Түлшний химийн технологийн тэнхим.
Курс дээрх курсын ажил
"Ерөнхий химийн технологи"
Синтетик резин үйлдвэрлэл.
Дууссан:
2-р курсын оюутан
gr.MAXStart-08-1
Шаферов Ю.А
Шалгасан:
Химийн доктор. Шинжлэх ухаан
Раскулова Т.В.
Ангарск 2011 он
1. Танилцуулга
2. Резинүүдийн үндсэн шинж чанарууд Ерөнхий зорилго
2.1 Каучукийн үндсэн төрлүүдийн шинж чанарыг харьцуулах
3. Технологи ба үйлдвэрлэл
3.1 Полимержих төрлүүд
4. Стирол-бутадиен резин
4.1 Янз бүрийн стирол нэгжийн агууламж бүхий эмульсийн стирол-бутадиен резинүүдийн физик шинж чанар
4.2 23% орчим стирол агуулсан нам температурт эмульс метилстирол-бутадиен резинэн вулканжуулагчийн шинж чанар
5. Реактор-полимержүүлэгч
6. Дүгнэлт
6. Ашигласан материал
1. Танилцуулга
Одоогийн байдлаар зах зээл дээр олон төрлийн резин байдаг бөгөөд тэдгээрийн шинж чанар, шинж чанараас хамааран тэдгээрийг ерөнхий зориулалтын резин, тусгай зориулалтын резин гэж хоёр том сегментэд хувааж болно.
Синтетик резинийг зохион бүтээхэд хэд хэдэн үйл явдал нөлөөлсөн: аж үйлдвэрийн хувьсгал, хөдөлгүүрийн үйлдвэрлэлийн дэвшил, дэлхийн хоёр дайн, каучукийн өсөн нэмэгдэж буй эрэлт, байгалийн каучукийн хомсдол зэрэг нь эластомерын эрэлтийг дэлхий даяар өдөөсөн. Синтетик резин нь байгалийн резинээс зайлшгүй шаардлагатай хувилбар болж, бүтээгдэхүүнд нэмэлт шинж чанарыг нэмсэн.
Одоогийн байдлаар зах зээл дээр шинж чанар, шинж чанарын хувьд олон төрлийн резин байдаг. Гэхдээ хамгийн ерөнхий хэлбэрээр тэдгээрийг хоёр том сегментэд хувааж болно: ерөнхий зориулалтын резин болон тусгай зориулалтын резин.
Хүснэгт 1
Ерөнхий зориулалтын резинийг резинийн шинж чанар нь чухал бөгөөд эцсийн бүтээгдэхүүнд тусгай шаардлага тавьдаггүй бүтээгдэхүүнд ашигладаг. Тусгай зориулалтын резин нь илүү нарийхан хүрээтэй бөгөөд резинэн бүтээгдэхүүн (дугуй, бүс, гутлын ул гэх мэт) өгөгдсөн шинж чанарыг өгөхөд ашиглагддаг, жишээлбэл, элэгдэлд тэсвэртэй, тосонд тэсвэртэй, хүйтэнд тэсвэртэй, нойтон замд барьцалддаг. Ихэнхдээ нэг резин нь хэд хэдэн шинж чанарыг хослуулсан байдаг тул тодорхой бүс нутагт резинэн бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд резинийг сонгох нь технологичдын нарийн ажил юм.
Тусгай резинийг резинэн үйлдвэрт ерөнхий зориулалтын резинтэй харьцуулахад хамаагүй бага хэмжээгээр ашигладаг. Ерөнхий зориулалтын болон тусгай зориулалтын резинийг хэрэглэх талбарууд нь бас өөр өөр байдаг. Тиймээс энэхүү тоймд зөвхөн үйлдвэрлэх, боловсруулах, ашиглах ижил төстэй арга бүхий ерөнхий зориулалтын резинийг нарийвчлан авч үзэх болно.
Синтетик каучукийн шинж чанар нь тэдгээрийн хэрэглээг тодорхойлдог. Резинэн бүтээгдэхүүний найрлага бий болгох нь сонголт дагалддаг төрөл бүрийнрезин, дүүргэгч, зөөлрүүлэгч гэх мэт Жор дахь бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн зөв хослол нь хүссэн шинж чанар бүхий резинэн бүтээгдэхүүнийг авах боломжийг олгодог.
2.Ерөнхий зориулалтын каучукийн үндсэн шинж чанар
Стирол бутадиен резин
Стирол бутадиен резин нь янз бүрийн хэрэглээнд функциональ шинж чанаруудыг маш сайн хослуулсан байдаг. Энэхүү резин нь элэгдэлд тэсвэртэй, өндөр дүүргэлттэй учраас ерөнхий зориулалтын хамгийн сайн резин гэж тооцогддог. Сополимер дахь стирол нэгжийн (α-метилстирол) агууламж нэмэгдэх тусам резинийн уян хатан чанар буурч, хүйтэнд тэсвэртэй байдал муудаж, харин бат бэхийн үзүүлэлтүүд нэмэгддэг. онцлог шинжстирол-бутадиен (α-метилстирол) резин нь дүүргэгдээгүй вулканизатын бага суналтын бат бэх юм. Эдгээр резин нь байгалийн резинээс илүү шилэн шилжилтийн температуртай бөгөөд хүйтэнд тэсвэртэй байгалийн резинээс доогуур байдаг. Байгалийн резинтэй харьцуулахад стирол-бутадиен резинийн чухал давуу тал нь хагарал багатай, элэгдэлд тэсвэртэй, уур, усны эсэргүүцэл, дулаан, озон, хөнгөн хөгшрөлтөд илүү тэсвэртэй байдаг. Стиролын өндөр агууламжтай резин нь сайн диэлектрик шинж чанартай байдаг (мономеруудын холимог дахь стиролын хэмжээ 50 жин.% ба түүнээс дээш).
Полибутадиен резин
Одоогоор үйлдвэрлэсэн полибутадиен резинүүдийн ихэнх нь 1,4-цис төрлийнх боловч зарим нь холимог бүтэцтэй байдаг. Энэ нь ханаагүй резин тул хүхэртэй амархан вулканждаг. Полибутадиен резин нь бага температур, элэгдэлд тэсвэртэй байдаг. Гэхдээ үүнтэй зэрэгцэн энэ нь өндөр суналтын бат бэх биш бөгөөд ихэвчлэн арматурын нэмэлтүүдээр дүүргэгдсэн байдаг. Мөн байгалийн резинтэй харьцуулахад суналтын бат бэх, боловсруулалт муу, зүтгүүр муутай. Тиймээс резинэн бүтээгдэхүүний найрлагад байгалийн резин эсвэл стирол-бутадиен резинтэй холилддог.
Полибутадиен резинийг бусад эластомеруудтай хольж, гистерезийн сайн шинж чанар, элэгдэлд тэсвэртэй болгохын тулд их хэмжээгээр ашигладаг. Полибутадиенийг стирол бутадиен эсвэл байгалийн резинтэй хольсон хольцыг автомашин, ачааны машины дугуйнд хагарлын эсэргүүцлийг сайжруулах зорилгоор өргөн ашигладаг. Үүнээс гадна полибутадиен резинийг бусад эластомеруудтай хольж, хүйтэнд тэсвэртэй шинж чанар, дулааны хөгшрөлт, элэгдэл, хагарлыг эсэргүүцэх чадварыг сайжруулах зорилгоор хувиргагч болгон ашигладаг.
Бутил резин
Бутил резин нь агаарыг хадгалах өвөрмөц чадвартай бөгөөд энэ нь дугуйны үйлдвэрлэлд хоолой, диафрагм үйлдвэрлэхэд маргаангүй тэргүүлэх чиглэл болдог. Бутил резинээр хийсэн автомашины дотоод хоолой нь байгалийн резинтэй ижил төстэй хоолойноос 8-10 дахин урт агаарын анхны даралтыг барьдаг бөгөөд энэ нь дугуйны ашиглалтын хугацааг байгалийн резинтэй харьцуулахад дор хаяж 10-18% -иар нэмэгдүүлдэг. Резин нь озонд тэсвэртэй бөгөөд туйлын уусгагч, усан хүчил, исэлдүүлэгч бодисуудад сайн тэсвэртэй байдаг. Энэ нь амьтан, ургамлын тосонд сайн тэсвэртэй боловч бутил резин нь эрдэс тосонд тэсвэртэй биш юм.
Бутил каучукийн суналтын бат бэх нь байгалийн каучукаас арай бага боловч өндөр температурт энэ нь хоёр резинэнд адилхан байдаг. Резинийг сайтар дүүргэсэн үед элэгдлийн эсэргүүцэл сайн байдаг (түүнчлэн шахалтын багц), гэхдээ уян хатан чанар нь маш бага хэвээр байна. Бутил каучукийн сул тал нь вулканжилтын хурд бага, металлд муу наалддаг, зарим найрлагатай зохицох чадвар муу, хэвийн температурт уян хатан чанар багатай, олон удаа хэв гажилтын үед өндөр дулаан үүсдэг.
Бутил каучукийн эдгээр мэдэгдэхүйц сул талуудын заримыг (жишээлбэл, бусад резинтэй холилдоход ашиглахаас сэргийлдэг хатуурах хурд бага, олон материал, ялангуяа металлд бага наалддаг гэх мэт) нь полимерийн химийн шинж чанарыг хэсэгчлэн өөрчилснөөр арилдаг. Жишээлбэл, бага хэмжээний галоген атомыг резинэн макромолекулд оруулах замаар. Бромбутил резинийг (бром 1-ээс 3.5 жингийн% хүртэл) бутил резинтэй ижил аргаар боловсруулж, найрлагатай холино. Гэхдээ үүнтэй зэрэгцэн бромбутил резин нь бутил резинээс хамаагүй хурдан вулканждаг. Бромбутил каучукийн вулканжуулалтын хурд нь байгалийн, бутадиен-стирол болон бусад резинүүдийн вулканизацийн хурдтай харьцуулж болох бөгөөд энэ нь эдгээр эластомеруудтай холилдоход ашиглах боломжтой болгодог. Бусад галоген бутил резинүүд ижил төстэй шинж чанартай байдаг, жишээлбэл, хлорбутил резин (1.1 - 1.3 жин% хлор). Гэсэн хэдий ч хлорбутил каучукийн вулканизацуудын вулканжуулалтын хурд, шинж чанар нь бромбутил резинээс арай бага байдаг.
Этилен пропилен резин
Этилен пропилен резин нь хамгийн хөнгөн резин бөгөөд 0.86-0.87 нягттай байдаг. Шинж чанар нь сополимер нэгж дэх этилен нэгжийн агууламж, өөрчлөлтөөс хамаарна. Этилен пропилен резин нь молекул дахь давхар холбоогүй, өнгөгүй, дулаан, гэрэл, хүчилтөрөгч, озонд маш сайн тэсвэртэй. Ханасан этилен-пропилен каучукуудын хувьд хэт ислийн вулканжуулалтыг ашигладаг. Бондын хэсэгчилсэн ханаагүй байдлыг агуулсан этилен-пропилен-диен резин нь хүхэртэй вулканжуулах боломжийг олгодог. Энэ нь EPDM-ээс арай бага хөгшрөлтөд тэсвэртэй байдаг.
Этилен-пропилен сополимерын баялаг шинж чанар нь энэ резинэн дээр суурилсан резинүүдийн шинж чанарт нөлөөлдөг. Эдгээр резинүүдийн дулаан, хөгшрөлтийн эсэргүүцэл нь стирол-бутадиен болон байгалийн резинээс хамаагүй дээр юм. Бэлэн резинэн бүтээгдэхүүн нь хүчил, шүлт, спирт зэрэг органик бус эсвэл туйлшрал ихтэй шингэнд маш сайн тэсвэртэй байдаг. Энэ төрлийн резинэн дээр суурилсан резинийг 75%, 90% хүхрийн хүчил, 30% азотын хүчилд 25С-т 15 хоног байлгасны дараа шинж чанар нь өөрчлөгддөггүй. Нөгөөтэйгүүр, алифатик, үнэрт эсвэл хлоржуулсан нүүрсустөрөгчийн эсэргүүцэл нэлээд бага байдаг.
Бүх төрлийн EPDM-ийг сайн өгөхийн тулд нүүрстөрөгчийн хар гэх мэт арматурын дүүргэгчээр дүүргэдэг механик шинж чанар. Цэвэр EPDM-ийн цахилгаан, тусгаарлагч, диэлектрик шинж чанарууд нь ер бусын боловч дүүргэгчийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн сонголтоос хамаарна. Тэдний уян хатан шинж чанар нь олон нийлэг резинээс илүү сайн байдаг боловч тэдгээр нь байгалийн резин болон стирол бутадиен каучукийн түвшинд хүрч чаддаггүй. Эдгээр резинүүд нь хоёр чухал сул талтай. Тэдгээр нь бусад энгийн резинтэй холилдох боломжгүй бөгөөд тосонд тэсвэртэй биш юм.
Газрын тос боловсруулах үйлдвэрийн эдгээр бүтээгдэхүүн нь өмнөх бодисуудтай ижил төстэй зүйл багатай ч полимер материалд хамаардаг. Синтетик резин болон бусад бүлгийн полимеруудын хоорондох үндсэн физик ялгаа нь тэдгээр нь термопластик биш юм. Эдгээр нь эластомеруудын бүлэгт багтдаг, өөрөөр хэлбэл ачааллын нөлөөн дор хэв гажих чадвартай бодисууд юм. Даралт зогссоны дараа тэд анхны хэлбэрээ буцаана. Дэлхий дээр эдгээр бодисоос өөр хувилбар байдаг. Үүнийг байгалийн резин гэж нэрлэдэг бөгөөд гевеа модны шүүсээр хийдэг. Байгалийн материалын үйлдвэрлэлийн цар хүрээ нь зах зээлийн хэрэгцээг хангахад хангалтгүй юм. Энэ нь ялангуяа дэлхийн 2-р дайны үед, гевеа тариалангийн ихэнх хэсэг нь Японы хяналтанд байх үед тодорхой харагдаж байв. Энэ нь барууны орнуудад нефтийн химийн салбарыг хөгжүүлэхэд түлхэц болсон юм. Өнөөдөр синтетик материал нь нийт резинэн зах зээлийн бараг 65 хувийг эзэлдэг.
Коньюгат диен нь резинэн гинжний мономерын үүрэг гүйцэтгэдэг. Тэдний ялгаа нь нүүрстөрөгчийн атомуудын хооронд хоёр давхар холбоо байдагт оршино. Тэдгээрийн хамгийн алдартай нь дивинил (1,3-бутадиен) юм.
Хоёр дахь хамгийн чухал мономер бол изопрен бөгөөд дивинилтэй маш ойрхон боловч өөр нэг нүүрстөрөгчийн атомтай бодис юм.
Сонирхолтой онцлогПолимержих урвал нь молекулын 2 ба 3-р атомын хооронд давхар холбоо үүсдэг бол 1-ээс 4-р атомын хооронд дан холбоо үүсдэг.
Ийм давхар холболтын ачаар материал нь уян хатан чанарыг нэмэгдүүлсэн бөгөөд энэ нь зөвхөн ийм төрлийн полимерт зориулагдсан байдаг.
Анхны резин болон бэлэн резин хоёрын хооронд маш том ялгаа байдаг гэдгийг ойлгох хэрэгтэй. Каучукийг вулканжуулалтын явцад резинэн дээр үндэслэн үйлдвэрлэдэг. Тусгай найрлага (вулканизатор) нэмсэн дулааны боловсруулалтын явцад бие даасан молекулын гинжийг хөндлөн чиглэлд шилжүүлдэг бөгөөд энэ нь материалд илүү их хүч чадал өгдөг. Ихэнх тохиолдолд нэмэлт элемент бол хүхэр юм.
Синтетик каучукийн түүх
Резинүүд нь нэгэн зэрэг хэд хэдэн нээлт хийснээрээ өргөн дэлгэрсэн байдаг. Энэ материалыг олон мянган жилийн турш мэддэг байсан ч хангалттай хүч чадалгүй байсан тул бараг ашиглаагүй. 1840 онд Жон Гүүдэр вулканжих процессыг олж илрүүлснээр резинийн шинж чанарыг мэдэгдэхүйц сайжруулж чадсан. Зургаан жилийн дотор түүний технологийг олж чадсан практик хэрэглээ. Роберт Томпсон дэлхийн анхны пневматик дугуйг патентжуулсан. Үүний гол давуу тал нь элэгдэлд тэсвэртэй, тав тухтай байдал юм. Тухайн үеийн тэрэгнүүдийн модон дугуйтай харьцуулахад дугуй нь жинхэнэ олдвор байв. Харамсалтай нь нимгэн резин үйлдвэрлэх боломжгүй байсан тул технологийг үйлдвэрийн суурь дээр тавьж чадаагүй.
Зөвхөн дөчин жилийн дараа Шотландын зохион бүтээгч Жон Данлоп резин үйлдвэрлэх үйл явцыг сайжруулж чадсан. Түүний үүсгэн байгуулсан компани нь унадаг дугуй, сүйх тэрэг, дараа нь автомашины дугуй үйлдвэрлэдэг байв. Дараа нь резин Европт үнэхээр алдартай болсон. Түүхий эд олборлож, хуучин ертөнцөд зарахыг хүссэн сая сая хүмүүс Бразилд ирж эхлэв.
Гэсэн хэдий ч загас агнуур удаан үргэлжилсэнгүй. Бразилийн эрх баригчид гевеа үрийг экспортлохыг хориглов. Гэвч үүнтэй зэрэгцэн тэд өөрсдийгөө хулгайгаас хамгаалж чадахгүй байв. 1886 онд Хенри Викхэм энэ модны зуун мянга орчим үрийг хулгайлж чадсан юм. Хевеяг Азид авчирсны дараа тариалалт зохион байгуулахад багагүй хугацаа зарцуулсан. Арав хүрэхгүй жилийн дараа Ази тив дэлхийн зах зээлд байгалийн каучукийн гол нийлүүлэгч болжээ. Цейлон, Малайз улсууд хямд үнэ санал болгосноор Бразилийг зах зээлээс шахав. Резин дугуйны эрэлт өдрөөс өдөрт нэмэгдэж байна. Энэ нь дугуй үйлдвэрлэх шинэ бүтээлүүд, авто замын тээврийг сурталчлахтай холбоотой байв. Аль хэдийн 1891 онд анхны сольж болох дугуйг Мишелин ах нар зохион бүтээжээ. Тэгээд ердөө есөн жилийн дараа Goodyear анхны хоолойгүй дугуйгаа танилцуулав. Автомашины үйлдвэрлэлийн хурдацтай хөгжил нь резинэн резинний эрэлтийг ноцтойгоор нэмэгдүүлэхэд хүргэсэн. Гэхдээ байгалийн материал нь бүх хэрэглэгчдийг хангаж чадахгүй байсан - байгалийн резинээс өөр сонголт хийх ноцтой хэрэгцээ байсан.
Тэд синтетик орлуулагчийг хурдан олж чадаагүй. Олон туршилтууд хийгдсэн бөгөөд зөвхөн хэсэгчилсэн үр дүн гарсан. Хамгийн том амжилтанд Оросын эрдэмтэн Иван Кандаков хүрсэн. Тэрээр уян хатан полимер нийлэгжүүлж чадсан. Гэсэн хэдий ч нээлттэй материал нь өргөн хэрэглээг олж чадаагүй байна. 1909 онд л анхны синтетик резинийг Германд гаргаж авсан. Энэ нь Оросын химичийн бүтээн байгуулалтад үндэслэсэн байв. Синтетик резин үйлдвэрлэх патентыг Германы химич Фринц Хоффманы нэрээр бүртгэсэн.
Мөн онд Орост нэрт химич Сергей Лебедевийн илтгэлийг тавьсан. Тэр хүн бүхэнд нээлтээ харуулсан. Энэ нь термополимержих замаар уян хатан полимер материалыг олж авахад оршино. Энэхүү нээлтийн нэгэн сонирхолтой онцлог нь нийлэг резинийг үйлдвэрийн аргаар үйлдвэрлэх үндэс суурь нь энэ зарчим байсан юм. Энэ нь зөвхөн Орос улсад төдийгүй дэлхий даяар ийм төрлийн анхны үйлдвэр байв.
Эхлээд Дэлхийн дайнБольшевикуудын хийсэн хувьсгал нь шинэ аж үйлдвэрийг хөгжүүлэх түлхэц болсон. ЗХУ ноцтой асуудалтай тулгарсан. Тус улс бүслэлтэд байсан тул байгалийн резин авах боломжгүй байв. Цорын ганц сонголт бол өөрсдийн гараар нийлэг резин үйлдвэрлэх явдал байв. Тиймээс 1926 онд нийлэг резин үйлдвэрлэх аж үйлдвэрийн төсөл боловсруулах уралдаан зохион байгуулжээ. Хоёр хувилбар санал болгосон. Эхний тохиолдолд химич Бызов олборлосон газрын тосны түүхий эдээс уян хатан полимер авахыг санал болгов. Гэсэн хэдий ч тухайн үеийн хүчин чадал нь масс үйлдвэрлэлийг бий болгох боломжийг олгосонгүй. Үүнтэй холбогдуулан Лебедевийн төсөл уралдаанд түрүүлсэн. Түүний санаа бодлын дагуу этилийн спиртийг боловсруулж гаргаж авсан бутадиен дээр үндэслэн резинийг нэгтгэх нь зүйтэй байв. Төслийнхөө төлөө Лебедев Шинжлэх ухааны академич цол, Лениний одонгоор шагнагджээ. Энэхүү бүтээл нь маш шинэлэг болсон тул барууны орнуудад үүнийг оршин тогтноход нь удаан хугацаагаар итгэж чадахгүй байсан бөгөөд үүнийг уран зохиол, хууран мэхлэлтээс өөр зүйл гэж нэрлэжээ.
Энэхүү төслийн хүрээнд анхны үйлдвэр нь 1932 онд Ярославль хотод нээгдсэн. Түүний араас Воронеж, Казань, Ефремов хотод аж ахуйн нэгжүүд байгуулагдав. Аж ахуйн нэгж бүр ижил үйлдвэрлэлийн хүчин чадалтай байсан. Ерөнхийдөө тус улс жилд 40 мянган тонн нийлэг резин хүлээн авах боломжтой. Түүхий эдийн баазаас ойр байршилд үйлдвэрүүд нээгдсэн. Этилийн спиртийг үндэс болгон ашигласан тул ургамал нь төмсний тариалангийн ойролцоо байрладаг байв. Натри нь үйлдвэрлэлийн процесст катализатор болгон ашигласан. Энэхүү үйлдвэрлэлийн арга нь өндөр үр ашигтайгаар сайрхаж чадахгүй байв. Үүний гол давуу тал нь тухайн үед улс орны хувьд маш чухал байсан хямд үнэ юм.
Герман нь дэлхийн нийлэг каучукийн хоёр дахь үйлдвэрлэгч болжээ. Сонирхолтой нь тус улс ЗХУ-тай ижил шалтгаантай байсан. Дэлхийн 2-р дайн эхэлсний дараа тус улс эдийн засгийн түгжрэлд оров. Энэ нь синтетик резин үйлдвэрлэх өөрсдийн үйлдвэрлэлийн байгууламжийг нээхэд түлхэц болсон юм. Анхны үйлдвэр нь Шкопау хотын үйлдвэр байв. Полимер үйлдвэрлэх үйл явц нь ноцтой өөр, илүү дэвшилтэт байсан. Синтетик резинийг сополимержих урвалаар гаргаж авсан. Энэ тохиолдолд стирол, бутадиен ашигласан. Энэ бүхэн нь усан орчинд явагдсан бөгөөд энэ нь өндөр чанартай полимер авах боломжтой болсон. Үйлдвэрлэл байсан өндөр үр ашигтай, мөн дайны төгсгөлд бүлэг аж ахуйн нэгжүүд жилд бараг 180 мянган тонн үйлдвэрлэх боломжтой байв.
Ази дахь бүх гевеа тариалангийн талбайнууд Японы хяналтад орж, Сувдан Харбор руу дайрсны дараа нийлүүлэлт шууд зогссон тул АНУ мөн өөрийн үйлдвэрлэлээ нээхээс өөр аргагүй болжээ. Үүний үр дүнд засгийн газар нийлэг каучукийн үйлдвэрлэлийг эхлүүлэх үндсэн шийдвэр гаргасан. Хэдхэн жилийн дотор тус улсад энэ полимер үйлдвэрлэх тав гаруй үйлдвэр нээгдэв. Сонирхолтой баримт бол дайн дууссаны дараа бүх үйлдвэрлэлийн байгууламжууд засгийн газрын өмч болсон.
Дайны ялалтыг Гитлерийн эсрэг блок авсан тул Германы үйлдвэрлэлийн хүчин чадлыг холбоотнуудын дунд хуваажээ. Зөвлөлт Холбоот УлсШкопау хотоос үйлдвэр авч чадсан. Үүнийг бүрэн буулгаж, Воронеж руу аваачсан. Үйлдвэрлэлийн шинэ аргыг эзэмшсэний дараа ЗСБНХУ синтетик резин үйлдвэрлэлд тэргүүлэгч болсон.
Эцсийн эцэст, стирол-бутадиен резинийг хувийн полимер боловсруулахад ашигласан. Үүний зэрэгцээ полимер үйлдвэрлэх илүү уламжлалт аргын талаар хэн ч мартаагүй. Байгалийн гэхээсээ илүү хиймэл спиртээр резин хийхээр шийдсэн нь өртгийг нь улам бууруулсан. Хэд хэдэн бизнес нээсэн. Үүний дараа нефтийн химийн янз бүрийн бүтээгдэхүүнийг ашиглан полимер үйлдвэрлэх технологийг боловсруулсан. Үйлдвэрлэл нь полиизопрен синтетик резин үйлдвэрлэж эхлэв. Энэ материал нь чанарын хувьд байгалийн түүхий эдтэй маш ойрхон байдаг.
Синтетик резин үйлдвэрлэл
Төрөл бүрийн синтетик полимер үйлдвэрлэх хялбаршуулсан схемийг доор үзүүлэв.
Синтетик резин үйлдвэрлэх нь өөрийн онцлог шинж чанар, хүндрэлтэй байдаг. Тэдний гол зүйл бол олон төрлийн мономеруудыг нэгтгэх хэрэгцээ юм. Тийм ч учраас хийн фракцын үйл явц нь газрын тос боловсруулах үйлдвэрт маш чухал байдаг - энэ нь гаралтын үед шаардлагатай хөнгөн нүүрстөрөгчийн бие даасан фракцыг авах боломжийг олгодог. Энэ салбарын хувьд хамгийн сонирхолтой нь бутан, изобутан бөгөөд тэдгээрийг боловсруулах үйлдвэрээс авдаг. Пиролиз ба салгах процедурын дараа түүхий эдийг цаашдын боловсруулалтанд шилжүүлнэ.
Цаашдын үйлдвэрлэлийн эхний шат бол бодисыг усгүйжүүлэх явдал юм. Тиймээс илүүдэл устөрөгчийн атомыг арилгасны дараа нүүрстөрөгчийн давхар холбоог олж авах боломжтой. Ийм процедурын дараа изопрен, бутадиеныг гаргаж авах боломжтой. Эдгээр нь синтетик резинэн полимержих процессын хамгийн чухал материал юм. Бодисыг өөр аргаар үйлдвэрлэдэг. Жишээлбэл, шингэн хийн пиролизийн үед изопрен авах боломжтой. Үүнээс гадна энэ бодисыг изобутилен ба формальдегидийн үндсэн дээр авч болно.
Синтетик резин нь сополимер учраас стирол ба түүний деривативыг нэмэлт бодис болгон ашигладаг. Жишээлбэл, нийтлэг "нэмэлт" нь этиленийн оронд полипропилен нэмснээр олж авдаг метилстирол юм. Акрилонитрил нь бас чухал бодис болж чаддаг. Энэ нь аммиак ба пропиленийн үндсэн дээр хийгдсэн. Үйлдвэрлэлийн аргаас хамааран резинэн бүлгийн хэд хэдэн полимер материалыг авах боломжтой. IN Оросын Холбооны Улсангилал батлагдсан бөгөөд үүний дагуу полибутадиен резинийг SKD, бутадиен ба стиролын сополимерийг BSK болон DSSK гэж тэмдэглэж болно. Эдгээр бүх материалын ялгаа нь полимер үйлдвэрлэх арга, үүнд ашигласан суурь юм. Үүний үр дүнд маш олон төрлийн уян хатан полимер үйлдвэрлэх боломжтой. Хамгийн түгээмэл нь изопрен резин (ISR) бөгөөд энэ нь байгалийн шинж чанараараа маш ойрхон байдаг. Түүний сортуудын нэг нь бутил резин (BK) бөгөөд химийн нэр нь изопрен-изобутилен юм.
Этилен ба пропиленийн сополимеруудыг мөн тусдаа бүлэгт хувааж, диенүүдийн багахан хэсгийг нэмдэг. Тэдгээрийг цэвэр резин гэж ангилж болохгүй, гэхдээ тэдгээр нь тодорхой газар нутагт өргөн хэрэглэгддэг. Тодорхой чанарыг олж авахын тулд хром, бромыг ихэвчлэн полимерт нэмдэг. Тэдгээр нь полимеруудын гинжин хэлхээнд багтаж, хүссэн шинж чанарыг нь өгдөг.
Орчин үеийн хамгийн алдартай резинэн бүлгүүдийн нэг бол TPE юм. Энэ товчлол нь термопластик эластомер гэсэн үг юм. Энэ нь эдгээр бодисууд нь бүх полимерүүдийн шинж чанартай байдаг. Тэдгээр нь хэвийн төлөвт хангалттай уян хатан бөгөөд уламжлалт термопластик аргыг ашиглан боловсруулж болно.
SIBUR дахь синтетик резин
Резинийг Воронеж, Тольятти, Красноярск хотод байрладаг холдингийн хэд хэдэн үйлдвэр үйлдвэрлэдэг. Тус холдинг нь дэлхийн хамгийн том уян полимер үйлдвэрлэгчдийн нэг бөгөөд жагсаалтын зургаадугаарт бичигддэг. Холдингийн бүх аж ахуйн нэгжүүд синтетик каучукийн ихэнхийг үйлдвэрлэдэг. Бутадиен, өөрийн үйлдвэрлэсэн изопренийг түүхий эдийн суурь болгон, стирол, акрилонитрил, изобутиленийг сополимер болгон ашигладаг.
Аж ахуйн нэгжүүд өөрсдийн түүхий эдээ голчлон ашигладаг. Үүнийг СИБУР-Нефтехим, Томск дахь үйлдвэр, Лукойл компанийн зарим аж ахуйн нэгжээс танканд нийлүүлдэг. Ихэнх түүхий эд нь янз бүрийн найрлагатай бодис хэлбэрээр ирдэг бөгөөд дараа нь тэдгээрийг газар дээр нь хуваах процессыг явуулдаг. Олон тооны сополимеруудыг гуравдагч этгээдийн үйлдвэрлэгчдээс нийлүүлдэг бөгөөд энэ нь холдингийн үйлдвэрлэлийн байгууламжийг тогтмол ачаалалтай байлгах боломжийг олгодог. Тус компанийн түншүүдийн нэг бол Беларусийн "Полимир" үйлдвэрлэгч юм.
Мономерууд шаардлагатай цэвэршүүлэлтийг хийсний дараа полимержих боломжтой. Төрөл бүрийн материалыг олж авахын тулд янз бүрийн бодис, үйлдвэрлэлийн орчинг ашигладаг. Ихэнхдээ усан суспензийг ашигладаг бөгөөд үүнд бэлэн резинэн жижиг хэсгүүдийг нэмж болно. Эдгээр хэсгүүдийн эргэн тойронд үлдсэн хэсэг нь цуглардаг бөгөөд энэ нь эцсийн материалыг олж авах боломжийг олгодог. Изопрений үйлдвэрлэл нь ихээхэн ялгаатай байдаг. Үүний тулд нүүрсустөрөгчийн уусгагчийг ашигладаг.
Полимержих урвалын дараа олж авсан материалыг шаардлагагүй хольцоос (ус, уусгагч гэх мэт) цэвэрлэнэ. Үйлдвэрлэлийн сонирхолтой онцлог нь ихэнх бүтээгдэхүүнийг бусад улс руу тээвэрлэдэг. Гол хэрэглэгч нь Хятад. Үүнээс гадна Continental компанийн экологийн дугуйг зарим төрлийн резинэн дээр үндэслэн үйлдвэрлэдэг. Мөн Воронежийн аж ахуйн нэгжид олон төрлийн TEC үйлдвэрлэдэг бөгөөд тэдгээр нь олон төрөлжсөн чиглэлээр хэрэглээгээ олсон. SIBUR нь синтетик резин үйлдвэрлэх, орчин үеийн олон тооны технологийг нэвтрүүлэх чиглэлээр ажилладаг.
Синтетик резин ашиглах
Ихэнх резинэн төрлийн бүтээгдэхүүнийг синтетик резинэн дээр үндэслэн хийдэг. Уг бодисыг аливаа үйлдвэр, тэр дундаа хүнсний бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Каучукийн үндсэн дээр автомашины дугуй, тусгаарлагч материал, эмнэлгийн костюм, ус нэвтэрдэггүй хувцас, гутал гэх мэтийг үйлдвэрлэдэг. Синтетик резинэн материалын хамгийн том хэрэглэгч бол автомашины компаниуд юм. Дугуй бол хамгийн алдартай синтетик резинэн бүтээгдэхүүн юм. Одоогоор дэлхий дээр жилд нэг тэрбум гаруй ширхэг бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэдэг таван зуу орчим дугуйны үйлдвэр байдаг.
TPE полимерүүд нь бас маш чухал материал юм. Тэдгээрийг олон тооны барилгын материал үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Эдгээр полимерүүдийн хамгийн чухал хэрэглээ бол зам барилгын ажил юм. Материалын эерэг чанарууд нь замын гадаргуугийн ашиглалтын хугацааг бараг гурав дахин уртасгах боломжийг олгодог. Өнөөдрийг хүртэл зам барихад TEP ашиглах нь урьдчилсан нөхцөл юм. Хятадад хучилтын бараг зуун хувь нь TPE полимерийг холбогч болгон ашигладаг. Ийм технологи нь манай улсын байнгын асуудлыг шийдэх байсан.
Синтетик каучукийн чухал хэрэглээ бол латекс үйлдвэрлэх явдал юм. Түүний нэмэлтүүдийг барилгын будаг, лак, шингээгч шингэн, өнгөлгөөний материал болон бусад зүйлд нэмдэг. Үүнээс гадна өргөн хэрэглээний бараа, тоглоом, эмнэлгийн хэрэгсэл, хувцас, гутал гэх мэтийг энэ бүлгийн үндсэн дээр үйлдвэрлэдэг. Хүний үйл ажиллагааны аль ч салбарт уян хатан материал шаардлагатай бол синтетик резинийг ашигладаг. Үүний зэрэгцээ хиймэл полимер нь байгалийн аналогиасаа хамаагүй том эерэг шинж чанартай байдаг.
Резин бол байгалийн ба синтетик эластомер юм. Энэ нь усны эсэргүүцэл, уян хатан чанар, цахилгаан тусгаарлагч шинж чанартай байдаг. Таны харж байгаагаар энэ нь янз бүрийн салбарт хэрэглэгддэг олон эерэг шинж чанартай байдаг. Резин үйлдвэрлэл нь одоогоор асар их хэмжээгээр ашиглагдаж байгаа тул хамгийн эрэлттэй бизнесийн нэг юм.
Байгалийн резин үйлдвэрлэх + тэд үүнийг хэрхэн хийдэг тухай видео
Мэдээжийн хэрэг, байгалийн каучукийн зарим хэсэг нь янз бүрийн ургамлаас олддог, гэхдээ мэдээжийн хэрэг бүгд биш. Хүн бүр мэддэггүй, гэхдээ Dandelions хүртэл бага хэмжээний резин агуулдаг боловч үүнийг зохих ёсоор гаргаж авах ёстой.
Ургамлаас гаргаж авсан бодис нь нүүрсустөрөгч болон тэдгээрийн гүйдэг бодисуудтай холилддог. Хамгийн сонирхолтой нь байгалийн резин нь хаана ч уусах чадваргүй байдаг. Энэ нь хавдаж, бензин, ацетон, ус, архи зэрэг бодисуудтай ямар ч байдлаар харьцдаггүй. Гэхдээ резин нь өрөөний температурт байх үед хөгширч эхэлдэг. Энэ нь багасч, бүрэн ашиглах боломжгүй болно гэсэн үг юм. Энэ бүхэн нь өрөөний температурт хүчилтөрөгч резинэн дээр наалдаж эхэлдэг тул тохиолддог. Мэдээжийн хэрэг, резин нь хөгшрөх тусам түүний уян хатан чанар буурч, үүний дагуу хүч чадал нь багасдаг. Мөн өндөр температурт (ойролцоогоор 200 градус) резин задарч эхэлдэг. Энэ нь хүхэр эсвэл бусад хүхрийн уусмалуудтай нийлэхэд маш их уян хатан чанар, хүч чадлыг өгдөг. Байгалийн каучук байхгүй тул хортой бодисууд, энэ нь нэлээд амархан бөгөөд хурдан резинэн боловсруулалт хийдэг. Ийм түүхий эдээс хангалттай бат бөх, өндөр чанартай резинийг олж авах боломжтой бөгөөд үүнийг олон төрлийн салбарт ашиглах боломжтой.
Байгалийн резин нь олон тооны эерэг шинж чанартай байдаг тул үүнийг ихэвчлэн ашигладаг. Энэ үйлдвэрлэлд нийт каучукийн 60 гаруй хувийг ашигладаг.
Синтетик резин үйлдвэрлэл + тэд үүнийг хэрхэн хийдэг видео
Синтетик резин нь олон төрлийн нэмэлтүүдтэй бөгөөд үүнгүйгээр хэвийн ажиллахад шаардлагатай бүх зүйл байхгүй болно. Синтетик резинийг ихэвчлэн төрөлжсөн үйлдвэрүүд эсвэл үйлдвэрүүдэд үйлдвэрлэдэг, учир нь ийм үйлдвэрлэлд шаардлагатай бүх зүйл тэнд байдаг. Хамгийн анхны резинийг эрт дээр үеэс үйлдвэрлэж байжээ.
Полибутадиенийг резин үйлдвэрлэхэд ашигласан. Эхлээд бүх хүмүүст энэ нь гайхалтай, хэрэглэхэд тохиромжтой юм шиг санагдаж байв. Гэвч хэсэг хугацааны дараа энэ зүйл хэтэрхий бага механик шинж чанартай болохыг анзаарсан. Ашиглах, удаан хугацаагаар хэрэглэхэд энэ нь туйлын тохиромжгүй юм. Мэдээжийн хэрэг, синтетик резин нь зөвхөн химийн материалаар хийгдсэн байдаг, учир нь зөвхөн хор хөнөөлгүй материалаас өндөр чанартай материал авах боломжгүй юм.
Синтетик резин нь маш их алдартай бөгөөд түүний үйлдвэрлэл түгээмэл байдаг нь мэдээжийн хэрэг юм. Энэ бүхэн нь синтетик резин үйлдвэрлэх нь байгалийн резинээс хамаагүй хурдан байдагтай холбоотой юм. Синтетик харагдахын тулд олон тооны тоног төхөөрөмж, янз бүрийн технологийг ашигладаг тул үйлдвэрлэлийг бүхэлд нь хялбаршуулдаг.
Синтетикийг хэрхэн яаж хийдэг тухай дэлгэрэнгүй видео:
Олон тооны өөр өөр резин байдаг, гэхдээ энэ нь зөвхөн түүнд хамаарна. химийн найрлага. Ихэнхдээ ямар ч төрлийн резинийг автомашины үйлдвэрлэлд ашигладаг. Учир нь тэнд алдартай. Үүнээс машинд зориулсан маш сайн дугуй хийх нь маш хялбар юм. Өмнө дурьдсанчлан резин нь ямар ч гадны нөлөөг тэсвэрлэх чадвартай, мадаггүй зөв материал юм. Мөн янз бүрийн резин үйлдвэрлэхэд ашиглаж болно эмнэлгийн бэлдмэл. Таны харж байгаагаар ямар ч резин нь бүрэн гэм хоргүй гэж тооцогддог.
Дэлхийн автомашины үйлдвэрлэл, нисэх онгоц, цэргийн техник хэрэгслийн хурдацтай хөгжил нь байгальд олборлосон, резин үйлдвэрлэх зориулалттай резин маш их хомсдоход хүргэсэн. Дэлхий даяар тархсан тариалангийн талбайнууд үйлдвэрлэлийн хэрэгцээг хангах боломжгүй болсон. Дараа нь Оросын эрдэмтдийн ачаар синтетик резин зах зээлд гарч ирэв.
Танилцуулга
Үнэн хэрэгтээ эрдэмтэд, үйлдвэрлэлийн ажилчид зуу орчим жилийн турш синтетик түүхий эдийг үйлдвэрийн үйлдвэрлэл рүү чиглүүлж байна. 19-р зууны хоёрдугаар хагаст резинийг нийлэгжүүлсэн. Харин үйлдвэрлэлийн технологи шаардлагатай тоног төхөөрөмж 20-р зуунд л хөгжсөн. Синтетик резин үйлдвэрлэхэд шаардлагатай бүх зүйлийг S.V. Лебедев, Оросын эрдэмтэн.
Түүнээс хойш эрдэмтэд - химич, үйлдвэрлэгчид энэ түүхий эдийг сайжруулах, энэ түүхий эдийн шинэ брэндийг бий болгох гэх мэт маш их хүчин чармайлт гаргасан.
Синтетик каучукийн төрлүүд
Синтетик каучукийн үйлдвэрлэлийн үйлдвэрлэлийг зохион байгуулснаас хойш бараг зуун жил өнгөрчээ. Мөн энэ хугацаанд органик химийн салбарын мэргэжилтнүүд энэ түүхий эдийг олон тооны төрлөөр боловсруулж, үйлдвэрлэлд нэвтрүүлсэн. Доорх нь богино жагсаалт юм.
Бутадиен резин - түүний хэрэглээний гол чиглэл нь дугуй, камер үйлдвэрлэх явдал юм. Бутадиен түүхий эдээр хийсэн энэ бүтээгдэхүүний үзүүлэлтүүд нь энэ ангиллын бүтээгдэхүүнээс хамаагүй өндөр боловч байгалийн (байгалийн) чанараар хийгдсэн байдаг. Автомашины үйлдвэрлэлээс гадна бутадиен резинийг химийн тэсвэртэй резин, эбонит үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
Бутил резин нь агаарыг хадгалах онцгой чадвартай. Энэ нь дугуй, камер, диафрагм гэх мэт бусад материалаас давуу талыг баталгаажуулсан зүйл юм. Дугуй үйлдвэрлэх үйлдвэрүүдэд хийсэн олон удаагийн туршилтуудын үндсэн дээр энэ төрлийн нийлэг резинээр хийсэн камерууд нь агаарын даралтыг 8 хэмд хадгалдаг гэж үзэж болно. - Байгалийн резинээр хийсэн ижил төрлийн бүтээгдэхүүнээс 10 дахин их. Бутил резин нь байгалийн резинээс ялгаатай нь озонд тэсвэртэй, янз бүрийн төрлийн тос (амьтан, хүнсний ногоо) -д хариу үйлдэл үзүүлэхгүй, гэхдээ энэ материалыг эрдэс тостой харьцахаас хамгаалсан байх ёстой.
Хэрэв бид хүч чадлын параметрүүдийг харьцуулж үзвэл байгалийн гаралтай бүтээгдэхүүн ихээхэн хэмжээгээр ялна. Үүний зэрэгцээ, энэ материал нь вулканжилт багатай, металл гадаргуутай наалддаггүй. Хувьсах хэв гажилтын дор хурдан халаах, дээр нь хэвийн температур, чийгшилд бага уян хатан чанар.
Полихлоропрен резин буюу заримдаа хлоропрен гэж нэрлэдэг бөгөөд хэрэглэгчдэд цайвар шар өнгийн масс хэлбэрээр нийлүүлдэг. Энэ материалын үндсэн шинж чанарууд нь:
- галд тэсвэртэй байдал;
- даавуу, металл болон бусад олон материалд наалддаг;
- озон, агаар мандлын үзэгдэл, ялангуяа бага температурт үзүүлэх дархлаа.
Хлоропрен резин нь сунгасан үед талсждаг. Энэ шинж чанар нь түүний үндсэн дээр үйлдвэрлэсэн резинийг өндөр бат бэх шинж чанарыг харуулах боломжийг олгодог.
Химийн үйлдвэр нь олон төрлийн синтетик каучук үйлдвэрлэдэг бөгөөд тэдгээрийн зарим нь байгалийн каучукаас давуу юм. Бутадиенийг ханаагүй нэгдлүүд, жишээлбэл, стирол резин SRS зэрэгтэй хамтарсан урвалаар олж авсан сополимер нэгдлүүд өргөн хэрэглэгддэг.
Хиймэл гарал үүслийн түүхий эдийн тухай ярихдаа синтетик латекс гэх мэт бодисыг мартаж болохгүй. Энэ нь үнэн хэрэгтээ хиймэл резин болон полистирол гэх мэт бусад полимер бодисуудын уусмал юм.
Синтетик латексыг цавуу, усан суурьтай будаг үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Тэдгээрийг полимер бетон бүтээхэд барилгын ажилд ашигладаг.
Бүтцийн томъёо
Синтетик резинийн төрөл бүр өөрийн гэсэн химийн томъёотой байдаг.
Изопрен молекулууд CH2=C(CH3)-CH=CH2 2-метилбутадиен-1,3;
бутадиен CH2=CH-CH=CH2 бутадиен-1,3;
дивинил CH2=CH-CH=CH2 бутадиен-1,3
Хлоропрен CH2=C(Cl)-CH=CH2 2-хлоробутадиен-1,3
Бутадиен-стирол нь CH2=CH-CH=CH2 бутадиен-1,3 ба C6H5-CH=CH2 стирол молекулуудаас бүрдэнэ.
Шинж чанар ба хэрэглээ
Синтетик каучукийн шинж чанар нь олон талаараа байгалийн бүтээгдэхүүний үндсэн үзүүлэлтээс давж гардаг. Тиймээс түүний нягт нь усны нягтаас бага тул тайван хөвдөг.
Синтетик каучукийн химийн шинж чанар нь усанд уусахгүй байх боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь түүнийг ус үл нэвтрэх бүрхүүл үйлдвэрлэхэд ашиглах боломжийг олгодог. Энэ өмч нь тэдгээрийг хувцас, спортын тоног төхөөрөмж гэх мэт оёдолд ашиглах боломжийг олгодог Бензин, бензол зэрэг бодисууд нь резинийг уусгана. Энэ өмч нь тэдгээрийг наалдамхай найрлага үйлдвэрлэхэд ашиглах боломжийг олгодог. Резин бол эрчим хүч, бага гүйдлийн төхөөрөмжийн тусгаарлагчийг бий болгоход өргөн хэрэглэгддэг диэлектрик юм. Резинүүд нь уян хатан, удаан эдэлгээтэй, элэгдэлд тэсвэртэй байдаг. Үүнээс гадна резин нь мөчлөгийн хэв гажилтын шинж чанарыг хадгалдаг.
Синтетик резинийг ерөнхий болон тусгай гэж хуваадаг. Ерөнхий зүйлд:
- изопрен;
- стирол бутадиен гэх мэт.
Тэдний гол шинж чанар нь хүйтэнд тэсвэртэй, элэгдэлд тэсвэртэй байдаг. Үүнээс гадна тэдгээр нь өндөр тос, бензо, озоны эсэргүүцэлтэй байдаг.
Заримдаа дивинил резин гэж нэрлэдэг бутадиен резинийг ерөнхий зориулалтын резин гэж ангилдаг. Эдгээрийг дугуйны (гулууз, хажуугийн хана гэх мэт) проектор, хучих резин үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Энэ материалыг кабелийн үйлдвэрт ашигладаг материал, зүлгүүрийн металл боловсруулах хэрэгсэл болон бусад материал, үрэлтийн эсрэг бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
Этилен-пропилен дээр суурилсан түүхий эдийг нөлөөнд тэсвэртэй полимер, унадаг дугуй, усны зэвүүн шинж чанартай даавуу, дулааны хүнд нөхцөлд ажиллах туузан дамжуулагч үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
Фторсиликон резин (фтор силикон эсвэл фтор резин). Эдгээр материалын онцлог шинж чанар нь бага ба өндөр температурт тэсвэртэй, янз бүрийн түрэмгий орчинд тэсвэртэй байдаг. Үүнээс гадна энэ ангийн түүхий эд нь элэгдэлд тэсвэртэй, ил галд тэсвэртэй байдаг. Энэ нь хий дамжуулдаггүй. Түүний диэлектрик шинж чанар нь цахилгаан кабель болон бага гүйдлийн тоног төхөөрөмжийн тусгаарлагчийг бий болгоход ашиглах боломжийг олгодог. Энэхүү түүхий эд нь түрэмгий бодисыг тээвэрлэх зориулалттай савыг бохь болгоход ашигладаг материалыг үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
Эдгээр материалын өөр нэг чухал шинж чанар нь цацрагт тэсвэртэй байдал юм.
Хиймэл материал ба байгалийн хоёрын ялгаа нь олон сополимер болон химийн элементүүд, энэ материалд шинэ шинж чанарыг нэмдэг.
Синтетик каучукийн байнгын эрэлт хэрэгцээ нь энэ түүхий эдийг үйлдвэрлэхэд оролцдог бүхэл бүтэн салбарыг бий болгоход хүргэсэн. Энэ түүхий эдийн зах зээлд эдгээр бүтээгдэхүүний эрэлт байнга нэмэгдэж байна. Синтетик түүхий эдийн хэрэглээгээр тэргүүлэгч нь дэлхийн хамгийн динамик хөгжиж буй эдийн засаг болох Хятадын эдийн засаг гэж үзэж болно. Зах зээлийн динамикаас харахад 2008-2009 оны хямралын дараа эдгээр бүтээгдэхүүний эрэлт 4% -иар буурсан бол өнөөдөр борлуулалт өнгөрсөн оны түвшинтэй харьцуулахад 7% хүртэл өссөн байна.
Синтетик түүхий эдийн үйлдвэрлэлээрээ тэргүүлэгч орнуудын дунд БНХАУ, ОХУ, АНУ болон бусад хэд хэдэн улсыг нэрлэх нь зүйтэй.
Резинүүд - резин үйлдвэрлэхэд ашигладаг байгалийн болон синтетик гаралтай бодисууд нь уян хатан чанар, цахилгаан тусгаарлагч, усны эсэргүүцэл зэрэг шинж чанараараа ялгагдана. Байгалийн каучукийн түүхий эдийн эх үүсвэр нь латекс ялгаруулдаг хэд хэдэн ургамлын сүүн шүүс юм (энэ нь тусгай шинж чанартай цагаан шингэн юм).
Энэ шүүсийг ургамлаас тусгаарласнаар хатуу материалыг олж авахын тулд коагуляцийн процессыг өдөөдөг. Резин нь ихэвчлэн полиизопренээс (91-96%) тогтдог. Үүний зэрэгцээ түүний түүхий эд болдог латекс нь ургамлын нэлээд түгээмэл бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Энэ нь ургамлын янз бүрийн ботаникийн бүлгүүдийн төлөөлөгчдөөс олж болно.
Резин нь ургамлын янз бүрийн хэсэгт байдаг бөгөөд үүний үндсэн дээр тэдгээрийг (өөрөөр хэлбэл ургамал) бүлэгт ангилдаг.
- латекс - бодис нь сүүн шүүсэнд хуримтлагддаг;
- паренхим - иш ба үндэст;
- хлоренхим - навч, залуу ногоон найлзууруудад.
- Газар доорх эд эрхтнүүдэд бага хэмжээний агууламжтай резин хуримтлагддаг Asteraceae овгийн өвслөг латекс ургамлыг (Крым-сагыз, кок-сагиз гэх мэт) үйлдвэрт ашигладаггүй.
Синтетик резин гэж юу вэ? Энэ нь резин болж хувирдаг синтетик полимер нэгдлүүдээс бүрддэг. Ялангуяа ОХУ-д ийм үйлдвэрүүд Красноярск, Тольятти хотод ажилладаг.
Синтетик резин нь бутадиен, изопрен, стирол, неопрен, изобутилен, хлоропрен, нийлэг хүчлийн нитрилээс гаргаж авсан өндөр полимер нэгдэл бөгөөд полимержүүлсэн эсвэл сополимержсэн байдаг. Үүссэн материал нь байгалийнхтай ижил төстэй шинж чанартай байдаг. Тиймээс түүний молекулууд нь олон мянган мономеруудын урт, хэсэгчлэн салаалсан гинж юм. Дундаж молекул жин нь ихэвчлэн хэдэн зуун мянгаас хэдэн сая хүртэл байдаг. Полимержих явцад зарим гинж нь олон газарт давхар холбоогоор холбогддог. Тиймээс, вулканжуулсан бодис нь химийн хувьд физик-химийн шинж чанартай өндөр молекулын орон зайн сүлжээ юм.
Олон төрлийн резин байдаг бөгөөд тэдгээрийг хийсэн мономерын төрлөөр нь ангилдаг (бутадиен, изопрен). Мөн тусгай атомууд эсвэл функциональ бүлгүүд (жишээлбэл, полисульфид, уретан) байгаа эсэхээс хамаарч ангилах боломжтой.
Синтетик резинүүдийн хувьд тэдгээр нь нэмэлт ангилалтай байдаг.
- дүүргэгчийн агуулгын дагуу (дүүргээгүй ба дүүргэсэн);
- эцсийн хэлбэр (шингэн, хатуу, нунтаг);
- молекул жин.
Жишээлбэл, хэд хэдэн синтетик латексууд нь усан дисперс шиг харагддаг бол бусад нь термопластик эластомерууд юм.
Анхны төлөвт ханаагүй холбоогүй синтетик резинүүд байдаг (силикон резин, полиизобутилен). Тэдгээрийг вулканжуулахын тулд органик амин, хэт исэл болон бусад нэгдлүүдийг ашигладаг. Үүний үр дүнд та байгалийн гаралтайгаас ч илүү сайн бодис авах боломжтой.
Хэрэглээнээс хамааран синтетик материалыг ерөнхий болон тусгай резин гэж хоёр бүлэгт хуваадаг. Эхний ангилалд маш сайн уян хатан чанар, хүч чадал болон бусад шинж чанартай бодисууд багтдаг бөгөөд энэ нь материалыг янз бүрийн чиглэлийн объект үйлдвэрлэхэд ашиглах боломжийг олгодог. Материалын тусгай шинж чанарыг хангахын тулд тусгай резинийг бүтээдэг тул тэдгээрийг зөвхөн бие даасан бүтээгдэхүүнд зориулж хязгаарлагдмал хэмжээгээр ашигладаг.
Нийтлэг резинүүд нь:
- бутадиен;
- бутадиен стирол;
- изопрен.
Тусгай резин:
- этилен пропилен;
- уретан;
- бутил резин;
- фтор резин;
- хлоропрен гэх мэт.
Резинийг автомашин, дугуйн дугуй, онгоцны явах эд анги үйлдвэрлэхэд ашигладаг бөгөөд үүнээс цахилгаан тусгаарлагч бүрээс хийдэг. Мөн энэ материалыг эмнэлгийн хэрэгсэл үйлдвэрлэхэд идэвхтэй ашигладаг.
