Каучукты резиналық бұйымдарға өңдеу

Мазмұны

Кіріспе 3

1 Әдебиеттік шолу 4

1.1 Каучук табиғаты 4

           1.1.1 Шығу тарихы…………………………………………………………………………………………..9   

           1.1.2 Құрылысы және түрлері.........................................................................................................................9   

        1.2 Қасиеттері....................................................................................................................................................18    

        1.3 Алыну  жолдары..........................................................................................................................................20      

        1.4 Қолданылуы................................................................................................................................................25                                                                              

        2.1 Каучукты резиналық бұйымдарға өңдеу ................................................................................................27  

        2.2  Силиконды резина қасиеттері..................................................................................................................40        

         2.2.1 Температураға шыдамдылығын  тексеру..............................................................................................41  

         2.2.2 Химиялық тұрақтылығы…………………………………………………………………………..…..42            

         2.2.3 Резина анализі.........................................................................................................................................43

Қорытынды...............................................................................................................................................................48

     Әдебиет тізімі.......................................................................................................................................................49

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кіріспе

 

Бүгінгі таңда халық шаруашылығы  мен өнеркәсіптің барлық салаларында  қолданыс тапқан каучук және оның өндірістерінің өндірісін дамыту ең өзекті мәселелердің бірі болып саналады.

Синтетикалық каучукты алуда  мұнай газдары құрамындағы көмірсутектер  мен мұнайды өңдеудің өнімдерін  қолданылады. Қазақстанда каучук алудың тәсілдері жетілдіруді қажет  етеді.

Синтетикалық каучук өндіруде алғы шарт ретінде оның физикалық  қасиеттері: суға, қышқылдарға, органикалық  еріткіштерге төзімділігі және жоғары температураға шыдамдылығы ескеріледі.

Каучуктен соңғы кезде  алынатын резина өнімдері көп қолданыс тапқан. Автомобиль шиналары, камералары тұрмыста қолданатын резина заттары  өндірісінде жасалатын химиялық анализде, олардың көмегімен сапалық  қасиеттерін анықтап отырады.

Каучук өндірісінде екі  үлкен проблема қарастырылады, олар:

- белгілі қасиеті бар,  арзан каучук алу технологиясын  жасау;

-  каучук алу барысында  жасалған химиялық зерттеулерді  жетілдіріп, экспресті, арзан, дәл  анықтау тәсілдерін жасау.

Жұмыс жасау барысында  алыну жолдары мен қасиеттеріне әдеби шолу жасау және зерттеу  әдістерін меңгеру мақсат етіледі.

 

 

 

1. Каучук табиғаты
1. Шығу тарихы

Табиғат пайда болғанына  қанша болса, каучук та сонша уақыт бар деуге болады. Ертедегі каучукті ағаштардың табылуына байланысты ең ежелгі каучук осыдан шамамен 3 миллион жыл бұрын пайда болды деген болжам бар.

 

Каучук қайдан және қалай  пайда болды?

Каучуктың табылуы, оның қолдануы және одан түрлі заттар алыну тарихы өте қызықты.

Тропикалық орманда оңт. Америкада гевея ағашының түбіне отырған үндіс ағаштан шырын  бөлінгенін байқады және оның тез  қатып қалғанын көрді. Бұл шырынды  американдықтар «каучу» деп атады(ағаш жасы).[8]

Б.з. 11-ғасырда Перу тұрғындары өз аяқкиімдерін ылғыл мен сұйықтан қорғай білді. Олар аяқкиімдерін каучу  шырынына батырып оны отта қыздырған  сол кезде ол жұқа қабықшамен қапталған.

Ең алғаш каучукты Еуропаға алып келген Колумб болған. Колумб Америкаға  екінші експедициясында 1496 жылы Гаити аралына түсіп ондағы тұрғындар доп ойнағанын көрді. Бірақ ол доптың айырмашылығы оның секіргіштігі болған. Ол кезде Еуропада теріден жасалған доптар ондай қасиетке ие болмаған.Мұны көрген  Еуропалықтар «бұл доптар каучуктан жасалған» деп оған тағы бір әріп қосқан. Соның нәтижесінде «каучук» деп атап кеткен. Колумб осы саяхатынан каучукты Еуропаға алып келді. Осыдан бастап каучуктан түрлі заттар жасала бастады. [6]

Атақты химик Джозеф Пристли  суретшілер үшін маңызды ашу-ол өшіргіш  болды.

1811 жылы Венада, ал 1823 жылы Глазгода ең алғаш резинадан жасалған заттар шығаратын фабрика іске қосылды. Инженер К.Макинтош каучукты ерітіп онымен плащтар мен сумкаларды малды, бірақ ол суықта морт сынғыш, ал ыстықта жапысқақ болды.

 Ең алғаш табиғи каучукпен еуропалықтар шамамен 500 жыл бұрын танысқан, ал АҚШ-та 1830-жылдары үндістер жасаған аяқ киімдер қолданысқа ие болды. 1839-жылы Американдық ойшы Чарльз Гудьир каучкты күкүртпен қыздырғанда оның қасиетін өзгертуге болатынын анықтады. Ол каучуктан жасалған затқа күкірт жағып пештің үстіне қойды. Біраз уақыт өткеннен соң ол теріге ұқсас материал резинаны алды. Бұл процес вулканизация деп аталды. Резинаның ашылуы көптеген заттардың пайда болуына алып келді.1919 жылы резинадан жасалған зат 40000 астам болуы оның үлкен қолданысқа ие болғанын көрсетеді.

Каучук тупи гуарани тілінен: «кау» – ағаш, «учу» – жылау  деген екі сөзден құралған. «Каучу» гевея ағашының шырыны, ең басты және алғашқы каучукты өсімдіктердің бірі.Еуропалықтар бұған бір әріп қосып «каучук» деп атап кеткен. Қазақстан жерінде-де құрамында каучук бар бақ-бақ, жусан секілді өсімдіктер кездестіре аламыз.

Өнеркәсіпте каучук алуда  оның тек каучук жинауы ғана емес, одан бұл өнімді алуы да үлкен рөл атқарады.Оның маңыздыларының бірі Бразилиялық гевея ағашы, дүнежүзілік өндірісте 90-96%  өнім береді.

Кейбір өсімдіктердің  құрамында дымқыл каучук болады, бірақ  онымен бірге тазартуды қажет  ететін шайыр және т.б. қоспалардан тұрады. Мұндай каучук құрамында гуттаперча болады.

Каучукті  өсімдіктер экватордан 10°-тан алыс емес жерлерде өседі. Сондықтан экватор бойынша 1300км. жететін бұл сызық каучукті пояс деп аталады. Бұл жерден каучук барлық дүние бөліктеріне тасымалданады.

Ең  алғаш рет француз химигі Г.Бушард 1879 ж. Каучукты синтетикалық жолмен зертханада алуды тапты.1916 ж. Германияда өндірістік көлемде 2000 тонна каучук өндірілді.Совет  химигі С.В. Лебедев 1932ж каучукты синтетикалық жолмен алуды өндірісте көрсетті. [1]

 

 

Гевея ағашына аққан шырыны                                Ағашқа каучукты жинап оны күкіртпен өңдеп қыздыру

 

 

 

Камерундағы каучук фабрикасы

Көк сағыз даласы 1943- жылы белгісіз себептермен каучуктың жиналуы

 

 

1.1.2  Құрылысы және түрлері

Натурал (табиғи) каучук НК жоғары молекулалы шексіз көмірсутек молекулаларынан тұрады және олардың көбісі екі қос байланыспен  байланысқан.Мұның жалпы формуласы (С₅Н₈)_n (n – саны 1000 – 3000 дейін жетеді) изопрен полимері болып табылады.

Табиғи  каучук көбіне тропикалық аймақтарда өсетін каучукті ағаштардың шырынында  болады.Ал гуттапрча бұл да изопрен  полимері бірақ құрылысы өзгеше болып  келеді. 

                                                               

Каучуктің ұзын молекуласын қазіргі микроскоп  арқылы қарауға болар еді, бірақ  бұл мүмкін емес болды өйткені  байланыс өте жұқа, ал оның диаметрі бір молекуланың диаметіріне сәйкес. Егер качук молекуласын шегіне дейін созсақ ол зигзаг тәрізді болады, бұл оның көміртек қаңқасымен байланысып тұрғанын байқауға болады. [7]

 

 

1. Акрилат каучуктері бұл:

 

синтетикалық  каучуктер, акрилат каучуктерімен  қанықпаған каучуктер сополимеризациясының нәтижесінде алынады.Көп қажет  ететіні бұл бутилакрилат каучугімен сополимері. [10]

А.к 300-400% ұзарады, газ өтпейтін және бензин өтпейтін қасиеті бар. Акрилат каучуктері спиртте, көмірсутектерде тұрақсыз. Күн сәулесіне және озонға тұрақты. Қараңғыда көп уақыт сақтау әсерін тигізбейді. Жоғары температураға тұрақты, суыққа төзімсіз.

Акрилат каучуктері автомобиль кешенінде әр-түрлі  прокладкаларда, трубкаларда, сақина нығыздағышы  ретінде және т.б. қолданылады. [8]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Бутадиен нитрильді каучук бұл:

дивинил-нитрильді  каучук, синтетикалық каучук, бутадиен мен акрилонитрилдің сополимеризациясы нәтижесі.

Таблица 1 – бутадиен нитрильдік каучуктердің қасиеттері

Көрсеткіштер	СКН-18    (17—20)	СКН-26    (27—30)	СКН-40    (36—40)
Созылуға беріктілігі Мн/м." (кгс/см.")     Сынғыштық температурасы, °С     Тозуға төтеп беру, см3  (квт ч)     бензин – бензолда қоспада ісіп-кебуд  (3:1), % (по массе).	25 (250)    —62    330    70	28 (280)    —54    250    38	30(300)    —35    200    20

 

 

 

3.Бутадиенді каучук бұл:

 

 

 

1,4 конфигурациясы үшін 2 изомер түрі тән — цис () и транс ()  

дивинилді каучук, бутадиен сополимеризация нәтижесі.

 

Таблица 2 – бутадиен каучуктерінің қасиеттері

Бутадиенді каучук көрсеткіштері	СКД*	СКВ
Созылуға беріктілігі, Мн/м2 (кгс/см2)	22 (220)	16 (160)
Соғуға майысқақтылығы, %	58	34
Суыққа төзімділік коэфф. —45°С	0,75	0,11
Тозуға төтеп беру, см3/(квт×ч)	140	350

 

 

4. Бутадиен стиролді каучук бұл:

дивинил стиролды каучук, синтетикалық каучук, бутадиен мен стиролдың сополимеризация  нәтижесі.

 

Таблица 3 – бутадиен стирол каучугінің қасиеттері

Бутадиен стиролды каучуктердің көрсеткіштері	СКС-10 или    СКМС-10    (~8)	СКС-30 или    СКСМ-30    (~23)	СКС-50 или    СКСМ-50    (~45)
Созылуға беріктілігі, Мн/м2 (кгс /см2)    Сопротивление раздиру, кн/м, или кгс/см..    Соғуға майысқақтылығы, %..........    Тозуға төтеп беру, см3/(квт ч)    Сынғыштық температурасы, °С	20(200)    70    42    260    —75	23(230)    90    40    230    —52	27 (270)    95    32    200    —14

 

 

 

 

5. Бутилкаучук бұл:

 

 

синтетикалық каучук, изобутилен мен аз мөлшерде (1-5%) изопрен сополимеризация нәтижесі.(8)

Таблица 4 – бутилкаучуктың қасиеттері

Көрсеткіштер	1	2
Созылуға беріктілігі, Мн/м2 (кгс/см2)    Созылуға беріктілігі 500% Мн/м2 (кгс/см2)      Сопротивление раздиру, кн/м, или кгс/см	23 (230.)    1,2(12)    9    30	23 (230)    11 (110)    85    65

 

Синтетикалық  каучуктердің маңызды түрлері.

Жоғарыда қарастырылған  бутадиенді каучук 2 түрлі: стереорегулярлық және стереорегулярлық емес.Стереолегулярлы бутадиенді каучук шина өндірісінде қолданылады, ал стереолегулярлы емес бутадиенді каучук ол қышқылдық немесе сілтілік резина немесе эбонит алуда қолданылады.

Бутадиен стиролды кучук  өзінің жоғарғы тозуға төтеп беру қасиетінің нәтижесінде автомобиль шинасын өндіруде, аяқ киім жасауда қолданылады.

Бутадиен нитрильді каучук өзінің бензо және майға тұрақтылығының арқасында сальник өндірісінде қолданылады.

Кремнеорганикалық каучуктер  немесе силоксанды каучуктер заттарға қаптағыш ретінде қолданылады, мысалы: кабельдердің, сымдардың қан құю  трубкалрының, протездердің, және т.б. қаптағышы ретінде қолданылады. Сұйық кремнеорганикалық каучуктер  – герметиктер. Полиуретанды каучук резинаның беріктілігін сақтайды.

Герметиктер – майысқақ қасиеті бар электр тогын өткізбейтін  заттар.

 

Құрамында фторы бар каучуктер  температураға тұрақты, сондықтан  ол 200°C температурада нығыздағыш ретінде қолданылады.

Хлоропренді каучук - (2-хлор-1,3-бутадиен) хлоропрен полимері – қасиетінен табиғи каучукке ұқсас болып келеді. Хлоропренді каучукті резинада атмосфераға және бензо тұрақтылық қасиетін арттыру үшін қолданылады.

Синтетикалық каучук тағы бір түрі ол бейорганикалық полифосфонитрилхлорид. Полифосфонитрилхлорид, полидихлорфосфазен. Аморфты, кристалды, температураға тұрақты зат. Төменгі температурада өте майысқақ каучук алуда қолданылады. [10]

 

 

2. Қасиеттері 

Табиғи каучук – аморфты, кристалды түрге айнала алатын зат.

Табиғи өңделмеген каучук – ақ немесе түссіз зат.

Суда, спиртте, ацетонда ерімейді. Ал ароматты көмірсутектерде (бензин, бензол, эфир) еріп техникада кеңінен  қолданылатын коллоидты қосылыстар түзеді.

Табиғи каучуктың молекулалық  құрылысы біртекті, қасиеттері қолайлы  және өндіріс зауыттарында өңдеуге  болатын зат.