Cao su

Cao su

Giáo viên:
Trường THPT
Cao su
Định nghĩa
Phân loại
Tính chất của cao su
Cao su tổng hợp
Sự lưu hoá cao su
Định nghĩa

Cao su lµ nh÷ng vËt liÖu polime, cã tÝnh ®µn håi cao. nghÜa lµ tÝnh dÔ bÞ biÕn d¹ng d­íi t¸c dông cña ngo¹i lùc ( nhiÖt ®é, ¸p suÊt, kÐo d·n...vv) vµ khi lùc th«i t¸c dông th× trë vÒ h×nh d¸ng ban ®Çu.
Phân loại cao su
Có hai loại cao su:
Cao su tự nhiên
Cao su tổng hợp
Cao su tự nhiên
Cao su tự nhiên được lấy ra từ mủ của nhựa cây Heveacó nguồn góc Nam Mỹ. Thành phần hoá học của cao su tự nhiên ứng với công thức (C5H8)n chiếm khoảng 40% mủ cao su.khối lượng phân tử khoảng 150.000 đến 500.000 g.mol-1. Công thức cấu tạo ứng với polime của izopren (Metyl Butađien) dạng cis, nghĩa là có cấu tạo lập thể điều hoà, các nhóm CH3 ở về một phía của liên kết đôi.
n CH2= CH ? CH = CH2 - CH2-CH= CH-CH2- n

CH3
CH3
TH
(isopren)
(Poli isopren)
Tính chất
Nhờ có những liên kết đôi trong phân tử, cao su tham gia các phản ứng cộng( H2,Cl2,HCl,...) và có thể tác dụng với lưu huỳnh.
Cao su tự nhiên không tan trong nước và các dung môi thông thường nhưng trong xăng và benzen, đicloetan,...bị trương phồng lên và tan chậm.
Cao su tự nhiên có tính đàn hồi( tuy chưa tốt nên cần phải lưu hoá ), không thấm nước, không khí, cách điện, cách nhiệt tốt.
Cao su tổng hợp
1.Cao su Buna
Năm 1932, Lebedev ? nhà bác học Liên xô (cũ) lần đầu tiên điều chế được cao su tổng hợp nhờ phản ứng trùng hợp 1,3-Butađien với chất xúc tác là Na kim loại.


CH2 = CH ? CH = CH2
-CH2 – CH = CH – CH2-
n
n
p,t0,Na
(Poli- 1,3-Butađien)
( Hay cao su Buna)
(1,3 ? Butađien)
Cao su tổng hợp
2. Cao su Buna ? S
Được tổng hợp nhờ phản ứng đồng trùng hợp giữa 1,3- Butađien và Stiren.
n CH2 = CH – CH = CH2
+ n CH = CH2
p,t0, xt
C6H5
- CH2- CH = CH ? CH2 ? CH = CH2-
C6H5
n
(Cao su Buna – S)
Cao su tổng hợp
3. Cao su Buna ? N
Được điều chế theo phản ứng đồng trùng hợp giữa 1,3-Butađien với acrilonltrin.
n CH2 = CH – CH = CH2
+ n CH = CH2
CN

p, t0, xt
- CH2- CH = CH ? CH2 ? CH = CH2-
CN
n
(Cao su Buna – N)
Cao su tổng hợp
4. Cao su isopren tổng hợp được điều chế nhờ phản ứng trùng hợp isoprren( nguyên liệu này được lấy từ các sản phẩm crắcking dầu mỏ).

CH3 ? CH ? CH2 ? CH3
CH3
p,t0, xt
CH2 = C – CH = CH2
CH3
+ H2
(iso pentan)
(iso pren)
Từ iso pren điều chế được cao su iso pren tổng hợp.
Tính chất: Dạng cis có nhiều tính chất giống cao su tự nhiên
Dạng trans có cấu tạo cứng, đàn hồi không tốt.
Cao su tổng hợp
5. Cao su clopren
Còn gọi là cao su neopren được điều chế theo phản ứng trùng hợp 2- clo-1,3- butađien.




nCH2=CH –CH = CH2
Cl
p,t0,xt
- CH2 ? CH = CH-CH2-
Cl
n
(Cao su clopren)
Loai cao su này rất bền, nên được dùng làm dây thừng,
đế dày, đồ cách điện.
Cao su tổng hợp
6. Cao su Flo
Được điều chế theo phản ứng trùng hợp 2-flo-1,3-butađien.
nCH2=CH –CH = CH2

p,t0,xt
- CH2 ? CH = CH-CH2-

F

F
n
(Cao su Flo)
Loại cao su này chụi tác dụng của nhiệt và hoá chất.
Cao su tổng hợp
7. Cao su silicon


nCH3 ? Si ? CH3
O

p,t0,xt
- O – Si-
CH3
CH3
n
(Cao su Silicon)
Loại cao su này giữ được tính đàn hồi trong khoảng nhiệt độ rất rộng( từ ? 900c đến +2900c) và bền đối với oxi, ozon, axit, dầu mỡ và tia tử ngoại.
Sự lưu hoá cao su
Mục đích:
Nâng cao chất lượng sử dụng cao su
Nội dung của sự lưu hoá:
Lưu hoá cao su là sự chế hoá cao su với lưu huỳnh để cải thiện tính chất của nó.Khỏi dính ở nhiệt độ cao, khỏi dòn ở nhiệt độ thấp.
Lưu hoá nóng là đun nóng cao su với lưu huỳnh.
Lưu hoá lạnh là chế hoá cao su với dung dịch lưu huỳnh trong CS2.
Sự lưu hoá cao su
Bản chất của quá trình lưu hoá cao su:
Tạo nên một số cầu nối giữa các mạch polime cao su.
Ưu điểm của cao su lưu hoá so với cao su chưa lưu hoá:
Tính đàn hồi cao, bền đối với nhiệt, lâu mòn, khó tan trong dung môi hữu cơ.
Chất lượng cao su lưu hoá không những phụ thuộc vào tỷ lệ % lưu huỳnh, mà còn phụ thuộc vào thời gian lưu hoá, nhiệt độ lưu hoá và các chất ((phụ gia)).

Viết phương trình phản ứng điều chế cao su Buna từ:
Tinh bột, xenlulozơ
CH3- CH- CH- CH3



OH
OH
?C2H5OH
? C2H2
? CH3-CH2-CH2-CH3
Cao su Buna
Hoàn thành các phương trình phản ứng sau

( A ) ( B ) + ( C )
t0
( B ) + H2O ( D )
?
( D ) ( E )? + ( F )? + H2O
? ?
( E ) + ( F ) ( A )
? ?
n E Cao su Buna
?
( B ) + ( F ) ( C )
?
Hoàn thành các phương trình phản ứng sau
1) ( A ) + NaOH CH2=CH2 + ( X )
t0
2) ( C ) + ( D ) CH2=CH2 + KCl + H2O
3) ( E ) ( G ) + ( H )
t0, xt
4) NaOH + ( I ) ( J )
5) n ( H ) Cao su Buna
p, t0,xt
6) CH2=CH2 + ( B ) ( C )
7) 2( C ) + Na ( E ) + ( F )
8) ( A ) + H2O ( H ) + NaOH + ( I ) ? + ( G )?
đp
9) ( j ) ( X ) + ( I ) ? + H2O
10) n( H ) + nC6H5-CH=CH2 Cao su Buna-S
p,xt,t0