1. Байгалийн резин
Байгалийн резин нь олон мянган жилийн турш оршин тогтнож ирсэн. Эрдэмтэд МЭӨ олон сая жилийн тэртээгээс хамаарах резинэн ургамлын үлдэгдэл агуулсан чулуужсан олдворуудыг олж байна. Соёл иргэншлийн төлөөлөгчид 500 жилийн өмнө Америкийг нээхдээ анх удаа ийм материалын талаар олж мэдсэн. Саяхан буюу 30-аад онд резин үнэхээр эрэлт хэрэгцээтэй болсон. XIX жилолон зуун. Дараа нь индианчууд цагаан арьст хүмүүст резинээр хийсэн гутал, шилийг идэвхтэй зардаг байв.
1839 онд Чарльз Гүүдир вулканжуулах аргыг зохион бүтээснээр резинийг нийлэгжүүлжээ. Тэрээр резинийг хүхэрээр халааж, материал нь түүний шинж чанарыг сайжруулж байгааг олж мэдэв. Резинийг нээсэн даруйдаа идэвхтэй ашиглаж эхэлсэн. Тиймээс 1919 он хүртэл энэ материалыг ашигласан 40,000 гаруй төрлийн бүтээгдэхүүн зах зээл дээр зарагдсан.
Байгалийн резинэн ургамал
Тупи-гуарани хэлэнд "резин" гэдэг үг нь "кау" (мод) ба "учу" (уйлах) гэсэн үгнээс гаралтай. Эдгээр үгсийн нийлбэрийг Энэтхэгчүүд тэр үеийн резинэн гол үйлдвэр байсан гевеагийн сүүн шүүс гэж нэрлэдэг байв. Тохиромжтой болгохын тулд Европт тэд "резин" гэсэн үгэнд нэг үсэг нэмсэн бөгөөд энэ нь "резин" болж хувирав. Орос улсад сүүн шүүс агуулсан ургамал байдаг - spurge, Dandelion, шарилж.
Гэхдээ үйлдвэрлэлийн зориулалтаар та зөвхөн латекс агуулсан төдийгүй их хэмжээгээр амархан өгөхөд бэлэн байгаа ургамлын материалыг ашиглаж болно. Бразилийн хевеа бол ийм түүхий эд бөгөөд резин нь дэлхийн хэрэглээний 90-96% -ийг бүрдүүлдэг.
Резинийн бусад эх үүсвэрүүд нь давирхай болон цэвэршүүлэх шаардлагатай бусад хольцыг агуулдаг тул цэвэр биш юм. Жишээ нь, хэд хэдэн сапот модонд резинэнд гуттаперча байдаг.
Резинэн мод нь ихэвчлэн экваторын бүсэд ургадаг бөгөөд үүнээс өмнө болон хойд зүгт 10 хэмээс хэтрэхгүй, өөрөөр хэлбэл энэ нь 1300 км өргөн бүс бөгөөд үүнийг "резин бүс" гэж нэрлэдэг. Энд л ийм модыг үйлдвэрийн зориулалтаар ургуулж, түүхий эдийг нь дэлхий даяар зарж борлуулдаг.
Резинийн физик, химийн шинж чанар
Хэрэв бид байгалийн резинийн тухай ярих юм бол энэ нь дараахь шинж чанартай байдаг.
- зарим тохиолдолд талстжих боломжтой аморф хатуу бодис;
- түүхий (эсвэл түүхий) хэлбэрээр энэ нь цагаан, заримдаа өнгөгүй байдаг;
- ус, спирт зэрэг ихэнх шингэнд уусдаггүй, тэдгээрт хавагнадаггүй;
- зөвхөн ижил төстэй бодисуудад (бензин, эфир, бензол, бусад үнэрт нүүрсустөрөгчид) хавдаж, тэдгээрт аажмаар уусдаг.
Өөртэйгөө төстэй уусмал дахь резин нь коллоид уусмал үүсгэж болно. Тэд технологид өргөн хэрэглээг олсон.
Байгалийн резин нь нэлээд нэгэн төрлийн молекулын бүтэцтэй бөгөөд энэ нь түүний физик, технологийн өвөрмөц шинж чанарыг тодорхойлдог. Үнэн хэрэгтээ ийм өвөрмөц бүтэцтэй тул үүнийг резинэн хэлбэрээр боловсруулж болно.
Резин нь уян хатан чанар эсвэл уян хатан чанараараа үнэлэгддэг, өөрөөр хэлбэл энэ материалаар хийсэн бүтээгдэхүүн нь хэв гажилтын хүч үйлчлэхээ больсны дараа анхны хэлбэрээ маш хурдан буцааж өгдөг. Резинийн уян хатан чанар нь ангилалдаа хамгийн шилдэг нь юм. Тэгэхээр түүнээс гарсан бүтээгдэхүүн 1000 хувь сунасан ч анхны хэлбэрт нь орох болно. Сонгодог хатуу бодисын хувьд энэ үзүүлэлт 1% байна. Үүний зэрэгцээ резин нь халсан болон хөргөсөн төлөвт ижил шинж чанартай байдаг. Гэхдээ материал нь сул талтай байдаг - цаг хугацаа өнгөрөх тусам хатуурч, шинж чанараа алддаг.
Хэрэв резинийг шингэн агаарт (-195 ° C) байрлуулсан бол хатуу, тунгалаг байх боловч 0 ° - 10 ° C-ийн температурт ил тод байдал, хөшүүн чанар алга болно. Хэвийн нөхцөлд (20 ° C) материал нь түүний алдартай шинж чанарыг олж авдаг - энэ нь зөөлөн, тунгалаг, нэлээд уян хатан байдаг. 50 хэмээс дээш температурт резин нь наалдамхай, хуванцар болж эхэлдэг. Хэрэв халаалтыг 80 ° C хүртэл үргэлжлүүлбэл энэ үе шатанд уян хатан чанар алдагдаж, 120 ° C-д резин нь бүрэн давирхай шиг шингэн болж хувирдаг. Хэрвээ хөргөөд байвал анхны бодис шиг харагдахгүй. 200-250 ° C нь резин нь хийн болон шингэн бодис руу эргэлт буцалтгүй задрах температур юм.
Резин нь диэлектрик шинж чанартай тул ус, хий нэвтэрдэггүй. Түүнээс гадна, дурьдсанчлан энэ материал нь ус, хүчил, шүлтлэгт уусдаггүй, архинд маш бага хэмжээгээр уусдаггүй. Гэхдээ бензин, хлороформ, нүүрстөрөгчийн дисульфид нь энэ бодисыг уусгаж, эхлээд хавагнахад хүргэдэг. Химийн бодисоор резинийг исэлдүүлэх нь амархан, харин агаарт исэлдүүлэх нь нэлээд хэцүү байдаг. Резин нь маш бага дулаан дамжуулалттай байдаг - гангаас 100 бага.
Резинийн давуу тал нь уян хатан чанараас гадна уян хатан чанар сайтай байдаг. Энэ нь гадны хүчний нөлөөн дор энэ материал нь хүссэн хэлбэрээ олж авч, хадгалах болно гэсэн үг юм. Халаах, түүнчлэн механик боловсруулалтын үед энэ шинж чанар нь ялангуяа илэрдэг. Тиймээс резинийг пластоэластик бодис гэж үзэж болно.
Резинд байдаг өөр нэг шинж чанар бол түүнийг сунгах эсвэл хөргөх явдал юм. Энэ нь удаан хугацааны туршид тохиолддог бодисын талсжилт юм. Энэ процессын явцад дулаан ялгардаг бөгөөд энэ нь халаадаг байгалийн бодиссунгах үед. Резин нь өвөрмөц хэлбэр, тодорхой ирмэггүй жижиг талстуудтай байдаг.
Хэрэв резинийг -70 хэм хүртэл хөргөвөл хуванцар байхаа больж, шилний зарим шинж чанарыг олж авна.
Тиймээс ихэнх полимерүүдийн нэгэн адил резин нь температураас хамааран гурван төлөвт байдаг - өндөр уян хатан, наалдамхай, шилэн. Хэвийн нөхцөлд резин нь маш уян хатан байдаг.
Хүчилд тэсвэртэй хэдий ч резин нь энгийн бодисууд болох хүчилтөрөгч, галоген, хүхэр, устөрөгчтэй амархан урвалд ордог бөгөөд энэ нь түүнд ханаагүй холбоо байгаатай холбон тайлбарладаг. Энэ материалын ижил төстэй химийн шинж чанарыг онцлон тэмдэглэхийн тулд харилцан үйлчлэлийг сайжруулдаг коллоид уусмал руу шилжүүлэх нь зүйтэй.
Химийн урвалууд анзаарагдахгүй өнгөрдөггүй физик шинж чанарбодисууд. Тиймээс хүч чадал, уусах чадвар, уян хатан байдлын шинж чанарууд өөрчлөгддөг. Жишээлбэл, тасалгааны температурт резинтэй харилцан үйлчилдэг хүчилтөрөгч, озон нь бодисын том полимер молекулуудыг жижиг хэсгүүдэд задалж, материалын бат бөх чанарыг алдагдахад хүргэдэг. Нэмж дурдахад резин нь хүчилтөрөгчөөр исэлдэж, хатуу төлөвөөс хуванцар төлөвт шилждэг.
Байгалийн каучукийн химийн бүтэц, түүний найрлага
Байгалийн резин нь олон тооны давхар холбоо бүхий полимер ханаагүй нүүрсустөрөгч юм. Түүний бүх нийтийн химийн томъёо нь дараах байдалтай байна: (C5H8)n, энд n нь 1000-3000 утгатай полимержих зэрэг юм. Эндээс харахад байгалийн каучукийн мономер нь изопрен юм.
Байгалийн каучукийн эх үүсвэр нь янз бүрийн халуун орны ургамлын сүүн шүүс юм (жишээлбэл, Бразилийн хевеа). Тэд мөн изопрен полимер болох гуттаперча агуулдаг боловч өөр химийн бүтэцтэй. Хэрэв резинэн молекул атомын хувьд нимгэн биш байсан бол маш урт учраас микроскопоор харж болно. Мөн аль болох сунгасан бол энэ нь зигзаг хэлбэртэй том шугам байх бөгөөд энэ нь нүүрстөрөгчийн бондын төрлөөс шалтгаална.
Изопренд дан болон давхар бондын ээлж байдаг тул молекулын хэсгүүд нь зөвхөн нэг холбоог тойрон эргэлдэж чаддаг. Ийм чичиргээний улмаас молекул байнга нугалж, тайван байдалд байсан ч төгсгөлүүд нь ойрхон байдаг.
Мөн резинэн молекулууд тайван байх үедээ ойрхон төгсгөлтэй байдаг нь тухайн бодисын уян хатан чанарыг тодорхойлдог. Материалыг сунгах үед түүний молекулууд нэг чиглэлд сунадаг. Деформацийн нөлөө дуусмагц гинж дахин муруй болно.
Тиймээс байгалийн каучукийн молекулууд нь маш хүчтэй сунадаг, төгсгөлийг нь салгах үед хэмжээ нь нэмэгддэг бараг дугуй хэлбэртэй булаг юм. Олон тооны судлаачид энэхүү полимер гинж нь хаварлаг мушгиа гэж үздэг.
