и хлора;

стирол, получаемый конденсацией бензола и этилена в присутствии AICI3;

акрилонитрил, получаемый путём каталитического дегидрирования этиленциангидрина.

Натрий-бутадиеновый каучук (СКБ).

Каучук горюч, горит ярким коптящим пламенем. Склонен при определённых условиях к химическому самовозгоранию.

Получение по Лебедеву:

1). Получение бутадиена путём каталитического дегидрирования и дегидратирования этиленового спирта

        2C2H5OH    ¾®    CH2=CH-CH=CH2 + H2  + 2H2О

2). Полимеризация бутадиена

                             Na                                                                                                                          

      n(CH2=CH-CH=CH2)   ¾¾¾¾®     [-CH2-CH=CH-CH2-]n                           

                          (на пов-ти твёрдого            Мср~130000

                           металл. натрия)

Это каучук общего назначения, применяется в резиновой, кабельной, обувной промышленности. Из него готовят мягкие и эбонитовые изделия, резиновую обувь, наружные оболочки различных кабелей и т. д.

Резины из СКБ содержат до 60 % сажи, хорошо сопротивляются тепловому сгоранию и многократным деформациям.

Хлоропреновые каучуки.

Процесс полимеризации ведут в эмульсии при 40 оС:

             

 

     n  CH2=C-CH=CH2    ¾®      -CH2-C=CH-CH2-      + Q

             I                           I  

             CI                          CI           n

                                 наирит, для вулканизации приме-    

                                 няют окислы металлов.  

                                 Мср.~100000,    37 % хлора.

Каучуки типа наирит в основном горючи. Резины на основе наирита - свето - и озоностойкости, хорошо сопротивляются истиранию, некоторые из них не горючи и имеют повышенную масло стойкость.

Применение: резиновая и кабельная промышленность (ремни, транспортные   ленты, рукава,  формовые изделия, наружные оболочки кабелей, специальные озоно - и маслостойкие изделия).

Бутадиен-стирольный каучук (СКС, Буна S).

 Это продукт сополимеризации бутадиена со стиролом. Содержание стирола - 20 – 40 %.

 n(CH2=CH-CH=CH2) + (CH2=CH)n   ¾®  (-CH2-CH=CH-CH2-CH2-CH-)n

                          I                                 I        

Мср.~150000-200000.                

Марки:  СКС-30 АРКМ-15,   СКС-30  АРМ,   СКС-30,     СКС-10.

Хорошо растворяются в углеводородах и хлорированных углеводородах, петролейном эфире, бензине. Каучуки СКС горючи. Горят ярким, сильно коптящим пламенем. При определённых условиях каучуки СКС склонны к самовозгоранию.

Каучук СКС уступает натуральному по эластичности, теплостойкости и клейкости. Резины из СКС по морозостойкости в большинстве случаев уступают натуральным, но по износостойкости, сопротивлению тепловому, озоновому и естественному старению, пароводонепроницаемости каучуки СКС превосходят натуральные. Работоспособность шин из них на 10 % больше, чем из других эмульсионных каучуков общего назначения.

Список литературы

1. Врублевский А.В., Бутылина И.Б. Полимеры и материалы на их основе.     Учебно-методическое пособие. Мн., КИИ МЧС РБ, 2000, 38с.

2. Писаренко А.П., Хавин З.Я. Курс органической химии. М., Высшая школа,      1975. 510 с.

3. Нечаев А.П. Органическая химия. М., Высшая школа, 1976. 288 с.

4. Артеменко А.И. Органическая химия. М., Высшая школа, 2000. 536 с.

5. Березин Б.Д., Березин Д.Б.  Курс современной органической химии.  М., Высшая школа, 1999. 768 с.

6. Ким А.М. Органическая химия. Новосибирск, Сибирское университетское издательство, 2002. 972 с.

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Нужна помощь в написании работы?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Похожие рефераты: