برچسب کائوچو - اس فایل

اختصاصی از اس فایل دانلود مقاله کائوچو دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

کائوچو

کائوچو ماده‌ای خام و ضروری است که امروزه در زندگی مدرن به عنوان عنصری حیاتی نقش مهمی ایفا می‌کند. اهمیت آن امروزه به حدی است که سپس از نفت بالاترین مقام صنعتی را در جهان احراز کرده است . این مادهء ضروری از شیره یا لاتکس برخی از گیاهان، در اثر شکاف یا قطع ساقه و ریشه بدست می‌آید.
کائوچو
کائوچو یکی از مواد لاستیکی است. معنی لغوی کائوچو (caoutchouc)، درخت گریان است.
تاریخچه
از نظر قدمت تاریخی برای صنایع لاستیک منشا دقیقی نیست. اما اعتقاد این است که بومیان آمریکای مرکزی از برخی از درختان شیرابه‌هایی استخراج می‌کردند که این شیرابه‌ها که بعدها نام " لاتکس" را بخود گرفت اولین مواد لاستیکی را تشکیل می‌دادند.
پدیده ولکانیزاسیون
در سال 1829، "گودیر" از آمریکا و "مکین تاش" از انگلستان، این دو متوجه شده‌اند که در اصل مخلوط کردن لاتکس طبیعی با سولفور و حرارت دادن آن، ماده‌ای قابل ذوب و قابل شکل دادن ایجاد می‌شود که می‌توان از آن، محصولات مختلفی از قبیل چرخ ارابه یا توپ تهیه کرد.
این پدیده همان پدیده ولکانیزاسیون است که در طی آن لاستیک اکسیده می‌شود و سولفور کاهیده و به سولفید تبدیل می‌شود. البته این عمل در دمای 110 درجه سانتیگراد تهیه می‌‌شود. نتیجه این کشف تولید مواد لاستیکی مثل لاستیکهای توپر، پوتین و ... است.
کائوچوی طبیعی و مصنوعی
کائوچوی طبیعی در شیره درختی به نام هوا، Hevea وجود دارد و از پلیمر شدن هیدروکربنی به نام 2- متیل- 1 و 3- بوتادین معروف به ایزوپرن بوجود می‌آید. با توجه باینکه در فرمول ساختمانی کائوچو یا لاتکس طبیعی هنوز یک پیوند دوگانه وجود دارد، به همین دلیل وقتی کائوچو را با گوگرد یا سولفور حرارت دهیم، این منومرها، پیوند پی را باز می‌کنند و با ظرفیت‌های آزاد شده، اتم گوگرد را می‌گیرند. در نتیجه کائوچو به لاستیک تبدیل می‌گردد.
حرارت دادن کائوچو با گوگرد و تولید لاستیک را اصطلاحا ولکانیزاسیون می‌نامند. به همین دلیل، لاستیک حاصل را نیز، "کائوچوی ولکانیزه" گویند. چند نوعی کائوچوی مصنوعی نیز ساخته شده‌اند که از مواردی مانند 1 و 3- بوتادی ان و جسمی به نام 2- کلرو- 1 و 3- بوتادین معروف به "کلروپرن" و جسم دیگری به فرمول 2 و 3- دی متیل- 1 و 3- بوتادین بتنهایی یا مخلوط درست شده‌اند. کلروپرن به راحتی بسپاریده (پلیمریزه) شده و به نوعی کائوچوی مصنوعی به نام "نئوپرن" تبدیل می‌شود.

تکامل در صنعت لاستیک
بعدها در سال 1888 خواص مکانیکی لاستیکهای تهیه شده توسط گودیر و مکین تاش با استفاده از کربن سیاه به عنوان یک ماده پرکننده و افزودنی بسیار بهبود بخشیده شده و در نتیجه لاستیکهای بادی دانلوب، "تیوپ" تهیه شد. بعد از آن لاستیکهای سنتزی تهیه و به بازار عرضه شد مانند ایزوپرن، بوتادی ان و لاستیکهای تیوکل.
بعدها لاستیکهای سنتزی مثل کوپلیمرهای استیرن و بوتادی ان تهیه شد که در سال 1941 مصرف آن صفر بود. اما در سال 1945 مصرف آن 700000000 می‌رسید. به موازاتی که مصرف لاستیکهای سنتزی بالا می‌رود، مصرف لاستیکهای طبیعی پایین می‌آید. چون لاستیکهای سنتزی اقتصادی‌تر هستند.

آزمایش
هدف آزمایش
تهیه کائوچوی مصنوعی یا لاستیک سنتزی

تئوری آزمایش
پلیمرهایی که در مولکول آنها ، گروههای عاملی فعال یافت می‌شود، می‌توانند در واکنش‌های شیمیایی شرکت نمایید. این نوع واکنش‌های شیمیایی، خصوصیات پلیمر را در جهت دلخواه تغییر داده و امکان سنتز پلیمرهای جدید را فراهم سازند. کائوچوی طبیعی در شیره درختی به نام هوا (Hevea) وجود دارد و از پلیمر شدن هیدروکربنی به نام ایزوپرن بوجود می‌آید.

این پلیمر ، یک الاستیک است.

یعنی اگر از این پلیمرها توپی درست کنیم و به زمین بزنیم، ساعتها طول می‌کشد که مستقر شود. پس نمی‌توان از آن ، تایر ماشین درست کرد. بنابراین باید از آن یک پلیمر مشبک درست کنیم و از الاستیسیته آن بکاهیم. برای این کار ، کائوچو را با گوگرد حرارت می‌دهیم. در نتیجه کائوچو را به الاستیک تبدیل می‌کنیم. حرارت دادن کائوچو با گوگرد و تولید لاستیک را اصطلاحا Volcanization می نامند که به معنای "پل زدن" و عمل پخت لاستیک است. به همین دلیل ، لاستیک حاصل را نیز "کائوچوی ولکانیزه" گویند.

نتیجه این کشف و واکنش پلیمریزاسیون ، تولید مواد لاستیکی مختلف مثل لاستیک‌های توپر ، پوتین و.. می‌باشد. بعدها ، در سال 1888 ، خواص مکانیکی لاستیک‌های تهیه شده ، با استفاده از کربن سیاه بعنوان یک ماده پرکننده و افزدنی ، بسیار بهبود بخشیده شده ، نهایتا لاستیک‌های بادی دانلوب (تیوپ) تهیه شد. بعد از آن لاستیک‌های سنتزی از جمله لاستیک 1و3-بوتادین-استایرن تهیه شد که اکنون مصرف این لاستیک‌ها در صنعت بسیار بالاست. به موازاتی که مصرف لاستیک‌های سنتزی بالا می‌رود، مصرف لاستیکهای طبیعی پایین می‌آید. چون لاستیکهای سنتزی از نظر اقتصادی بسیار مقرون به صرفه‌اند.

وسایل مورد نیاز
ارلن
سه عدد بشر
کائوچوی 1و3بوتادین- استایرن
بنزین
کلرید گوگرد SCl2
روش آزمایش
داخل یک ارلن 2,0 گرم ، 1و3 بوتادین- استایرن را در 100 میلی‌لیتر بنزن حل می‌کنند. محلول را بطور مساوی ، داخل 2 بشر پخش می‌کنند. به یکی از بشرها 1 میلی‌لیتر کلرید گوگرد می‌افزایند. بعد از 5 دقیقه ، گرانروی محلول حاوی کلرید گوگرد افزایش می‌یابد و بعد از گذشت 10 دقیقه به شکل ژل در آمده و پس از 20 دقیقه کاملا جامد می‌شود.

نتیجه آزمایش
تولید کوپلیمر فوق ، از نظر صنعتی اهمیت فراوان دارد. مصرف صنعتی فراوان این نوع لاستیک سنتزی بسیار بالاست. مصرف این کوپلیمر در سال 1941 صفر بود. ولی در سال 1945 به 700000000 کیلوگرم رسید و اکنون رقم‌های نجومی دارد.
سوالات
شما در مورد واکنش ولکانیزاسیون چه می‌دانید؟
فرمول گسترده 1و3 بوتادین - استایرن را بیابید.
لاستیک چیست؟
تاریخچه تولید لاستیک به چه سالی و به چه کسانی باز می‌گردد؟
نقش کلرید گوگرد در این واکنش چیست؟

خواص شیمیایی کائوچوی طبیعی

در کائوچوی طبیعی همواره مقدار کمی مواد غیر کائوچویی وجود دارد که با وجود اینکه مقدار این مواد بسیار کم می باشد ( 5تا8 درصد) ولی اثر عمیقی بر خواص کائوچو میگذارند . این مواد از ابتدا در شیرابه موجود بوده و مقدار آنها در کائوچوی خشک بستهه به روش تهیه ی آن متفاوت است. با این حال چون مقدار این مواد در شیرابه نیز در فصول مختلف و دفعات مختلف در طول روز شیرابه گیری تغییر میکند ، کائوچوهایی که در شرایط کاملا یکسان نیز تهیه میشوند خواص مشابهی ندارند. پروتئین مجود در کائوچو سبب فعال کردن سیستم پخت شده و تغیر آن خواص پس از پخت کائوچو را تغییر میدهد.
اسید های چرب،استرولها واسترها از اهمییت کمتری برخوردارند با این حال خاصیت ضد اکسیداسیونی در کائوچو ایجاد میکنند.
مقدار خاکستر موجود در کائوچوی طبیعی از این نظر که حاوی مس و منگنز است حائز اهمیت می باشد زیرا این دو ماده اثر کاتالیزوری قوی بر فرایند اکسیده شدن کائوچو دارند و در کائوچوهای با کیفیت بالا مقدار آنها باید کمتر از 001/0 درصد باشد . پوسته ی درخت نیز حاوی مقدار نسبتا زیادی منگنز است و به همین دلیل باید مقدار آن در کائوچو حداقل باشد.

بخش هیدرو کربنی کائوچوی طبیعی همانطور که قبلا گفته شد بیش از 99/99 درصد سیس 1و 4پلی ایزوپرن است که خواصی کاملا متفاوت از ترانس 1و4 پلی ایزوپرن (گوتاپرچا) دارد. وزن مولکولی متوسط پلی ایزوپرن در کائوچوی طبیعی از 200000 تا400000 تغییر میکند .یعنی در هر زنجیره حدود 3000 تا 5000 واحد ایزوپرن وجود دارد . بعلت همین توزیع وسیع وزن مولکولی است که فرایند پذیری کائوچوی طبیعی بسیار عالی ست.
در پلی ایزوپرن به ازای هر واحد ایزوپرن یک باند دوگانه وجود دارد . این باند دوگانه مانند یک باز عمل میکند و تمایل به واکنش با موادی که در واکنش های الکترون ستانی شرکت می کنند دارد. وجود گروه متیل در1و4 پلی ایزوپرن سبب افزایش فعالیت باند دوگانه شده و به همین دلیل است که کائوچوی طبیعی نسبت به SBR یا پلی بوتادین قابلیت واکنش با محدوده ی وسیع تری از مواد شیمیایی (از جمله مواد سیستم پخت ) را دارا می باشد.
کائوچوی طبیعی به دلیل وجود باند دوگانه (غیر اشباع بودن)به سهولت با عوامل اکسید کننده مانند پراکسید ها ،پراکسی اسید ها،پتاسیم پر منگنات،ازون،کلرو... واکنش میدهد. از طرفی چون NR حاوی مقداری ضد اکسید کننده است امکان نگهداری آن برای مدت طولانی در شرایط معمولی وجود دارد . با این حال با افزایش دما و یا قرار گرفتن در معرض نور،NR اکسیده میشود و هیدروپراکسید ها در آن تشکیل میشوند. وجود حتی مقدار کمی نمکهای مس و منگنز سبب می شود که این هیدروپراکسیدها به رادیکال فعال تبدیل شده و عمل اکسیداسیون پلیمر ادامه یابد.

خواص شیمیایی کائوچوی طبیعی

شیمیدان¬ها برای تولید کائوچو به آفتابگردان رو می¬آورند
تهیه مواد اولیه کارخانه¬های لاستیک، از جمله کائوچوی مورد نیاز، یکی از چالش¬های اصلی این کارخانه¬ها می¬باشد. تامین کائوچوی خام، هزینه زیادی را برای لاستیک¬سازی می¬طلبد. در حال حاضر تولید کائوچوی طبیعی عمدتاً در انحصار کشورهای شرق آسیاست و کشورهای صنعتی از جمله آمریکا برای دستیابی به منابع طبیعی جدید تولید کائوچو، اقداماتی انجام داده¬اند که گیاه آفتابگردان یکی از آنهاست. مطلب زیر برگرفته از سایت¬های www.ualberta.ca و www.ars.usda.gov است که تحقیقات اخیر آمریکا و کانادا را برای اصلاح ژنتیکی و بهره¬برداری از این گیاه جهت تولید کائوچو دربردارد:
ممکن است در آینده گیاه آفتابگردان به ¬عنوان منبع تولیدکائوچو و لاتکس مورد استفاده قرارگیرد. در داخل این¬ گیاه، لاتکس حاوی ذرات کائوچو که توسط آب و اجزاء دیگر احاطه شده¬اند قرار دارد. این لاتکس را می¬توان برای تولید محصولاتی نظیر دستکش-های خانگی یا کالاهای لاستیکی نظیر تایر اتومبیل بکار برد.
کاترینا کورنیش، فیزیولوژیست گیاهی در یکی از موسسات تحقیقاتی آمریکا، می¬گوید: "این نوآوری می¬تواند وابستگی آمریکا به وارد کردن لاتکس، کائوچوی طبیعی و محصولات لاستیکی را کاهش دهد. در سال 2000 آمریکا حدود 1.2 میلیون تن واردات کائوچو طبیعی به ارزش بیش از یک میلیارد دلار داشته است و بیش از 8 میلیارد دلار صرف واردات کالاهایی کرده است که حاوی 350 هزار تن لاستیک بوده¬اند."
اخیراً وزارت کشاورزی امریکا (USDA) یک بودجه 2.5 میلیون دلاری جهت حمایت از تحقیقات بر روی منبعی جدید برای تولید کائوچوی طبیعی اختصاصی داده است. این بودجه بین 5 دانشمند در 5 موسسه تحقیقاتی آمریکا و کانادا تقسیم شده است و یکی از آنها دکتر جان ودراس استاد شیمی دانشگاه البرتا در کانادا می¬باشد.

کلرو کائوچو : کائوچو در طبیعت نئوپرن یا ایزوپرن با فرمول کلی پلیمری با زنجیره فنر مانند که خاصیت ارتجاعی دارد
دید کلی
لاستیک به ماده مهم اقتصادی و راهبردی تبدیل شده است. در ایالات متحده ، مصرف سرانه لاستیک تقریبا 16.8 و در هندوستان تنها 0.22 است. صنایع حمل و نقل ، شیمیایی ، برق و الکترونیک و همچنین فضایی همگن از مصرف کنندگان اصلی لاستیک هستند. وقتی تولید لاستیک طبیعی (کائوچو) بدلیل تهاجم ژاپن به مناطق تولید لاستیک سنتزی کرد که به سرعت هم توسعه یافت. بطوری که در حال حاضر 88 درصد لاستیک مصرفی در ایالات متحده منشا سنتزی دارد. صنعت لاستیک موارد زیر را شامل می‌شود. تولید مواد اولیه لاستیک‌های سنتزی ، انواع گوناگون لاستیک ، واردات لاستیک طبیعی ، تولید افزودنیهای لاستیک و نهایتا ساخت فراورده‌های لاستیکی.

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله 16 صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید

دانلود با لینک مستقیم

دانلود مقاله کائوچو

اس فایل

پیوندها

دسته‌ها

ابر برجسب

جدیدترین یادداشت‌ها

بایگانی

جستجو

دانلود مقاله کائوچو