Хэрэв байгалийн каучукийн химийн шинжилгээ хийвэл уг бодис нь зөвхөн устөрөгч, нүүрстөрөгчөөс бүрдэх бөгөөд энэ нь түүнийг нүүрсустөрөгчид хамааруулах боломжийг олгодог. Үүнийг каучукийн анхдагч томъёогоор баталж байна. Энэ нь өмнө нь C5H8 байсан. Цаг хугацаа өнгөрөхөд эрдэмтэд ийм энгийн үсэг нь молекулын бүтцийн нарийн төвөгтэй байдлыг тусгаж чадахгүй гэдгийг ойлгосон, учир нь бие даасан нэгжийн молекул жин хагас сая ба түүнээс дээш хүрдэг. Тиймээс байгалийн резин нь изопренийн байгалийн полимер, тухайлбал цис-1,4-полиизопрен юм.
Байгалийн резин нь бие биентэйгээ нягт холбогдсон олон мянган химийн микромолекулуудын орооцолдол бөгөөд тэдгээр нь зөвхөн макромолекулын дотор чичиргээ-эргэлтийн хөдөлгөөнийг хийж чаддаг. Эдгээр микромолекулууд нь резинийг үүсгэдэг хамгийн энгийн нүүрсустөрөгч болох изопренийн хэсгүүд юм. Гэхдээ изопрен мономер дээр суурилсан бусад полимерууд байдаг боловч тэдгээр нь уян хатан чанар, уян хатан чанараараа ижил төстэй шинж чанартай байдаггүй. Энэ нь юутай холбоотой вэ?
Резинд бусад полимер молекулуудын нэгэн адил атомууд нь гинжин хэлхээнд байрладаг боловч энэ нь тасралтгүй шулуун шугам биш, харин байнга ороож, бөмбөг үүсгэдэг. Механик хүчний нөлөөн дор энэ ороомгийн салангид хэсгүүдийн тэгшитгэлээс болж материал нь сунадаг. Цохилт дуусмагц молекул нь байгалийн байрлалаа авч, ороомогт буцаж ирдэг. Зөвхөн хэт их хичээл зүтгэл нь материалыг маш их шулуун болгох боломжийг олгодог бөгөөд ингэснээр түүний молекулуудын гинж нь буцаж ирэхгүй, харин эвдэрч, энэ хэсгийг гажуудуулдаг.
2. Синтетик резин
Хэрэв Америкт резинийг дор хаяж 500 жилийн турш ямар нэгэн хэлбэрээр ашиглаж байсан бол Орост бүх зүйл өөр байна. Тус улсад байгалийн гаралтай түүхий эд байхгүй тул анхандаа уг материалыг үйлдвэрлэдэггүй байсан. Мөн бэлэн резинийн нөөц байхгүй байсан. Гэвч 1927 онд, тухайлбал 12-р сарын 30-нд Зөвлөлтийн эрдэмтэд 1,3-бутадиенийг натрийн полимержуулах замаар синтетик дивинил резинийг олж авчээ. Энэхүү туршлага нь 1,3-бутадиенийг үйлдвэрийн аргаар үйлдвэрлэхэд түлхэц болж, үүнээс тэд резин хийж эхлэв.
Бутадиен нь энгийн этилийн спиртээс нийлэгждэг. Энэ нь энэ молекулын усгүйжүүлэлт, усгүйжүүлэлтийн үед нэгэн зэрэг явагддаг. Үүнд хүрэхийн тулд спиртийг уур болгон хувиргаж, хоёр урвалыг нэгэн зэрэг эхлүүлдэг катализатороор дамжуулдаг. Дараа нь үүссэн бутадиенийг анхны материал, гаж урвалын бүтээгдэхүүнээс цэвэрлэж, фракцыг бүрэн цэвэршүүлсний дараа резинийг нийлэгжүүлэхэд ашигладаг.
Энэ төлөвт төгс орших мономеруудыг хэрхэн полимержиж эхлэх вэ? Нэгдүгээрт, хүссэн нүүрстөрөгчийн атомыг өдөөдөг, өөрөөр хэлбэл полимер гинжийг үүсгэхийн тулд давхар холбоо тасарч эхэлдэг төлөвт хүргэх ёстой. Үүнийг хийхийн тулд та хүчтэй катализатор ашиглах эсвэл маш их энерги зарцуулах хэрэгтэй.
Резинийг полимержих катализаторыг ашиглах нь нэлээд давуу талтай, учир нь энэ материал нь урвалын явцад алдагдахгүй, зөвхөн нүүрстөрөгчийн атомыг өдөөдөг. Полимержилтын төгсгөлд катализатор нь эхэн үеийнхтэй ижил хэмжээгээр үлддэг. С.В.Лебедев хиймэл каучукийн нийлэгжилтийг хөгжүүлэхдээ энэхүү катализаторыг бусад ханаагүй нүүрсустөрөгчийг полимержүүлэхэд ашигласан А.А.Кракаугийн жишээг дагаж металл натрийг ижил төстэй бодис болгон ашигласан.
Үүний зэрэгцээ бутадиен полимержих нь давуу талтай бөгөөд үүний үр дүнд эцсийн бүтээгдэхүүн нь бусад дайвар бүтээгдэхүүнгүйгээр зөвхөн бэлэн резин юм, учир нь урвалын явцад мономерууд нэмэлт бодис үүсгэхгүйгээр бүхэлдээ полимер болж нийлдэг. .
Синтетик каучукийн үндсэн төрлүүд
Олон төрлийн синтетик резин байдаг. Бутадиен дээр үндэслэн нийлэгжүүлсэн анхны дурдсан материалыг ч гэсэн стереорегуляр ба стереорегуляторгүй резин хэлбэрээр үйлдвэрлэдэг. Эхнийх нь байгалийн резинээс илүү эдэлгээ сайтай, элэгдэлд тэсвэртэй тул автомашины дугуйны анхны материал болгон ашигладаг. Мөн стереорегуль бус төрлийг эбонит, резин, түрэмгий шингэнд тэсвэртэй гэх мэт үйлдвэрлэлд ашигладаг.
Эрдэмтэд хиймэл резинийг байнга нэгтгэж байдаг бөгөөд энэ нь бүх талаараа байгалийнхаас илүү төгс материал юм. Жишээлбэл, тэдгээрийн шинж чанарт маш сайн бодисууд нь бутадиен ба стирол, акрилонитрилийн сополимерууд юм. Полимержих явцад бутадиенийг харгалзах хоёр дахь мономероор сольж гинжийг бий болгодог. Энэ нь сонгодог резинээс үл хамаарах онцгой шинж чанарыг олж авах боломжийг танд олгоно.
Тиймээс стирол-бутадиен резин нь элэгдэлд тэсвэртэй тул энэ материал нь автомашины резин, туузан дамжуулагч, гутлын улны үйлдвэрлэлд маш их эрэлт хэрэгцээтэй байдаг.
Нитрил бутадиен резин нь газрын тос, бензиний нөлөөн дор мууддаггүй тул газрын тосны лацыг үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
Бутадиенийг винилпиридинтэй (ялангуяа 2-метил-5-винилпиридинтэй) сополимержих үед винилпиридин резинийг олж авдаг. Энэ нь тусгай зориулалтын резин үйлдвэрлэхэд зориулагдсан. Бензин, тосонд тэсвэртэй, хүйтэнд хэрэглэхэд удаан эдэлгээтэй, ямар ч материалд сайн наалддаг. Энэ төрлийн латексыг дугуйны утсанд нэвчилт болгон ашигладаг.
Орос улсад тэд мөн сонгодог синтетик резинийг үйлдвэрлэдэг бөгөөд шинж чанар нь байгалийн материалтай маш төстэй байдаг. Энэ резинийг вулканжуулсан үед бат бөх, уян хатан чанар, уян хатан чанар нь байгалийн гаралтай бүтээгдэхүүнээс тийм ч их ялгаатай байдаггүй резинийг авдаг. Ийм синтетик резинийг автомашины дугуй, гутал, туузан дамжуулагч үйлдвэрлэхэд ашигладаг бөгөөд үүнээс янз бүрийн эмнэлгийн бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэдэг.
Тусгай шинж чанарыг гетероген атомууд эсвэл функциональ бүлгүүдээр тодорхойлдог резинүүдийн хувьд дараахь дэд зүйлүүдийг энд тэмдэглэх нь зүйтэй.
1. Силикон резин. Эдгээрийг эмнэлгийн бүтээгдэхүүн, ялангуяа цус сэлбэх хоолой, зүрхний хиймэл хавхлага, янз бүрийн кабель, утас үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
2. Полиуретан резин. Эдгээр нь элэгдэлд тэсвэртэй резинийг үндэс болгон ашигладаг.
3. Фторжуулсан резин. Эдгээр нь энгийн резинийг бүрэн устгах үед өндөр температурт, бүр 200 хэмээс дээш температурт ажиллах чадвараараа ялгагдана.
4. Хлоропрен резин. Энэ мономер нь бензин, тос, исэлдүүлэгч бодисын нөлөөнд илүү тэсвэртэй тул тэдгээрийг хлоропренээр хийдэг.
Бусад төрлийн резинүүд байдаг - энэ нь хөөсөрсөн, органик бус (полифосфонитрил хлорид) резин болон бусад.
Байгалийн болон синтетик каучукийн гол хэрэглээ нь зохих төрлийн резин үйлдвэрлэх явдал юм. Энэ нь цэвэр хэлбэрийн резин нь нэлээд хэврэг, уян хатан материал биш тул түүний вулканжуулсан бүтээгдэхүүний талаар хэлэх боломжгүй юм.
Тиймээс, резинээс резин үйлдвэрлэх нь дараахь алхмуудыг агуулна.
1. Түүхий эдийн бааз бүрдүүлэх:
- резин болон резинэн эд ангиудыг өлгөх;
- резинийг хуванцаржуулах;
– даавууг резинээр бүрэх, каландрлах, шахах;
- үүссэн резинэн даавуу, хуудас зэргийг огтолж, бэлэн бүтээгдэхүүнийг авах.
2. Вулканжуулалт, түүний зорилго нь бүтээгдэхүүн дэх резинийг хагас боловсруулсан төлөвөөс бэлэн байдалд хүргэх явдал юм.
Тиймээс резинэн бүтээгдэхүүн хийхийн тулд резинийг янз бүрийн дүүргэгч (жишээлбэл, хөө тортог), хүхэртэй хольж, хөгцийг эдгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүдээр дүүргэж халаана. Температурын өсөлтөөс болж каучукийн ханаагүй холбоо нь бат бөх болж, тэдгээрт хүхрийг нэвтрүүлж, макромолекулуудыг өөр хоорондоо дисульфидын гүүрний сүлжээнд холбодог. Тиймээс хавтгай дээр биш, харин сансарт үүссэн асар том бүхэл бүтэн молекулыг олж авдаг. Энэ нь бүх шинж чанараараа цэвэр резинээс хамаагүй дээр юм.
Одоо ийм полимер илүү найдвартай болж байна. Жишээлбэл, резин нь энэ уусгагчаар аажмаар устдаг резинээс ялгаатай нь бензинд уусдаггүй.
Хэрэв эбонит авах шаардлагатай бол вулканжуулалтын явцад илүүдэл хүхэр нэмэх шаардлагатай бөгөөд энэ нь илүү олон холбоос үүсэхэд хувь нэмэр оруулж, хатуулаг, уян хатан чанар алдагдахад хүргэдэг. Эрт дээр үед эбонит нь хамгийн сайн тусгаарлагч материалуудын нэг байсан.
Резин нь сонгодог резинээс хамаагүй илүү уян хатан, бат бөх байдаг. Үүнээс гадна температурын хэлбэлзэл, хийн нөлөө, механик сүйрэл, цахилгаан гүйдлийн нөлөө, зуны халуун, янз бүрийн химийн бодисын нөлөөнд тийм ч их өртдөггүй. Түүнчлэн, вулканжуулсан резин нь хуурай гадаргуу дээр гулсах үрэлтийн өндөр зэрэгтэй, нойтон гадаргуу дээр бага зэрэг гулсах үрэлттэй байдаг.
Резин үүсэхийг илүү хурдан явуулахын тулд үйлдвэрүүдэд вулканжуулалтын хурдасгуур гэж нэрлэгддэг. Тэд танд бага түүхий эдийг ашиглан гэрлэхгүйгээр хөрвүүлэх үйл явцыг илүү хурдан хийх боломжийг олгодог. Дүрмээр бол ийм бодисууд нь магнийн исэл, хар тугалга болон бусад органик бус давс юм. Үүнээс гадна органик бодисуудыг ашигладаг - дитиокарбамат, тиурам, ксантат болон хурдасгах нөлөөтэй бусад деривативууд.
Харин хурдасгуур нь идэвхжээгүй бол өөрөө ажиллахгүй. Үүнийг цайрын исэл нэмэх замаар хийдэг.
Резинийн дараагийн зайлшгүй бүрэлдэхүүн хэсэг бол антиоксидант юм. Тэд хөгшрөлтөөс сэргийлдэг.
Хүч чадлын шинж чанар, элэгдэлд тэсвэртэй, элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг сайжруулахын тулд дүүргэгчийг нэмдэг. Нэрнээс нь харахад эдгээр бодисуудын ачаар бага хэмжээний резинээс аль болох их хэмжээний резин хийснээр нийт түүхий эдийн хэмжээг нэмэгдүүлэх боломжтой бөгөөд ингэснээр илүү хүртээмжтэй, хямд материал болно гэдгийг ойлгож болно. Дүүргэгч нь шохой, тальк, гипс, барийн сульфат, кварцын элс, нүүрстөрөгчийн хар юм.
Чанарын резинийн сүүлчийн бүрэлдэхүүн хэсэг нь хуванцаржуулагч эсвэл зөөлрүүлэгч юм. Эдгээр нь бодисыг олон тооны дүүргэгчээр бага наалдамхай болгох зорилготой юм. Хуванцаржуулагчийн ачаар резин нь янз бүрийн динамик нөлөөнд, ялангуяа элэгдэлд тэсвэртэй болдог. Хуванцаржуулагчийн үндсэн жагсаалт нь дараах байдалтай байна.
- түлшний тос;
- парафин;
- давирхай;
- жилий;
- стеарин ба олейны хүчил гэх мэт.
Резинийн шинж чанар, ялангуяа янз бүрийн органик уусгагчд тэсвэртэй байдал, хүч чадал нь түүний найрлагаас шууд хамаардаг. Тиймээс, хэрэв энэ нь байгалийн резинээр хийгдсэн бол тос, бензинд тэсвэртэй, уян хатан чанар сайтай, элэгдэлд тэсвэртэй байх болно. Гэхдээ ийм материал түрэмгий бодисын нөлөөн дор устах болно. Хэрэв танд илүү элэгдэлд тэсвэртэй резин хэрэгтэй бол стирол-бутадиен резинээр хий. Изопрен резинийг ашиглах нь хүчтэй сунгасан ч тэсвэртэй уян хатан бүтээгдэхүүн авах боломжтой болгодог. Гэхдээ хлоропрен түүхий эдийг ашиглах нь хүчилтөрөгчөөр исэлдэхэд тэсвэртэй резинийг бий болгоход хувь нэмэр оруулдаг.
Тиймээс Орост резин нь эзэнт гүрний үеэс буюу 1860 онд Санкт-Петербургт Гурвалжингийн үйлдвэр нээгдсэнээс хойш удаан хугацааны туршид ажиллаж ирсэн (1922 онд Улаан гурвалжин гэж нэрлэсэн). Дараа нь "Резин", "Эксплорер", "Богатырь" болон бусад аж ахуйн нэгжүүд нээгдэв. Хөгжлийн жилүүд нь үйлдвэрлэлийн технологийг нэвтрүүлэх боломжийг олгосон янз бүрийн төрөлшаардлагатай шинж чанарыг хангах резин.
Төрөл бүрийн бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд резин ашиглах
Резинийг үйлдвэрлэлд өргөн ашигладаг. Гэхдээ дүрмээр бол энэ түүхий эдийг резин үйлдвэрлэхэд ашигладаг бөгөөд энэ нь эргээд янз бүрийн эцсийн бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг. Резин нь дараахь үйлдвэрлэлийн чиглэлээр эрэлт хэрэгцээтэй байна.
- утаснуудын тусгаарлагч;
- машины дугуй;
- гутал;
— тусгай хувцас;
- хиймэл арьс;
- эмнэлгийн бүтээгдэхүүн;
- цэргийн эд анги, эд анги.
Резин нь резинээс илүү уян хатан чанартай боловч уян хатан чанар багатай байдаг. Энэ нь нэг талаараа энэ нь энгийн бодис биш, харин янз бүрийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдтэй резинэн хольцтой холбоотой юм.
Хамгийн гол нь автомашин, инженерийн үйлдвэрт резин хэрэгтэй. Аливаа механизмд олон төрлийн резинэн хэсгүүд байх тусам засвар үйлчилгээ хийхэд илүү тухтай, найдвартай, бат бөх байдаг. Нэг машин бүтээхэд олон мянган төрлийн резинэн эд анги шаардлагатай бөгөөд энэ тоо өссөөр байна.
Резинийн төрөл, тэдгээрийн хэрэглээ
Хамгийн энгийн ангилал нь резинийг цул ба сүвэрхэг гэж хуваадаг. Тиймээс эхнийх нь бутадиен резинээр хийгдсэн тул элэгдэлд тэсвэртэй байдаг. Жишээлбэл, улны хувьд ийм резинийг хэрэглэвэл тусгай улны арьснаас 2-3 дахин удаан эдэлгээтэй байдаг. Нэмж дурдахад, ийм материал нь сунах үед урагдахад бага өртөмтгий, хэт их ус нэвтрүүлэхгүй, чийгийн нөлөөн дор мууддаггүй.
Мэдээжийн хэрэг, резинэн гутлын хүйтэн жавар нь илүү мэдэгдэхүйц байх бөгөөд энэ нь арьс шиг дулааныг хадгалахгүй. Түүнчлэн, энэ материал нь агаар, уурыг нэвтрүүлдэггүй, гэхдээ энэ нь түүний гүйцэтгэлийг бууруулдаггүй.
Нүх сүвэрхэг бус резинийг арьс шиг, тунгалаг, ургамал гэж хуваадаг. Энэ нь ул, өсгий, өсгий, давхарга болон бусад гутлын эд ангиудыг хийхэд хэрэглэгддэг.
Харин сүвэрхэг резинийг зуны гутлын ул болон бусад хэсгийг хийхэд ашигладаг.
Арьс шиг резинээр гутлын ёроолыг хийдэг. Материалын зузааныг хэдэн миллиметр болгон багасгахын тулд ийм резин үйлдвэрлэхэд их хэмжээний стирол ашигладаг (ойролцоогоор 80-85%). ерөнхий найрлагаполимер), ирээдүйн резинийн хатуулгийг нэмэгдүүлдэг.
Арьс шиг резин нь өвөрмөц найрлагатай тул түүний шинж чанар нь энгийн арьстай төстэй байдаг. Яг л хуванцар, хатуу учраас ямар ч төрлийн, хэлбэрийн гутал хийхэд ашиглаж болно. Ийм резинийг үйлдвэрлэхэд ямар ч өнгөөр будаж болно. Арьс шиг резин нь элэгдэлд тэсвэртэй, байнга гулзайлгах өндөр эсэргүүцэлтэй байдаг. Энэ бол төсвийн гутлын хамгийн сайн сонголт юм.
Арьс шиг ултай гутлыг ихэвчлэн 179-252 хоног хөлийн хуруу нь хугарахгүй бол өмсдөг. Гэхдээ ийм бүтээгдэхүүнийг худалдаж авахдаа энэ нь эрүүл ахуйн олон сул талуудтай, тухайлбал хамгийн бага гигроскопи, амьсгалах чадвар, өндөр дулаан дамжуулалттай гэдгийг анхаарах хэрэгтэй.
Арьстай төстэй гурван төрлийн резин байдаг.
— сүвэрхэг бус бүтэц, нягтрал 1.28 г/см3;
— сүвэрхэг бүтэц ба нягт 0.8-0.95 г/см3;
- сүвэрхэг бүтэцтэй, фиброз дүүргэгч ба нягт нь 1.15 г/см3 хүртэл.
Сүүлчийн төрлийн сүвэрхэг резинийг мөн "арьс" гэж нэрлэдэг. Тэд байгалийн арьстай бараг ижил шинж чанартай байдаг. Шилэн материал нэмсэн тул резин нь бага зэрэг илүү сайн дулаан тусгаарлагч шинж чанартай байдаг. Үүнээс гадна, энэ материал нь илүү уян хатан, хөнгөн, илүү тааламжтай байдаг Гадаад төрх. Ийм резинийг наалдамхай аргаар бэхэлсэн зуны болон хаврын гутлын өсгий, ул үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
Ил тод резин нь тунгалаг харагдах өөр нэг байгалийн резинэн бүтээгдэхүүн юм. Үүний гол ялгаа нь элэгдэлд тэсвэртэй, хатуулаг юм. Ил тод резинийг цутгамал ул үйлдвэрлэхэд зориулж гутал үйлдвэрлэхэд ашигладаг бөгөөд гүйлтийн тал нь хүчтэй долгионтой байдаг. Түгээмэл хэрэглэгддэг нэг төрлийн ил тод резин бол резинэн агууламж өндөртэй стиронип юм. Энэ материал нь дахин нугалахад маш тэсвэртэй тул наалдамхай аргаар угсардаг гутал үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
Сүвэрхэг резин нь материалын нийт эзэлхүүний 20-80% -ийг эзэлдэг нүх сүв агуулдаг гэдгээрээ онцлог юм. Үүний ачаар бүтээгдэхүүний өндөр уян хатан чанар, уян хатан чанар, зөөлөн байдал, элэгдлийн бусад шинж чанаруудыг олж авдаг. Гэхдээ эдгээр төрлийн резин нь цаг хугацааны явцад багасаж, янз бүрийн гадаргуу дээр нөлөөлсөн үед бохирддог (ялангуяа гутлын хуруунд). Сүвэрхэг резинийн хатуулгийг нэмэгдүүлэхийн тулд полистирол давирхайг нэмнэ.
Одоо вулканит, порокреп зэрэг сүвэрхэг резинийг идэвхтэй ашиглаж, үйлдвэрлэж байна. Эхний материал нь бүтээгдэхүүний элэгдлийн эсэргүүцлийг нэмэгдүүлж, дулаан тусгаарлах шинж чанарыг сайжруулдаг олон тооны фиброз дүүргэгчийг агуулдаг. Хоёр дахь нь хүч чадал, уян хатан чанарыг нэмэгдүүлэхэд ашиглагддаг бөгөөд үүнээс гадна энэ нь тааламжтай өнгөтэй байдаг. Сүвэрхэг резин нь өвлийн болон хагас улирлын гутал үйлдвэрлэхэд өргөн хэрэглэгддэг.
